高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭施工技術(shù)研究

明廷濤，李孝斌，孟 元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430012）

高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭施工技術(shù)研究

明廷濤，李孝斌，孟 元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430012）

以沙特沙巴大橋人工島項(xiàng)目工程重力式方塊碼頭施工為案例，闡述了高溫濕熱的氣候條件下重力式方塊碼頭的施工技術(shù)，解決了高溫濕熱條件下碼頭混凝土施工質(zhì)量問(wèn)題，為類(lèi)似氣候條件下的重力式方塊碼頭的施工提供一定參考。

重力式方塊碼頭；高溫濕熱；方塊預(yù)制；冷縫；胸墻施工；

重力式方塊碼頭工程在施工過(guò)程中，各結(jié)構(gòu)部位受氣溫影響非常大。在高溫濕熱條件下，碼頭方塊的預(yù)制，胸墻的澆筑等都會(huì)產(chǎn)生不良影響。因此，必須采取一定的措施，來(lái)解決特殊高溫濕熱條件下的施工技術(shù)問(wèn)題。以沙特沙巴大橋人工島項(xiàng)目碼頭工程（以下稱(chēng)沙巴人工島碼頭工程）為例，介紹高溫濕熱條件下的重力式方塊碼頭施工關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

沙巴人工島碼頭工程是位于沙特東部省Khobar地區(qū)。碼頭工程為突堤式重力式方塊碼頭，長(zhǎng)88m，寬7m，設(shè)計(jì)壽命75年，可同時(shí)?？?條225英尺的渡輪。

1.1 氣候條件

Khobar氣候?qū)儆谏衬疅釒}濕氣候。平均相對(duì)濕度20%-40%，最大日照氣溫+72℃，蔭溫9℃-50℃。

1.2 潮位

最高天文潮位HAT：+1.20m

最低天文潮位LAT：+0.00m

1.3 碼頭基本信息

地質(zhì)勘探顯示，碼頭基床位于鈣質(zhì)砂層，厚度1.4m，下方為鈣質(zhì)巖層。碼頭基床厚度2m，方塊采用C30的素混凝土，共計(jì)222塊，最大方塊重量為45噸。胸墻標(biāo)準(zhǔn)段為10m，共設(shè)置8道伸縮縫，采用C40混凝土進(jìn)行現(xiàn)澆施工。碼頭結(jié)構(gòu)立面圖見(jiàn)圖1。

圖1 碼頭結(jié)構(gòu)立面圖

碼頭方塊共分5層，胸墻頂標(biāo)高+2.74m,底標(biāo)高+0.70m，方塊底標(biāo)高-6.00m。

2 施工流程

圖2 施工流程圖

考慮到沙巴大橋人工島碼頭工程屬于輪渡碼頭，荷載較小，長(zhǎng)度僅為88m，共一個(gè)區(qū)段整體性好；且地質(zhì)比較好，因此取消了碼頭方塊預(yù)壓工序，采用預(yù)留沉降量的方式控制碼頭整體標(biāo)高。

3 關(guān)鍵施工工藝

3.1 基床拋石及打夯

基床石重量大小為1-100kg，拋石層厚度2m，標(biāo)高從-8m到-6m，預(yù)留30cm夯實(shí)沉降量。采用1臺(tái)50t履帶吊上港灣6號(hào)從碼頭根部開(kāi)始處進(jìn)行錘夯，根據(jù)規(guī)范要求，靜壓底面壓力宜在40-60KPa，不計(jì)浮力和阻力影響,沖擊能不能小于120KJ/㎡。夯錘自重選為5噸，底面直徑1.3米，夯錘提升高度為5.1m。

3.2 方塊預(yù)制

方塊共計(jì)222塊，總方量3108m3，采用商混。由于當(dāng)?shù)貧夂蚋邷貪駸?，為解決混凝土預(yù)制方塊裂縫的問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。

3.2.1 混凝土配合比

當(dāng)?shù)貧夂蚋邷貪駸?，業(yè)主嚴(yán)格要求養(yǎng)護(hù)過(guò)混凝土的中心溫度不超過(guò)70℃，最大內(nèi)外溫差小于20℃，且入模溫度不得高于30℃。為達(dá)到混凝土強(qiáng)度和耐久性的要求，設(shè)計(jì)部門(mén)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了5次配合比試拌試驗(yàn)，最終確定了碼頭方塊混凝土配合比，如下表1所示。

表1 碼頭方塊C30混凝土配合比

施工中為了控制混凝土入模溫度，根據(jù)當(dāng)?shù)禺?dāng)天溫度，加入了40-60%含量的冰塊。

3.2.2 冷縫控制

研究表明，混凝土冷縫的存在，降低了混凝土的抗折強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度，帶有冷縫面的混凝土滲透系數(shù)遠(yuǎn)大于參照混凝土，且與混凝土澆筑間隔時(shí)間有很大的關(guān)系。澆筑間隔時(shí)間越大，滲透系數(shù)增大越大。沙巴大橋人工島碼頭工程商混站距離預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)100公里，混凝土罐車(chē)從出料到現(xiàn)場(chǎng)正常行駛時(shí)間為60分鐘。若遇到交通擁堵意外停電或者機(jī)械設(shè)備損壞等中斷澆筑，則產(chǎn)生了混凝土冷縫。為控制冷縫的產(chǎn)生，采取了一定措施。要求商混站調(diào)配備用罐車(chē)和設(shè)備，保證混凝土從出商混站到澆筑的間隔時(shí)間不超過(guò)90分鐘，上一層混凝土澆筑完成與下一層混凝土開(kāi)始澆筑的時(shí)間間隔不超過(guò)60分鐘；施工現(xiàn)場(chǎng)備用設(shè)備和人員準(zhǔn)備充分。

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制澆筑間隔時(shí)間，222塊混凝土預(yù)制方塊未出現(xiàn)任何一條冷縫。

3.2.3 澆筑時(shí)段

考慮到Khobar地區(qū)高溫濕熱條件下日照溫度高達(dá)50℃以上，盡量將澆筑方塊混凝土的時(shí)段安排在夜間20：00-02：00進(jìn)行，并控制入模溫度在30℃以?xún)?nèi)。

3.2.4 拆模及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆注結(jié)束至少12小時(shí)后可拆除模板，拆模順序?yàn)橄炔饍?nèi)模再拆外模，先拆背風(fēng)面再拆迎風(fēng)面。拆模時(shí)需專(zhuān)業(yè)起重工進(jìn)行指揮起吊作業(yè)并做好成品保護(hù)工作。

Khobar地區(qū)高溫濕熱的天氣條件不利于混凝土養(yǎng)護(hù)，且本工程不接受養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為避免高溫日照、濕熱天氣以及干熱風(fēng)對(duì)暴露的混凝土碼頭預(yù)制方塊造成傷害，采取養(yǎng)護(hù)棚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)棚是在混凝土拆模后的前7天先用塑料薄膜進(jìn)行包裹，繼而罩上土工布進(jìn)行自身蒸養(yǎng)起到防風(fēng)保溫，減小混凝土內(nèi)外溫差的作用。整個(gè)養(yǎng)護(hù)流程具體如下：

灑水:拆模后，首先在方塊頂面覆蓋一層薄的薄膜，均勻?yàn)⑺畬⑵錆駶?rùn)，使薄膜緊貼混凝土表面，起著保水的作用；檢查薄膜是否有破損現(xiàn)象，如有，須用粘膠帶將其粘貼修補(bǔ)完好，并檢查下口的壓實(shí)情況，確保薄膜密閉性，使方塊與塑料罩外部環(huán)境隔絕而形成一個(gè)溫室環(huán)境，起到保溫保水的作用，方塊混凝土在塑料罩內(nèi)靠自身水分進(jìn)行蒸養(yǎng)，見(jiàn)圖3。

覆蓋土工布：薄膜覆蓋完成后，立即用事先準(zhǔn)備好的土工布罩將方塊罩住，并用繩子從方塊的頂部，側(cè)面中部及底口分別將其綁扎牢固，然后覆蓋養(yǎng)護(hù)棚，確保防風(fēng)效果，見(jiàn)圖4。

圖3 薄膜覆蓋養(yǎng)

圖4 養(yǎng)護(hù)棚

3.3 胸墻施工

考慮到取消了方塊預(yù)壓的工序，胸墻施工安排在碼頭方塊安裝完成15天后開(kāi)始進(jìn)行，以消除碼頭方塊沉降的影響。胸墻混凝土為C40混凝土，劃分9個(gè)澆筑段進(jìn)行施工，混凝土澆筑預(yù)留沉降量20mm?？紤]到碼頭為突堤式，最遠(yuǎn)段距離碼頭根部為88m，商混站最長(zhǎng)汽車(chē)泵管長(zhǎng)為51m，需加管道才能對(duì)混凝土進(jìn)行輸送。在高溫濕熱長(zhǎng)運(yùn)距條件下，泵送混凝土的工作性能必須得到保證。碼頭根部1-5澆筑段48m內(nèi)的混凝土配合比（見(jiàn)表2）和6-9澆筑段48m-88m內(nèi)的配合比（見(jiàn)表3）在添加劑上做了調(diào)整。

為控制混凝土入模溫度，同樣混凝土中加冰，摻冰量達(dá)到了92kg/m3。胸墻混凝土在冷縫控制、澆筑時(shí)段及拆模養(yǎng)護(hù)方式與方塊預(yù)制方法相似。

胸墻澆筑完成后，對(duì)碼頭沉降進(jìn)行了觀(guān)測(cè)。觀(guān)測(cè)結(jié)果表明，碼頭累計(jì)沉降14mm。

表2 1-5澆筑段混凝土配合比

表3 6-9澆筑段混凝土配合比

4 結(jié)語(yǔ)

沙巴大橋人工島碼頭工程已經(jīng)通過(guò)業(yè)主的竣工驗(yàn)收，施工質(zhì)量得到當(dāng)?shù)卣母叨仍u(píng)價(jià)。通過(guò)合理的配合比設(shè)計(jì)，有效的技術(shù)措施，可以解決高溫濕熱特殊條件下重力式方塊碼頭施工技術(shù)難題，同時(shí)也為其他類(lèi)似項(xiàng)目提供了借鑒和參考。

在這里需要強(qiáng)調(diào)，雖然高溫濕熱條件下重力式方塊碼頭其他施工工藝如基床拋石、基床打夯、方塊安裝等比較常規(guī)，但嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制同樣不容忽視。

[1]JTS 167-2-2009,重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[2]鐵新納，李立青，袁群，李宗坤．環(huán)境對(duì)混凝土冷縫力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究［J］．人民黃河，2017（9）：126-129．

U656

A

1006—7973（2017）12-0051-03

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.12.019