淺談重力式碼頭基礎(chǔ)施工

李春林?彭鐘

摘 要 本文簡要介紹了重力式碼頭的一些特點，著重對重力式碼頭的基礎(chǔ)處理四個步驟的施工要點進(jìn)行概述，并對每個步驟中不同方法的適用性進(jìn)行簡要描述。

關(guān)鍵詞 重力式碼頭；基槽挖泥；基床拋石；基床夯實；基床整平

重力式碼頭，即靠結(jié)構(gòu)自身及其填料的重力保持穩(wěn)定的碼頭，按墻身結(jié)構(gòu)分類，有下列幾種：塊體結(jié)構(gòu)、沉箱結(jié)構(gòu)、扶壁結(jié)構(gòu)、大圓筒結(jié)構(gòu)、格形鋼板樁結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和漿砌石結(jié)構(gòu)、混合式結(jié)構(gòu)。重力式碼頭一般由基礎(chǔ)、墻身、墻后回填和碼頭設(shè)備等組成。重力式碼頭具有堅固耐久、抗凍性能好、施工進(jìn)度快、工程造價低、維修費用少等優(yōu)點，在內(nèi)河、沿海均有廣泛應(yīng)用。目前我處的?？诤奖９ぷ鞔a頭改建工程采用的就是重力式沉箱碼頭的方案，如下圖。

重力式碼頭的施工工序圖

由于重力式碼頭是依靠自身重量維持穩(wěn)定，對地基承載能力有較高的要求，基礎(chǔ)的質(zhì)量將直接影響到整個工程的質(zhì)量、工期、費用等方面。而且碼頭基礎(chǔ)位于水下，施工中的質(zhì)量控制和完工后的質(zhì)量檢測相對困難。所以基礎(chǔ)的處理是重力式碼頭建造過程中一項非常關(guān)鍵的工作，主要涵蓋了基槽挖泥、基床拋石、基床夯實、基床整平四個步驟[1]。

1 基槽挖泥

基槽開挖一般采用挖泥船進(jìn)行。在選擇挖泥船時，要對自然環(huán)境條件、工程規(guī)模、開挖精度和挖泥船技術(shù)性能等因素作綜合分析，選擇可作業(yè)的、能滿足工程要求的且挖泥效率高的挖泥船。當(dāng)?shù)鼗鶠閹r基且不危及鄰近建筑物的安全時，根據(jù)巖石風(fēng)化程度，可直接用抓斗式挖泥船挖除，或水下爆破后再用抓斗式挖泥船清渣。地基為砂質(zhì)及淤泥質(zhì)土壤宜采用絞吸式挖泥船（部分絞刀頭也可挖巖石、珊瑚礁）開挖，地基為黏性土或松散巖石宜采用鏈斗式、抓揚式或鏟斗式挖泥船。此外，在外海進(jìn)行基槽開挖作業(yè)時，應(yīng)選擇抗風(fēng)浪能力強(qiáng)的挖泥船，在已有建筑物附近進(jìn)行基槽開挖時，應(yīng)選擇小型挖泥船。

基槽開挖施工前要復(fù)測水深，核實挖泥量，開挖深度較大時宜分層開挖，每層開挖高度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件和開挖方法確定。為保證斷面尺寸的精度和邊坡穩(wěn)定，對靠近岸邊的基槽，也需分層開挖，每層厚度根據(jù)邊坡精度要求、土質(zhì)和挖泥船類型確定。挖泥時，要勤對標(biāo)，勤測水深，以保證基槽平面位置準(zhǔn)確，防止欠挖，控制超挖。挖至設(shè)計標(biāo)高時，要核對土質(zhì)。對有標(biāo)高和土質(zhì)“雙控”要求的基槽，如土質(zhì)與設(shè)計要求不服，應(yīng)繼續(xù)下挖，直至相應(yīng)土層出現(xiàn)為止。

2 基床拋石

基床拋石有水上拋石和陸上拋石兩種方法，毗鄰岸線的基床可以采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械設(shè)備配合進(jìn)行陸上拋石。在離岸較遠(yuǎn)且與岸不相連的基床，基本都采用水上拋石。水上基床拋石又分為人力拋填和拋石船拋填兩種方法，人力拋填是用民船或方駁運輸石料，通過人工或簡單的起重設(shè)備將石塊拋填到指定位置，現(xiàn)已較少使用，目前常采用拋石船拋填。為保證精度，拋石開始前要設(shè)立好導(dǎo)標(biāo)，做好拋石船駐位工作。一般縱向設(shè)置基床的中心導(dǎo)標(biāo)和頂面的坎肩邊導(dǎo)標(biāo)，橫向設(shè)分段標(biāo)，根據(jù)安排的分段施工順序，拋石船依導(dǎo)標(biāo)定位。當(dāng)基床拋石需作密實處理且基床較厚時，需分層拋填分層密實。

基床拋石前要對基槽斷面尺寸、標(biāo)高及回淤沉積物進(jìn)行檢查，并在拋石前進(jìn)行試拋，通過試拋，掌握塊石漂流與水深、流速的關(guān)系。當(dāng)采用開底駁和傾卸駁拋時，要掌握塊石堆擴(kuò)散情況，以選定始點位置和移船距離。為避免漏拋或拋高，要勤測水深，對于需要夯實的基礎(chǔ)一般還需預(yù)留拋石層厚度的10%～15%左右作為預(yù)留夯沉量?；矑伿斆姘凑諏幍臀鸶咴瓌t不得超過設(shè)計高程[2]。

3 基床夯實

基床夯實主要有兩種方法，一是重錘夯實法，即用抓斗挖泥船或在方駁上安設(shè)起重機(jī)（或卷揚機(jī)）吊重錘的方式進(jìn)行夯實作業(yè)。一般采用縱橫向相鄰接壓半夯每點一錘，并分初、復(fù)夯各一遍，一遍夯四次。這種方法好處在于設(shè)備相對簡單，也不需要額外向公安部門辦理爆破許可證等手續(xù)。缺陷是施工效率較低，超過兩米厚度就需要分層夯實，且為了防止倒錘或偏夯影響夯實效果，每層夯實前還需要對拋石面層適當(dāng)整平。同時拋石船遇到風(fēng)浪較大的天氣也會嚴(yán)重影響夯實效果。二是爆炸夯實法，即通過在水下塊石或礫石地基和基礎(chǔ)表面布置裸露或懸浮炸藥包，利用水下爆炸產(chǎn)生的地基和基礎(chǔ)震動，使地基和基礎(chǔ)得到密實。這種方法的好處在于施工效率較高，分層夯實的厚度最大可以為十二米，布藥起爆的施工速度比重錘夯實要快得多，爆夯對拋石基床的整體密實效果也比錘夯好。缺陷是手續(xù)較煩瑣，報建時就需要在環(huán)保、結(jié)構(gòu)、安全方面進(jìn)行專項評估，施工時需要提前辦理爆破許可證、火工用品購買許可證等，施工時還要對安全距離內(nèi)的船舶和人員進(jìn)行清場?？偟膩碚f，如果基床厚度較薄，工期充裕，施工區(qū)周邊建筑船只較多的情況下建議使用重錘夯實法?；草^厚，工期較短，施工區(qū)較為偏僻則應(yīng)考慮爆炸夯實法。

4 基床整平

為了使基床能均勻承受上部荷載的壓力，必須進(jìn)行基床頂面和邊坡表面的整平工作。水下基床整平根據(jù)表面標(biāo)高偏差的精度要求分為粗平（±150mm）、細(xì)平（±50mm）、極細(xì)平（±30mm）。

基床粗平一般采用水下整平船進(jìn)行施工，整平船通常由方駁改裝而成，方駁船邊伸出兩根工字鋼（或鋼軌）作為刮道支架，支架外端安裝滑輪，用重軌刮道通過滑輪懸吊在水中，在刮刀兩端系以測深繩尺，以此來控制刮道高程，施工時，整平船就位，按照整平標(biāo)高用滑車控制刮道下放深度，并根據(jù)水位變化隨時調(diào)整，潛水員以刮道底為準(zhǔn)，按去高填洼的原則進(jìn)行整平，邊整平邊移船，壓茬向前進(jìn)行。

基床細(xì)平和極細(xì)平除了采用水下整平船外，還要在基床面安設(shè)導(dǎo)軌控制精度。導(dǎo)軌在基床兩側(cè)各埋入一根，擱置在事先已安設(shè)好的混凝土墊塊上，墊塊的間距為5～10m，墊塊與導(dǎo)軌之間通過墊不同厚度的鋼板將導(dǎo)軌頂標(biāo)高調(diào)節(jié)到基床的整平標(biāo)高。潛水員將重軌刮道放置在導(dǎo)軌上，按與基床粗平類似的方式向前進(jìn)行整平。

5 結(jié)束語

重力式碼頭的基礎(chǔ)處理是碼頭建設(shè)中極為重要的一環(huán)。對于碼頭的主體結(jié)構(gòu)而言，沉箱、方塊等部件的預(yù)制都在陸上，施工質(zhì)量相對來說比較容易控制。而基礎(chǔ)位于水下，對于施工質(zhì)量的控制要求更高。在施工過程中，施工單位一定要嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好每一個步驟，以確保碼頭完工后的質(zhì)量符合設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] JTS167-2-2009.重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2] 本叢書編委會.港口與航道工程管理與實務(wù)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2004：79.