潮汐段預(yù)制聯(lián)合現(xiàn)澆堤岸結(jié)構(gòu)快速施工技術(shù)

劉俊杰，張保童

（1.中交四航局廣州南沙工程有限公司，廣東 廣州 510230；2.中鐵建南沙投資發(fā)展有限公司，廣東 廣州 511458）

廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)起步區(qū)靈山島尖北岸、蕉門(mén)水道右岸堤岸，屬于內(nèi)河不規(guī)則半日潮汐河段，根據(jù)周邊南沙水牛頭潮汐監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)顯示：多年平均低潮位4.34m，多年平均高潮位5.67m，新建堤岸混凝土結(jié)構(gòu)底標(biāo)高4.900m，頂標(biāo)高6.600m。若采用混凝土現(xiàn)澆施工工藝，趕潮施工每天2次低潮位具備施工作業(yè)面，每次2h，每天有效工作時(shí)長(zhǎng)為4h，不能滿(mǎn)足枯水期10月～次年4月的工期要求；增加膜袋砂圍堰或止水鋼板樁圍堰則會(huì)大大增加施工成本。因此堤岸混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆不能滿(mǎn)足本標(biāo)段的實(shí)際需求。

本標(biāo)段具有工期緊、安全風(fēng)險(xiǎn)高、周?chē)h(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，在綜合考慮安全、進(jìn)度及成本的情況下，施工過(guò)程中對(duì)堤岸混凝土結(jié)構(gòu)施工工法、方案、組織等進(jìn)行了一定的優(yōu)化。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)起步區(qū)靈山島尖北段海岸及濱海景觀帶建設(shè)工程，堤岸結(jié)構(gòu)施工長(zhǎng)度3 054m，結(jié)合城市景觀布設(shè)堤防（含水閘、船閘），建成人-水-城和諧的防洪（潮）工程，形成完善的防洪（潮）排澇體系，建立可靠的城市水安全，設(shè)計(jì)防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。

1.2 舊堤結(jié)構(gòu)

舊堤護(hù)岸結(jié)構(gòu)高4.5m、寬5.3m，面層為15cm厚鋼筋混凝土，二級(jí)平臺(tái)下方為漿砌石結(jié)構(gòu)，一級(jí)平臺(tái)下方為干砌石結(jié)構(gòu)，護(hù)岸結(jié)構(gòu)后方為8m寬堤頂步道，黏土結(jié)構(gòu)，舊堤結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 堤岸防護(hù)工程設(shè)計(jì)

堤岸防護(hù)工程主要是防止水流和波浪對(duì)岸坡基土的沖蝕、掏刷、踏岸等現(xiàn)象，以保證堤坡安全的一種措施。

本標(biāo)段堤岸主體設(shè)計(jì)是在原舊堤基礎(chǔ)上對(duì)護(hù)岸進(jìn)行加固，拆除舊堤面層混凝土，利用舊堤漿砌石堤身，新建混凝土結(jié)構(gòu)護(hù)岸擋墻，堤岸防護(hù)主要包括拋石固腳、碎石墊層、混凝土墊層、現(xiàn)澆混凝土護(hù)岸擋墻等（見(jiàn)圖2）。

圖2 堤岸防護(hù)工程斷面（單位：m）

2 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，堤岸混凝土結(jié)構(gòu)采用“舊堤趕潮拆除整形、預(yù)制固腳分段吊裝、堤頂加固結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆”施工工藝。

舊堤拆除、清基后，先進(jìn)行拋石固腳施工，然后鋪15cm厚碎石層和C20素混凝土墊層10cm。

圖1 舊堤結(jié)構(gòu)斷面（單位：m）

堤防混凝土結(jié)構(gòu)底部為預(yù)制混凝土塊（預(yù)制固腳），每節(jié)長(zhǎng)6m，主要考慮預(yù)制塊重量及預(yù)制、吊裝方便；每節(jié)高0.9m，主要考慮預(yù)制塊頂標(biāo)高5.600m，此標(biāo)高為多年平均高潮位，后續(xù)施工已不受潮汐影響（見(jiàn)圖3）。

圖3 堤岸主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化斷面（單位：m）

預(yù)制固腳與路面加固現(xiàn)澆混凝土連接筋采用制固腳與路面加固現(xiàn)澆混凝土連接筋采φ20@150，結(jié)構(gòu)主體其他鋼筋均采用制固腳與路面加固現(xiàn)澆混凝土連接筋采φ14@150，堤岸主體結(jié)構(gòu)鋼筋如圖4所示。

預(yù)制固腳混凝土達(dá)到80%以上設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能吊裝施工，預(yù)制固腳上部鋼筋預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足錨固長(zhǎng)度不小于40倍主筋直徑，預(yù)制固腳應(yīng)設(shè)置制固腳與路面加固現(xiàn)澆混凝土連接筋采φ32吊環(huán)4個(gè)，用于預(yù)制塊吊裝，吊環(huán)大樣如圖5所示。

3 堤岸結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

3.1 預(yù)制固腳現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制

1）場(chǎng)地選取 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置4個(gè)分散預(yù)制點(diǎn)，每個(gè)預(yù)制點(diǎn)約100m2，集中預(yù)制點(diǎn)1個(gè)，約1 500m2，最大限度實(shí)現(xiàn)原地預(yù)制、吊裝。

2）底模制作 原地面清理整平后澆筑10cm厚混凝土，表面壓實(shí)抹光。

圖4 堤岸主體結(jié)構(gòu)配筋

圖5 預(yù)制固腳吊環(huán)大樣

3）鋼筋加工及安裝 按型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行復(fù)檢，合格后進(jìn)行分類(lèi)標(biāo)識(shí)、堆放，鋼筋經(jīng)切斷、彎曲成型后的半成品分類(lèi)堆放。在底模上彈出鋼筋安裝控制線，安裝位置及尺寸偏差符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。逐一檢查鋼筋連接或焊接接頭，確保鋼筋連接質(zhì)量。

4）模板安裝 模板均采用定型鋼模，強(qiáng)度、剛度滿(mǎn)足規(guī)范要求。對(duì)鋼筋、預(yù)埋件驗(yàn)收合格后，涂刷脫模劑，安裝模板。

5）混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù) 混凝土采用商品混凝土，罐車(chē)溜槽可直接入倉(cāng)，插入式振搗器振搗密實(shí)，澆筑完成面層拉毛，終凝后及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.2 預(yù)制固腳吊運(yùn)前準(zhǔn)備工作

1）出運(yùn)驗(yàn)收 吊裝前，完成預(yù)制固腳混凝土強(qiáng)度回彈檢測(cè)，預(yù)制固腳外觀如出現(xiàn)麻面、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)將其清除，對(duì)輕微缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，在預(yù)制固腳驗(yàn)收合格并經(jīng)監(jiān)理工程師同意后方可吊裝出運(yùn)。

2）吊運(yùn) 預(yù)制固腳裝卸車(chē)采用50t汽車(chē)式起重機(jī)，平穩(wěn)放置于平板運(yùn)輸車(chē)上，平板運(yùn)輸車(chē)上吊裝預(yù)制固腳前，在預(yù)制固腳支點(diǎn)位置放置枕木，為避免枕木挫傷混凝土，枕木上鋪設(shè)粗麻袋。預(yù)制固腳運(yùn)輸采用30t平板運(yùn)輸車(chē)1輛，每次運(yùn)輸2塊預(yù)制固腳，運(yùn)輸過(guò)程中為防止傾倒、扭翻，使用托架固定在拖車(chē)上，用手動(dòng)葫蘆（3t）捆扎固定，預(yù)制固腳放在托架上的墊點(diǎn)應(yīng)和吊環(huán)位置一致，經(jīng)檢查無(wú)異常情況后方可出場(chǎng)（見(jiàn)圖6，7）。預(yù)制固腳在運(yùn)輸過(guò)程中，特別是在轉(zhuǎn)彎處安排專(zhuān)人指揮過(guò)路車(chē)輛，尾部掛紅色標(biāo)志。

圖6 預(yù)制固腳運(yùn)輸車(chē)橫斷面

圖7 預(yù)制固腳運(yùn)輸車(chē)縱斷面

3.3 預(yù)制固腳吊裝前準(zhǔn)備工作

1）基槽開(kāi)挖 依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放出基槽控制邊界線，用木樁作為邊界控制點(diǎn)，并用木樁釘上鐵釘作為標(biāo)高控制點(diǎn)，采用挖掘機(jī)開(kāi)挖施工。水下基槽底面開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程后應(yīng)進(jìn)行核對(duì)，核對(duì)無(wú)誤后通知監(jiān)理工程師進(jìn)行基槽驗(yàn)收。

2）基床整平（拋石固腳） 采用PC200挖掘機(jī)挖裝，8t自卸汽車(chē)運(yùn)輸，直接運(yùn)輸塊石至拋填現(xiàn)場(chǎng)。采用自卸汽車(chē)端進(jìn)法向前延伸立拋，立拋時(shí)采用分層流水階梯式拋填，挖掘機(jī)配合整平。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的拋石斷面尺寸進(jìn)行施工，整平標(biāo)高為4.600m。拋石完成后應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)（三等水準(zhǔn)測(cè)量），沉降速率不宜超過(guò)0.5mm/d。

3）墊層施工 待基床沉降穩(wěn)定后進(jìn)行墊層施工，墊層材料分2層，底層采用20cm厚的碎石進(jìn)行人工找平后頂面應(yīng)達(dá)到細(xì)平標(biāo)準(zhǔn)，面層采用10cm厚的C20素混凝土找平后頂面應(yīng)達(dá)到極細(xì)平要求。如表1所示。

4）墊層雜物清理 預(yù)制固腳安裝底高程為4.750m，屬趁潮施工。由于可施工時(shí)間短，現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)職潮位觀察員，退潮時(shí)及時(shí)通知施工人員將安裝基面（素混凝土墊層）上的垃圾、泥漿等清除干凈。

5）吊裝平臺(tái)清理、整平 在預(yù)制固腳吊裝前，對(duì)舊堤堤頂步道局部坑洼地帶采用級(jí)配較好的砂礫土或粗粒土分層回填壓實(shí)，確保壓實(shí)度不小于95%，并確保吊裝機(jī)械安全通行。并將施工場(chǎng)地內(nèi)的建筑垃圾、零星的機(jī)械設(shè)備清理出場(chǎng)。

表1 基床整平允許偏差、檢測(cè)數(shù)量

6）測(cè)量定位 安裝面清理后，測(cè)量人員采用全站儀依據(jù)預(yù)制固腳安裝圖進(jìn)行點(diǎn)位放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，每隔20m放出1個(gè)預(yù)制固腳控制點(diǎn)，并用紅色細(xì)尼龍線連接為邊界控制線，放樣偏差不超過(guò)2mm。

3.4 預(yù)制固腳吊裝準(zhǔn)備作業(yè)

1）機(jī)具材料選用 每個(gè)預(yù)制固腳總重量為14.54t，根據(jù)安全計(jì)算，選用1臺(tái)50t汽車(chē)式起重機(jī)進(jìn)行吊裝施工，作業(yè)半徑8m以?xún)?nèi)，可滿(mǎn)足吊裝要求。

2）吊點(diǎn)位置 預(yù)制固腳吊裝采用4吊點(diǎn)均衡平吊。在預(yù)制4個(gè)角點(diǎn)位置平均布置4個(gè)吊環(huán)。吊環(huán)布置如圖8所示。

3）試吊 首先起重機(jī)落鉤，系好鋼絲繩后，起重機(jī)緩慢起鉤，當(dāng)預(yù)制固腳升起距運(yùn)輸車(chē)5～10cm后，起重機(jī)停頓3～5min無(wú)問(wèn)題后，再進(jìn)行吊裝作業(yè)。

3.5 預(yù)制固腳吊裝作業(yè)

1）觀測(cè)潮水位低于4.750m，混凝土墊層完全露出后才能開(kāi)始吊裝作業(yè)，須選擇白天低潮位時(shí)吊裝作業(yè)。

2）運(yùn)輸預(yù)制固腳汽車(chē)到現(xiàn)場(chǎng)后經(jīng)專(zhuān)人指揮駛?cè)胧┕け愕溃谥付ㄎ恢猛＼?chē)。

3）單吊機(jī)將預(yù)制固腳從車(chē)廂吊起，吊起預(yù)制固腳時(shí)，吊鉤應(yīng)保持垂直狀態(tài)。

4）將預(yù)制固腳吊起后，運(yùn)輸汽車(chē)駛開(kāi)。

5）吊機(jī)平緩地將預(yù)制固腳提升，通過(guò)起落臂桿和旋轉(zhuǎn)臂桿使預(yù)制固腳吊到混凝土墊層上方。

6）吊機(jī)緩慢松下吊鉤待預(yù)制固腳離墊層30cm時(shí)停止，對(duì)準(zhǔn)軸線（橫軸線不超過(guò)5mm，縱軸線不超過(guò)10mm）。指揮在預(yù)制固腳外邊界與放線預(yù)留的紅色細(xì)絲線對(duì)準(zhǔn)后徐徐下落，使預(yù)制固腳外邊界線與預(yù)留紅色細(xì)絲線對(duì)應(yīng)。

圖8 預(yù)制固腳吊環(huán)布置

7）認(rèn)真檢查預(yù)制固腳四角是否與墊層緊貼，是否平穩(wěn)。預(yù)留2cm結(jié)構(gòu)縫是否平齊、規(guī)整，如有不對(duì)應(yīng)或不能達(dá)到預(yù)定位置或出現(xiàn)3條腿等情況時(shí)，命令起重機(jī)把預(yù)制固腳慢慢吊起少許，用打磨機(jī)修整一角，使預(yù)制固腳四角緊貼混凝土墊層，四角全部為著力點(diǎn)。

8）達(dá)到預(yù)定位置并當(dāng)預(yù)留結(jié)構(gòu)縫寬度滿(mǎn)足要求時(shí)方可取下鋼絲繩，測(cè)量人員跟隨復(fù)核平面位置及標(biāo)高，如果偏差在允許范圍內(nèi)方可撤離起重機(jī)，若超過(guò)允許偏差，則再次起吊，復(fù)核準(zhǔn)確位置后，方可再次落預(yù)制固腳。

3.6 結(jié)構(gòu)縫填筑

2塊預(yù)制塊之間預(yù)留2cm結(jié)構(gòu)縫，結(jié)構(gòu)縫填充BW閉孔泡沫板，面層5cm填充BW200聚硫密封膏。2塊預(yù)制固腳之間應(yīng)保持結(jié)構(gòu)縫緊密、平整。

3.7 預(yù)制固腳與堤身縫隙填筑

預(yù)制固腳吊裝后，與堤身之間存在一定縫隙，約0.5～1.0m，為防止堤身掏刷，在伸縮縫位置鋪設(shè)1張寬1m、長(zhǎng)2.32m無(wú)紡?fù)凉げ迹瑢?duì)預(yù)制固腳與堤身縫隙填筑碎石（見(jiàn)圖9）。

3.8 堤身加固平臺(tái)現(xiàn)澆施工

預(yù)制固腳吊裝完成后，需進(jìn)行堤身加固平臺(tái)施工，將預(yù)制固腳與整個(gè)堤岸連為一體，確保結(jié)構(gòu)安全、可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

1）針對(duì)潮汐段堤岸結(jié)構(gòu)，采用“舊堤趕潮拆除整形、預(yù)制固腳分段吊裝、堤頂加固結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆”施工工藝，各工序流水施工，可有效避免潮汐影響，極大縮短施工工期。

圖9 預(yù)制固腳與堤身縫隙填充碎石

2）預(yù)制固腳在岸上澆筑，免受潮汐沖刷影響，混凝土質(zhì)量可控。

3）預(yù)制固腳吊裝可在無(wú)潮水或低潮位施工，無(wú)需膜袋砂圍堰或止水鋼板樁圍堰，節(jié)約施工成本。

4）直線段堤岸采用預(yù)制固腳吊裝，曲線及轉(zhuǎn)角處采用現(xiàn)澆施工，可保證線形可曲可直，外觀優(yōu)美。