高樁碼頭擋土墻沉降原因分析及修補工藝

程 路

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高樁碼頭是應(yīng)用廣泛的主要碼頭結(jié)構(gòu)形式。高樁碼頭適宜做成透空結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)輕、減弱波浪的效果好、砂石料用量省、對于挖泥超深的適應(yīng)性強。高樁碼頭適用于可以沉樁的各種地基，特別是軟土地基。在巖基上，如有適當厚度的覆蓋層，也可采用樁基礎(chǔ)；覆蓋層較薄時，可采用嵌巖樁。但高樁碼頭的缺點也較明顯，對地面超載和裝卸工藝變化的適應(yīng)性差；接岸結(jié)構(gòu)處理不當時，易發(fā)生側(cè)向位移、變形、開裂等現(xiàn)象；耐久性不如重力式和板樁式碼頭，構(gòu)件易損壞且難修復(fù)。

1 高樁碼頭接岸結(jié)構(gòu)施工流程 （見圖1）

圖1 高樁碼頭接岸結(jié)構(gòu)施工流程

高樁碼頭與后方護岸設(shè)施采用簡支板連接，板后設(shè)置擋土墻。碼頭岸坡主要靠擋土墻結(jié)構(gòu)來維持穩(wěn)定。擋土墻混凝土強度等級一般為C35以上，現(xiàn)場澆筑，墻內(nèi)均勻分布鋼筋。擋土墻多采用兩次澆筑，基礎(chǔ)和墻身分開澆筑，并預(yù)埋好連接鋼筋，且連接處混凝土應(yīng)鑿毛，并清洗干凈?；炷翝仓戤吅螅瑧?yīng)按照規(guī)定養(yǎng)護，墻后回填應(yīng)該在擋土墻混凝土強度達到設(shè)計要求后才能進行回填。墻后必須回填均勻，攤鋪平整，填料符合設(shè)計要求。墻后一定范圍內(nèi)，不得有大型機械行駛或作業(yè)，為防止碰壞墻體，應(yīng)用小型壓實機械碾壓，分層厚度不得超過設(shè)計要求，壓實度大于或等于設(shè)計要求壓實度。

下面以某港8#、9#散貨泊位擋土墻為例，進行擋土墻沉降原因的分析和修補施工，碼頭接岸剖面圖如圖2所示。

圖2 某港碼頭接岸剖面圖

2 擋土墻沉降原因分析

2.1 原泥面開挖后回淤

原泥面開挖后，未及時進行沉樁施工，影響了后續(xù)混合倒濾層及塊石回填的施工進度。待沉樁施工完成一部分后，才開始拋石施工，期間經(jīng)過春節(jié)，間隔時間較長，造成了回淤和岸坡的坍塌。施工單位拋石前未對泥面進行測量和二次開挖，導(dǎo)致部分拋石底面高出設(shè)計高程。

2.2 塊石回填后未夯實或碾壓密實

施工單位拋填塊石時，使用自卸卡車傾倒，施工完成后，未進行夯實或碾壓，導(dǎo)致塊石之間不密實，空隙較大。加載后，出現(xiàn)沉降。

2.3 墻后回填物未碾壓密實

墻后塊石回填后，未碾壓密實，空隙較大?；靥钔练謱雍穸容^大，碾壓遍數(shù)少。

2.4 擋土墻后方超載嚴重

碼頭投入生產(chǎn)后，在擋土墻后方卸貨，卸貨后未及時倒運至堆場，導(dǎo)致墻后長期超載嚴重，造成擋土墻沉降。最大處沉降30cm，碼頭與簡支板伸縮縫開裂達到6cm。碼頭擋土墻沉降情況見圖3。碼頭與簡支板開裂情況見圖4。

圖3 碼頭擋土墻沉降嚴重

圖4 碼頭與簡支板伸縮縫開裂

3 擋土墻沉降修補工藝 （見圖5）

圖5 擋土墻沉降修補工藝

3.1 擋土墻基本情況分析

在對擋土墻做出調(diào)整之前，需對擋土墻的基本情況做出分析，并根據(jù)原設(shè)計圖紙，計算擋土墻上部簡支板的重量，并據(jù)此合理選擇頂升能力合適的千斤頂。對現(xiàn)場沉降量進行觀測，確定擋土墻平均沉降量和最大沉降量，同時，根據(jù)修補之后的預(yù)留沉降量，確定千斤頂?shù)闹ы敺秶?/p>

某港8#、9#散貨泊位碼頭主體工程后沿簡支板擋土墻處沉降較大，經(jīng)測量平均沉降量達到25cm左右，最大沉降量達到30cm。造成簡支板南側(cè)標高低于北側(cè)標高20cm左右。為使簡支板南北兩側(cè)標高一致，保證面板均勻受力，需將擋土墻處標高上提，同時預(yù)留5cm調(diào)整后沉降量。需要修復(fù)的擋土墻長約280m，共26個結(jié)構(gòu)段，其中10.48m結(jié)構(gòu)段15個，重43.23t；12.23m結(jié)構(gòu)段6個，重50.5t；13.42m結(jié)構(gòu)段5個，重55.4t。每個結(jié)構(gòu)段由3塊簡支板構(gòu)成，簡支板之間由板縫及面層鋼筋混凝土澆筑成一個整體，結(jié)構(gòu)段之間設(shè)置上下貫通的伸縮縫。根據(jù)這些情況，選取50t千斤頂，該千斤頂頂程為35cm，每個結(jié)構(gòu)段選取六個千斤頂進行支頂。

3.2 千斤頂支架制作

為了確保千斤頂能安全穩(wěn)定地支頂簡支板，為千斤頂制作鋼支架，千斤頂放在支架上面。支架采用一定厚度的槽鋼做支腿，上面用鋼板做支座。由于支架需放在擋土墻斜面上，支架必須根據(jù)擋土墻斜面坡度設(shè)計長短腿，確保支架放置在擋土墻斜面上穩(wěn)定。

3.3 支頂施工

3.3.1 支架的放置

支架放置在擋土墻底部斜面上后，支架支腿與擋土墻接觸面，需用木楔塞緊 （見圖6）。為了防止在支頂簡支板過程中支架滑移，在支架上設(shè)置斜撐，再用槽鋼將支架與碼頭后邊梁支頂住（見圖7）。

圖6 支架支腿塞入木楔

圖7 千斤頂支架與碼頭固定

3.3.2 千斤頂?shù)姆胖?/p>

根據(jù)實際情況，調(diào)整支架，或在支架頂部增墊木方，盡量使千斤頂?shù)酌嫠?，便于千斤頂?shù)闹ы敗ＧЫ镯數(shù)捻旤c位置宜選擇簡支板吊點處。

3.3.3 支頂施工

待一個簡支板分段下，所有千斤頂放置完成后，進行支頂?shù)氖┕?。施工前，需要人工將簡支板和碼頭伸縮縫內(nèi)的雜物全部清理干凈，保證伸縮縫處上下貫通。簡支板與后方堆場交接處，開挖溝槽，將回填砂清理到擋土墻頂標高以下，避免在頂板時回填砂流入擋土墻側(cè)。

支頂過程中，需設(shè)專人指揮，確保所有千斤頂同步進行，防止不均勻受力情況發(fā)生。同時，派人觀察簡支板支頂情況，若支頂過程中，相鄰簡支板相互擠壓，導(dǎo)致簡支板破碎，或簡支板出現(xiàn)裂紋，需立即停止施工，并根據(jù)實際情況調(diào)整。

3.3.4 砌筑縫隙

千斤頂將簡支板支頂至相應(yīng)標高后，立即將已經(jīng)預(yù)制好的墊塊放至橡膠支座位置，在墊塊上再放橡膠支座，擋土墻與簡支板之間的縫隙建議采用聯(lián)鎖塊進行砌筑，砂漿勾縫，砌筑高度為橡膠支座底面 （見圖8）。砌筑完成后，在表面涂抹砂漿，防止出現(xiàn)空隙 （見圖9）。

圖8 使用聯(lián)鎖塊和預(yù)制的墊塊砌筑縫隙

圖9 砌筑完成后，涂抹砂漿

墊塊平面尺寸與橡膠支座尺寸相同，墊塊厚度根據(jù)簡支板的不同沉降量相應(yīng)預(yù)制 （墊塊混凝土強度應(yīng)高于擋土墻混凝土強度） ，墊塊內(nèi)配制鋼筋。為了增強墊塊與擋土墻之間的摩擦力，宜選用環(huán)氧砂漿做漿。

3.3.5 墻后回填

所有施工完成之后，同步收回千斤頂，并進行后方堆場回填，同時移動千斤頂至下一結(jié)構(gòu)段，按上述步驟繼續(xù)施工，直至完成所有簡支板的支頂。

3.4 注意事項

（1） 支頂完成后，需在簡支板和碼頭的接縫中填充泡沫板，并在上部填充一定厚度的發(fā)泡劑，防止雜物進入伸縮縫。

（2） 有條件時，宜選用同步液壓式千斤頂，確保支頂同步。（3） 碼頭下方光線較差，施工時需配備足夠的照明設(shè)施，防止出現(xiàn)安全事故。

（4） 施工前，需對施工人員進行技術(shù)交底、安全交底；施工過程中，施工人員必須嚴格穿戴勞保用品及安全帽，并指派專職安全人員、技術(shù)人員現(xiàn)場負責(zé)，確保施工人員安全。

總之，高樁碼頭擋土墻造成沉降的原因很多，需要結(jié)合具體情況進行全面排查和分析，從而找出問題所在，進而采用相應(yīng)的支頂施工工藝等進行修補，從而保證項目安全穩(wěn)定運行，全面發(fā)揮應(yīng)有的保障功能。

[1] 王立鵬. 連云港廟嶺集裝箱碼頭擋土墻沉降的現(xiàn)場測定和分析[J]. 水運工程， 2010.

[2] 試析現(xiàn)澆砼重力式擋土墻碼頭施工質(zhì)量控制及部分設(shè)計討論[J]. 中國水運月刊， 2017， 17（5） ：186-187.