淺談重力式沉箱碼頭施工質(zhì)量控制

周 凡

（上海遠東水運工程建設(shè)監(jiān)理咨詢公司， 上海 200080）

淺談重力式沉箱碼頭施工質(zhì)量控制

周 凡

（上海遠東水運工程建設(shè)監(jiān)理咨詢公司， 上海 200080）

根據(jù)重力式沉箱碼頭的施工管理經(jīng)驗，從基床開挖、基床拋石及整平、沉箱預(yù)制及安裝、拋石棱體拋填、上部結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制方面，對控制重力式沉箱碼頭施工質(zhì)量進行了分析。

重力式沉箱碼頭；施工工序；質(zhì)量控制

1 工程概況

供拖輪、引航船、交通艇、海事巡邏船等專用的某工作船碼頭結(jié)構(gòu)采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)。下部基礎(chǔ)采用基槽開挖和拋石基床，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制矩形沉箱、卸荷板和現(xiàn)澆胸墻、面層，結(jié)構(gòu)斷面。

碼頭范圍內(nèi)巖面標高為 3.26 m～-18.00 m。巖面呈北高南低、東西兩段高中間低的走勢。在巖面較低區(qū)域，土層以-12.00 m 左右標高為界；上層為淤泥質(zhì)黏土，下層為粉質(zhì)黏土混砂礫，含水量小于 26%，可作為拋石基床的持力層。由于碼頭范圍內(nèi)巖面起伏較大，根據(jù)地質(zhì)的不同，基槽開挖需分別進行炸礁和挖泥?；坶_挖標高為 -7.50 m～-12.00 m；炸礁邊坡坡度為 1∶0.5，挖泥邊坡坡度陸側(cè)為 1∶1.5，海側(cè)坡度為 1∶5。為了確保碼頭質(zhì)量，在施工過程中主要對基床開挖、沉箱預(yù)制、基床拋石及整平、沉箱安裝、拋石棱體拋填和上部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量進行了嚴格控制。

2 基槽開挖施工的質(zhì)量控制

為了減少水上開挖量和確保水上基槽開挖岸坡穩(wěn)定，碼頭基槽開挖，必須遵循“先邊坡后基槽”的原則。

2.1 水上挖泥的質(zhì)量控制

(1)水上挖泥采用分層、分段、分條的方法進行施工，要合理確定分層厚度、寬度和搭接長度。本工程分層厚度按 2 m進行分層；每層按 20 m 進行分條，分條之間連接處按不小于2 m 進行控制。

(2)為了確保岸坡穩(wěn)定，邊坡開挖時須嚴格控制開挖坡度。本工程開挖坡度為 1∶1.5，每分層階梯高差 2 m，每分條挖寬 5 m。 基槽開挖時，在岸側(cè)布置位移觀測點，監(jiān)測岸坡穩(wěn)定情況(低潮時觀測)。如有異常應(yīng)暫停開挖，與相關(guān)單位商定分析后再行施工。

(3)嚴格控制超寬、超深。對于黏土，水下開挖基槽每邊超寬和超長不大于 2.5 m，超深不大于 0.8 m；對于塊石，超寬和超長不大于 1.5 m，超深不大于 0.5 m。

(4)控制好下抓斗的間距，一般重疊 1/4～1/3 的抓斗寬度。挖泥采取扇形開挖，抓斗開口寬度以抓斗充泥“滿而不外溢”為限。

(5)基槽開挖至設(shè)計深度時，對土質(zhì)進行校核。如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)與設(shè)計要求不符，應(yīng)及時提出并組織有關(guān)單位重新研究解決。

2.2 水上炸礁的質(zhì)量控制

(1)針對工程特性，選擇合理的炸礁方案。為了保證工程質(zhì)量，盡可能減少超爆和欠爆，同時確保爆區(qū)周圍水工、陸域建(構(gòu))筑物及附近船只的安全，炸礁方案的選擇尤為重要。采用水下中深孔爆破、孔間或排間采用毫秒微差爆破技術(shù)，能有效降低爆破危害，達到爆破效果。

(2)結(jié)合水下炸礁的特點和巖石的堅固系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗公式，確定孔網(wǎng)參數(shù)，重點控制單孔裝藥量。

水下炸礁的重要特點之一就是爆破介質(zhì)與水的交界面上承受著水的壓力。水下爆破的單孔裝藥量，應(yīng)包括破碎巖石必須的能量和克服水體阻力所需的能量；炮孔的裝藥長度宜為孔深的 2/3～4/5。單孔裝藥量可按：

Q=q0abH0……式 1進行計算。其中：

Q—單孔裝藥量(kg)；

q0—水下鉆孔爆破單位炸藥消耗量(kg/m3)，其值根據(jù)巖石類別進行取值；

a—炮孔間距(m)；

b—炮孔排距(m)；

H0—設(shè)計爆層厚度(m)，即爆破巖層厚度與計算超深值之和。

3 基床拋石及整平施工的質(zhì)量控制

基床的穩(wěn)定性和平整度是決定重力式沉箱碼頭施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

3.1 基床拋石的質(zhì)量控制

(1)根據(jù)水流、風(fēng)浪和水位對拋石位置的影響，通過試拋以確定拋石船位。

(2)大規(guī)模拋填之前，選擇一段進行典型施工并潛水檢查，以檢驗石料厚度、平整度和堆積程度，驗證選擇的船型、每船拋填寬度。

(3)嚴格控制基床的拋石標高。拋石標高應(yīng)為設(shè)計標高加預(yù)留沉降量。預(yù)留沉降量須根據(jù)夯實方案、地質(zhì)條件和施工經(jīng)驗進行確定。本工程按 10% 的夯沉量加上 20 cm 預(yù)留沉降量來確定拋石標高。

(4)按照設(shè)計要求控制石料質(zhì)量。嚴格按照設(shè)計要求的技術(shù)指標選定石料，石料必須未風(fēng)化，不成片狀、無嚴重裂縫、不帶泥土。

(5)嚴格控制基床拋石夯實工藝。通過在船上做出相應(yīng)刻度以控制搭接區(qū)域的夯實質(zhì)量；夯實完成后采用重錘復(fù)夯進行驗收。當(dāng)夯實補拋塊石的面積大于 1/3 沉箱底面積，或連續(xù)面積大于 30 m2且厚度普遍大于 0.5 m 時，須作補夯處理。

3.2 基床整平的質(zhì)量控制

(1)選擇使用無線遙控水下整平機進行整平施工，對整平質(zhì)量提供保障、提高效率。無線遙控水下整平機通過整平架的支撐腿，可以直接坐落于拋石基床上，并通過無線信號傳輸至輔助船機中心控制室的顯示屏上。操作人員通過各指令按鈕，使整平機進行各個動作。整平架在調(diào)整高度和水平度后通過刮鏟實現(xiàn)整平功能，移動架可以實現(xiàn)在水下行走功能。

(2)控制每次刮鏟時的厚度。每次刮鏟時的厚度不宜過大，控制在 30 cm 左右，避免因刮刀前面塊石過多而造成刮鏟行走不動或者大量溢出兩側(cè)。

(3)通過整平機的監(jiān)控儀和測深儀，控制整平范圍和整平質(zhì)量。

4 沉箱預(yù)制及安裝的質(zhì)量控制

沉箱預(yù)制主要從模板、鋼筋、混凝土施工質(zhì)量三方面進行控制。由于單個沉箱體量較大，必須控制好施工縫的處理。沉箱安裝的質(zhì)量控制應(yīng)從以下幾個方面進行。

(1)根據(jù)沉箱重量，做好起重船機的選擇。

(2)根據(jù)沉箱安裝順序及現(xiàn)場地形條件，合理確定錨位及地錨位置。

(3)安裝前重新檢查基床，確?；矡o異物、未破壞，方可進行沉箱安裝作業(yè)。根據(jù)工程位置和水流方向，沉箱安裝盡量安排在落潮及緩、平潮流時段進行，利于沉箱就位。沉箱安放下沉?xí)r盡量減少或避免沉箱在基床上的挪移距離，保證基床平整度。

(4)嚴格控制安裝位置的精度。在沉箱頂部四角布設(shè)導(dǎo)標， 用兩臺經(jīng)緯儀交匯控制、校核沉箱角點。

(5)控制沉箱安裝時的平衡。沉箱安裝時，當(dāng)水面到達消浪孔，海水會漫進前排沉箱內(nèi)。為了保持沉箱平衡，可通過水泵向后排隔倉加水，保持前排隔倉和后排隔倉內(nèi)水位基本一致，使沉箱平衡下沉。

(6)嚴格控制沉箱累計長度和縱向順直度。為了避免累計偏差過大而影響碼頭整體長度，每安裝 3 只沉箱后，即校核沉箱縱向累計偏差并及時糾偏。

(7)沉箱內(nèi)填石。沉箱就位后要盡快拋石，避免受風(fēng)浪作用發(fā)生位移。沉箱內(nèi)填石的硬度、密度以及耐久性要滿足設(shè)計要求。拋填時要注意沉箱每個倉格進度的均勻性；若高差太大，由于壓力的作用可能會造成沉箱隔墻的損壞。

5 拋石棱體拋填施工的質(zhì)量控制

(1)控制拋填石料規(guī)格。棱體拋填石料應(yīng)采用自然級配，石料規(guī)格選擇 10 kg～150 kg 為宜。

(2)控制拋填速率，確保沉箱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。拋填要分層均勻回填，分層厚度不宜大于 2.5 m 并逐步推進。在拋填期間，通過對沉箱沉降位移進行監(jiān)測的手段，來判斷拋填對沉箱結(jié)構(gòu)的影響。每天至少監(jiān)測沉箱沉降位移兩次。如沉降量大于10 mm/晝夜或位移大于 4 mm/晝夜，則立即停止回填，待進一步監(jiān)測或采取其他措施；經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計同意后再進行回填施工。

6 上部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

該工程的上部結(jié)構(gòu)主要有卸荷板、胸墻以及靠船構(gòu)件、橡膠護舷、護輪坎和系船柱等設(shè)施。在控制上部結(jié)構(gòu)設(shè)施內(nèi)部質(zhì)量的同時，必須控制其外觀質(zhì)量。

(1)嚴格控制卸荷板的安裝，卸荷板的安裝應(yīng)在低潮時進行，其縫與沉箱接縫相對應(yīng)，重點控制其前沿平直度。

(2)胸墻是大體積混凝土。混凝土的澆筑質(zhì)量控制要求較高，涉及到模板的支立、混凝土澆筑的管理、施工冷縫和溫度裂縫的處理等。應(yīng)通過對混凝土配合比的設(shè)計、外加劑的使用、混凝土澆筑推進流程和分段方案、養(yǎng)護措施等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制來確保施工質(zhì)量。同時必須嚴格控制泄水孔、系船柱預(yù)埋螺栓以及水電預(yù)埋管件和孔洞位置的精確度。

(3)護輪坎施工時必須嚴格控制其前沿線的平直度。

[1] JTS 257—2008,水運工程質(zhì)量檢驗標準[S].

[2] JTS 204—2008,水運工程爆破技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 洪海沖.淺談重力式沉箱碼頭在施工過程中的質(zhì)量控制[J].中國水運,2012(11).

通信地址：上海市黃浦路110號511室 上海遠東水運工程建設(shè)監(jiān)理咨詢公司。

TU712

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