人工島直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工的要點(diǎn)分析

吳懷程 李柏桓

摘 要：人工島直立式沉箱護(hù)岸具有對(duì)環(huán)境影響因素小，開(kāi)挖方量少，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，對(duì)地面荷載變化不敏感以及能夠承受較大的水平荷載等特點(diǎn)，直立式護(hù)岸是依靠與岸壁構(gòu)筑物底面直接接觸的基槽的可靠承載力來(lái)維護(hù)整體護(hù)岸的安全使用。因此，基床是直立式護(hù)岸的基礎(chǔ)，基床夯實(shí)及整平質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)工程的穩(wěn)定性和耐久性，施工質(zhì)量控制的不好，容易引起沉箱安裝后移位以及沉降過(guò)大等質(zhì)量問(wèn)題。珠澳口岸人工島工程的西北護(hù)岸是直立式沉箱結(jié)構(gòu)，以此為例闡述直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工中基床施工工藝及其施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：基床施工 直立式 質(zhì)量控制

1.前言

直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，防沖刷性能好，對(duì)海洋環(huán)境影響較小，在我國(guó)各沿海應(yīng)用普遍。其中沉箱護(hù)岸是一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)型式，具有結(jié)構(gòu)整體性好、抗震性能強(qiáng)、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)?；彩侵绷⑹阶o(hù)岸的基礎(chǔ)，基床夯實(shí)及整平質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)工程的穩(wěn)定性和耐久性，施工質(zhì)量控制的不好，容易引起沉箱安裝后移位以及沉降過(guò)大等質(zhì)量問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)岸線(xiàn)珠澳人工島護(hù)岸基床施工進(jìn)行分析，積累相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)。

2.概況

本工程主要包括東護(hù)岸1345.625m，北護(hù)岸1551.564m，西護(hù)岸134.750m。其中西北護(hù)岸及交通船碼頭為直立式結(jié)構(gòu)；西北護(hù)岸地基采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓，地基處理完成后以1：3坡度進(jìn)行基槽挖砂，而后拋設(shè)0.5m厚的二片石和約1.5m厚的塊石暗基床。

西、北護(hù)岸基床拋石主要包括基床底二片石拋填、護(hù)岸后+0.0m以下倒濾層結(jié)構(gòu)施工、基床及基槽前10～100kg塊石拋填等，拋填方量共 99372m3；交通船碼頭基床拋石主要包括基床10～100kg塊石拋填、基床前后1～500kg塊石拋填、碼頭后+0.0m以下倒濾層結(jié)構(gòu)施工等，拋填方量共63610m3；

本工程交通船碼頭基床全長(zhǎng)95m，寬度為11.7m，夯實(shí)面積共409.5㎡，基床厚度為11.3m，分層夯實(shí)。

基床整平范圍總長(zhǎng)3651m，共25521㎡。為保證空心方塊安裝質(zhì)量，基床整平先進(jìn)行粗平再進(jìn)行細(xì)平?；舱降氖┕ろ樞蚺c基床夯實(shí)的順序一致。

基床施工主要包括：基床拋石、基床夯實(shí)、基床整平三部分，下面主要針對(duì)這三個(gè)分項(xiàng)進(jìn)行施工要點(diǎn)分析。

3.施工要點(diǎn)分析

3.1基床拋石

（1）基床塊石拋填在基槽驗(yàn)收合格后立即開(kāi)始，以防回淤影響；若拋填前基槽回淤較嚴(yán)重，回淤沉積物含水率ω<150%或重度大于12.6kN/m3且厚度大于0.3m時(shí)，則應(yīng)清淤后再拋石。

（2）10～100kg基床塊石、護(hù)底塊石等拋填主要采用配反鏟駁船拋填和橫雞躉補(bǔ)拋。

（3）拋填前，宜把拋填區(qū)分成網(wǎng)格進(jìn)行定點(diǎn)拋放，網(wǎng)格密度按2～3次填滿(mǎn)推算，網(wǎng)格尺寸初定為2.5×2.5m，網(wǎng)格尺寸實(shí)際施工時(shí)根據(jù)試拋及典型施工進(jìn)行驗(yàn)證并作調(diào)整。拋填前實(shí)測(cè)出拋填面標(biāo)高數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格拋填至設(shè)計(jì)標(biāo)高所需的方量，按斗容累計(jì)至所需拋填的方量。

在拋填前方駁預(yù)先拋錨定位，定位方駁和反鏟船以垂直基床縱軸線(xiàn)進(jìn)行定位拋填。施工過(guò)程中利用水砣打水測(cè)量，隨時(shí)掌握拋石面的變化情況。同時(shí)密切注意水流方向及速度，順流拋石時(shí)，預(yù)留提前量，并注意潮汐變化，及時(shí)調(diào)整定位方駁的船位。

（4）拋石船采用GPS定位，根據(jù)預(yù)控目標(biāo)網(wǎng)格按斗容拋放塊石。

（5）施工過(guò)程中采用測(cè)量船載RTK-GPS與數(shù)字化自動(dòng)測(cè)深系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工拋石高度。

3.2基床夯實(shí)

基床夯實(shí)采取RTK-GPS控制位置、移船漸進(jìn)的推移方法。投石完成后，潛水員檢查投石情況，將高石移到低處，大縫處填有兩塊石頭，使投石表面粗糙平整，使其局部高度不超過(guò)30厘米。

每把錘子對(duì)底座的沖擊不能小于120kJ/㎡。并采用近壓半壓錘，根據(jù)測(cè)試壓錘參數(shù)進(jìn)行壓錘，每層壓錘不少于兩次（即第一壓錘、第二壓錘），防止基床局部隆起和滲漏。為了防止基床局部隆起和滲漏，采用了沖擊法。在沖擊過(guò)程中觀察到了水流方向、速度和潮汐變化對(duì)沖擊器位置的影響。交通船碼頭段基床厚度大于2m，應(yīng)分層夯實(shí)，每層夯實(shí)后厚度不大于2m。在頂層打夯完成后，測(cè)量工測(cè)量檢查打夯結(jié)果，如補(bǔ)拋塊石的面積大于1/3墻身底面積，且厚度普遍大于0.5m，則要作補(bǔ)拋補(bǔ)夯處理。做好夯前、夯后標(biāo)高原始記錄。

3.3基床整平

（1）整平船的配置。本工程的整平工作船將選用400t的方駁，設(shè)二個(gè)骨料倉(cāng)分別裝二片石和碎石，工作船上配套有：漏斗、下碎石的導(dǎo)管1條，導(dǎo)管每節(jié)長(zhǎng)度約2m，總長(zhǎng)6m。下二片石的鋼筋籠6m、起吊漏管和鋼筋籠的電動(dòng)吊機(jī)、整平鋼軌150m和7m長(zhǎng)刮耙。

（2）施工工藝。本工程基床的整平采用潛水工水下放鋼軌，鋼軌上擺刮耙平鋼軌間碎石的方法進(jìn)行整平。詳見(jiàn)基床整平施工示意圖2。

整平工作船通過(guò)GPS定位系統(tǒng)初步定位，通過(guò)安裝在測(cè)量桿上的GPS接收天線(xiàn)進(jìn)行單點(diǎn)定位及高程控制，指揮潛水工放置前、后兩條鋼軌于待整基床面，鋼軌單根長(zhǎng)6m，每米重8kg。每次安放鋼軌50～60m。

鋪設(shè)鋼軌時(shí)，按設(shè)計(jì)要求預(yù)留設(shè)計(jì)倒坡，以此確定鋼軌頂部標(biāo)高，由船上測(cè)量人員用GPS+測(cè)桿定位系統(tǒng)控制鋼軌位置、標(biāo)高，水準(zhǔn)測(cè)量校核，軌面標(biāo)高偏差控制在±1cm以?xún)?nèi)。軌面標(biāo)高達(dá)到要求后在鋼軌底下支墊二片石或袋裝碎石，以減小導(dǎo)軌撓度。

完成細(xì)平后，需重新復(fù)測(cè)鋼軌的標(biāo)高是否發(fā)生變化，如有變化則及時(shí)調(diào)整，通過(guò)串管經(jīng)潛水工的指揮拋放碎石，碎石主要填滿(mǎn)二片石的空隙。補(bǔ)拋的碎石，或通過(guò)漏斗（或鋼筋籠）串通落在指定的位置，或用籮筐沉放下基床后由潛水員直接鋪放，潛水員順著鋼軌方向推移刮耙刮平碎石，直到刮耙下碎石填滿(mǎn)一段基床面，補(bǔ)拋的碎石層厚度不能超過(guò)5cm，碎石規(guī)格選用10～30mm。

4.質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1基床拋石

地面床的石材尺寸嚴(yán)格控制在10～100公斤范圍內(nèi)，與新鮮巖石配合良好，無(wú)片狀，無(wú)風(fēng)化、銹蝕、粘土等有機(jī)危害。石材的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)和規(guī)格要求。拋物底座的頂部高度控制應(yīng)嚴(yán)格防止超高，且不應(yīng)低于0.5米。超高的，由現(xiàn)場(chǎng)工程師按照要求進(jìn)行處理，直至現(xiàn)場(chǎng)工程師滿(mǎn)意。在投擲過(guò)程中，同一水平的兩個(gè)相鄰部分的位置。

4.2基床夯實(shí)與整平

（1）在已夯基床墻底面積范圍內(nèi)任選不少于5m一段復(fù)打一夯次，夯錘相接并列，不壓半夯，其平均沉降量不大于3cm。

（2）在粗平和細(xì)平前必須進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有回淤，必須進(jìn)行清淤后才能進(jìn)行整平。

（3）整平過(guò)程中，鋼軌軌面要經(jīng)常復(fù)核標(biāo)高及位置，出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（4）基床整平驗(yàn)收合格后，要及時(shí)進(jìn)行空心方塊的安裝，以防止整平好的基床面產(chǎn)生回淤。

（5）整平好的基床四腳拋設(shè)浮標(biāo)等做為標(biāo)志，并派員看護(hù)以防船只拋錨破壞已整平好的基床。

5.結(jié)語(yǔ)

基床施工是直立式護(hù)岸施工的關(guān)鍵工序，直接影響沉箱安裝與上部結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，如何保證基床平整度，拋石與夯實(shí)施工工藝起到?jīng)Q定性因素，水上船舶施工與水下整平施工對(duì)精度的提高都大大增加了難度，如何控制好施工中的關(guān)鍵點(diǎn)是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的分析以及施工實(shí)踐過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，施工效率可以通過(guò)對(duì)各工序積極的控制得到有效的提高，能為日后相似的工程積累經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]橋隧結(jié)合部的沉井式人工島施工技術(shù)研究[J].徐偉，段朝靜，李明雨.建筑施工，2013（02）.

[2]粉沙質(zhì)海床上人工島周?chē)鳑_刷實(shí)驗(yàn)[J].韓西軍，楊樹(shù)森，曹祖德.水運(yùn)工程，2009（01）.

[3]人工島工程建設(shè)對(duì)海洋環(huán)境影響的數(shù)值分析方法探討[J].林元軍，吳家鳴.廣東造船，2016（04）.