碼頭重箱堆場施工特點及關(guān)鍵工序控制

王照田，王家城

（中交廣州航道局有限公司，廣東廣州 510220）

引言

隨著港口的快速發(fā)展和吞吐量提升，集裝箱運輸作為海運方式的優(yōu)越性得到很好的體現(xiàn)。近年來集裝箱碼頭的建設(shè)需求顯著增多，而集裝箱重箱堆場作為集裝箱碼頭的重要組成部分，其建設(shè)和管理水平直接影響著后續(xù)碼頭使用運營效率及安全性。本文結(jié)合北海港鐵山港區(qū)5#泊位重箱堆場工程施工實踐，研究重箱堆場施工特點，分析其施工關(guān)鍵工序及控制要點，對提高其施工質(zhì)量及效率，并對前期設(shè)計和后續(xù)運營提出相關(guān)建議。

1 工程概況

北海港鐵山港區(qū)5#位碼頭使用功能為散雜貨兼顧集裝箱泊位，設(shè)計集裝箱年通過能力為80 萬TEU，應(yīng)用E-RTG 輪胎龍門吊作業(yè)，集裝箱堆高5層。集裝箱區(qū)域布置8 塊堆場，面積約為6.37 萬m2，平面尺度約為320×200 m。設(shè)計高程為+7.5 m。采用高強砼聯(lián)鎖塊鋪面，其結(jié)構(gòu)為：10 cm 厚高強混凝土聯(lián)鎖塊面層+3 cm 厚中粗砂墊砂層+45 cm厚6 %水泥穩(wěn)定碎石基層+20 cm 厚級配碎石墊層。

2 施工特點

重箱堆場需要在較小的區(qū)域內(nèi)密集地布置高強鋪面面層和相關(guān)構(gòu)筑物以實現(xiàn)堆存、交接和保管集裝箱功能，因此具有平立面施工交叉，施工工序搭接多，細部處理和整體外觀要求高的特點。

2.1 構(gòu)筑物類型復(fù)雜多樣

從平面布局上看，重箱堆場四周布置有電纜溝和排水溝，堆場內(nèi)有跑道梁16 條，南側(cè)有轉(zhuǎn)向板32 個，箱式變電所1 座，高桿燈基礎(chǔ)4 個，防風(fēng)系拉基礎(chǔ)24 個，電纜手井11 個。平面布局緊湊，涉及現(xiàn)澆素砼、現(xiàn)澆鋼筋砼及預(yù)制構(gòu)件等工藝。

2.2 施工工序多

從斷面結(jié)構(gòu)上看，在完成強夯地基處理檢測合格后，按照先深后淺組織施工，先進行深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與管網(wǎng)施工，再進行鋪面結(jié)構(gòu)層施工，局部相應(yīng)附屬設(shè)施全部完成后進行聯(lián)鎖塊面層施工。主要工序包括地基處理、溝槽開挖、基礎(chǔ)墊層、水穩(wěn)基層、鋼筋綁扎、支模、砼澆筑、面層鋪設(shè)及縫隙搭接等。

2.3 內(nèi)部搭接部位多

從細部組成上看，堆場本身使用要求需要各類構(gòu)筑物，在施工過程中所需材料種類和數(shù)量、設(shè)備配合、管線接口等非常多，工序精細化要求高，且搭接質(zhì)量決定著整體工程質(zhì)量和后續(xù)使用效果。嚴格控制好底基層的施工質(zhì)量，尤其是跑道梁、各類管溝、高桿燈基礎(chǔ)、管井等深基礎(chǔ)回填質(zhì)量，確保分層夯實，減少因回填質(zhì)量問題而引起的面層不均勻沉降。

2.4 外觀質(zhì)量要求高

從整體效果上看，重箱堆場對場地排水、平整度、沉降及機械行走精準度要求嚴格。場地的排水坡面控制在滿足堆場坡度的前提下，使堆場的各結(jié)合面連接和順、排水順暢。其平整度影響著堆箱高度和穩(wěn)定性，以及吊裝機械正常行走使用。

3 施工關(guān)鍵工序

施工前，根據(jù)堆場平面布置圖、管線綜合圖等設(shè)計圖分析各項施工內(nèi)容，結(jié)合各結(jié)構(gòu)細部設(shè)計圖，確定結(jié)構(gòu)形式、埋深、間距等，決策施工順序。

按照“先地下，后地上，先深后淺”的總體思路組織施工。先施工電纜、通信管網(wǎng)等線狀構(gòu)筑物，后同步進行深型條狀和單個獨立基礎(chǔ)施工，再進行跑道梁、滑觸線及轉(zhuǎn)向板等淺基礎(chǔ)施工，最后進行面層聯(lián)鎖塊鋪設(shè)。

3.1 地基處理

本工程重箱堆場場地土質(zhì)主要為吹填砂和回填土，厚度達6～7 m，相對松散。根據(jù)設(shè)計要求采用強夯工藝，重箱堆場區(qū)地面設(shè)計荷載為50 kPa，土基回彈模量60 MPa，土基壓實度不小于95 %，地基承載力特征值不小于150 kpa。

根據(jù)測算，強夯工藝選用點夯和普夯各兩遍，夯擊能點夯3 000 kJ，普夯1 000 kJ，可滿足施工要求，并在施工組織中根據(jù)《強夯地基處理技術(shù)規(guī)范》（CECS279-2010）組織施工，點夯最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm，滿夯按1/4 錘印搭接，夯后用25 t 以上壓路機碾壓平整直至沒有明顯的碾壓痕跡，滿足壓實度要求。點夯夯點布置與滿夯布置如圖1 和圖2。

圖1 點夯夯點布置圖

圖2 滿夯施工布置圖

強夯工藝地基處理后采用淺層平板載荷試驗方法進行地基承載力檢測，根據(jù)第三方檢測報告，試驗最大荷載300 kPa，單檢查點累計總沉降量分別為6.10 mm 及10.22 mm，承載力特征值為150 kPa，其工序滿足設(shè)計和后續(xù)要求。標準貫入試驗顯示檢測標準值為22 擊，表明地基處理后吹填砂土質(zhì)達到中密～密實狀，滿足設(shè)計密實度要求。

3.2 地下管網(wǎng)及深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工

給水管網(wǎng)與場地內(nèi)排水溝、電纜溝方向平行，位置靠近，先完成深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工避免二次開挖破壞。深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體現(xiàn)澆完成且混凝土達到設(shè)計強度的75 %后進行回填，防止回填土擠壞側(cè)墻?；靥顣r溝槽內(nèi)不能有積水，兩側(cè)同時均勻下料回填，采用小型機械夯實，每層回填厚度控制在15 cm 以內(nèi)，逐層夯實?；靥詈蠼M織給水管網(wǎng)鋪設(shè)，排管后按《給排水管道工程施工及驗收規(guī)范》進行閉水試驗，達到設(shè)計要求的管壓后人工回填，管線正上方使用小型平板夯分層碾壓壓實，壓實度不小于80 %，填土厚不小于40 cm，分層厚度不大于20 cm，填料粒徑選用不大于4 cm 的中粗砂，避免壓實度不足導(dǎo)致后續(xù)施工或使用中管道受壓損壞。給水管道斷面圖見圖3。

圖3 給水管道斷面圖

電纜、通信管網(wǎng)與跑道梁、電纜溝等連結(jié)，兩類管道開挖基礎(chǔ)小，基礎(chǔ)為碎石及貧砼墊層，排管完成后進行混凝土包封，無填土壓實要求，施工中獨立進行，預(yù)先埋設(shè)。電纜、通信管中不能摻砂土，避免后續(xù)穿線失敗造成需要返工的情況。其典型斷面見圖4 和圖5。

圖4 通信管道斷面圖

圖5 電纜排管斷面圖

電纜、通信井，在排管安裝時預(yù)留槽位，做好基礎(chǔ)，將預(yù)制好的井身用平板車運輸?shù)浆F(xiàn)場后，通過汽車吊安裝，預(yù)留開口與電纜管需保持標高一致，保證后續(xù)穿線順利。

3.3 鋪面結(jié)構(gòu)基層施工

重箱堆場鋪面結(jié)構(gòu)基層包括級配碎石墊層、6 %水泥穩(wěn)定碎石層。

1）配合比設(shè)計

施工時根據(jù)設(shè)計要求完成基層料配合比設(shè)計，送工地試驗室驗證，配合比合格后投入使用，其中水泥穩(wěn)定碎石層配合比進行無側(cè)限抗壓強度試驗優(yōu)化。

2）級配碎石墊層施工

碎石混合料所用集料壓碎值不大于30 %，液限不大于28 %，塑性指數(shù)不大于6。級配碎石級配范圍要求篩孔尺寸0.075～37.5 mm 且滿足級配要求。

按配合比下料拌合，施工過程中根據(jù)運距和氣溫等實際情況適當調(diào)高1～2 %含水量彌補運輸和碾壓過程中的水分損失。攤鋪前要求保持路基表面灑水濕潤，自卸車現(xiàn)場直接卸料，再用推土機、平地機分別進行粗平和細平，最后使用壓路機壓實，直至表面不出現(xiàn)壓實痕跡，滿足《水運工程質(zhì)量檢驗標準》(JTS257-2008)要求，壓實度大于96 %。

3）水泥穩(wěn)定碎石層施工

碎石混合料原料嚴格按級配范圍要求，壓碎值不大于30 %，液限不大于28 %，塑性指數(shù)不大于5。水泥穩(wěn)定碎石層級配范圍要求篩孔尺寸0.075～26.5 mm 且滿足級配要求。

依據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細則》指導(dǎo)水泥穩(wěn)定碎石層施工，水泥穩(wěn)定碎石混合料由穩(wěn)定土拌合機進行攪拌以確保質(zhì)量穩(wěn)定性，施工中根據(jù)配合比設(shè)計結(jié)合施工時的氣溫、運距等適當增減含水量0.5～1 %。受限于水泥凝結(jié)時間，水泥穩(wěn)定碎石層材料從拌合到攤鋪完成不超過2 小時。水泥穩(wěn)定碎石混合料采用自卸車和攤鋪機協(xié)同作業(yè)方法，自卸車后退至攤鋪機所在位置，邊卸料邊隨著攤鋪機往前進，攤鋪機攤鋪速度控制在1.5～1.6 m/min，且必須連續(xù)、均勻。攤鋪時工人應(yīng)注意粗集料扎堆現(xiàn)象，人工鏟除局部粗集料窩，填補混合料。攤鋪整平成型后，用不小于25 t 振動壓路機進行碾壓。壓實度不低于98 %。水泥穩(wěn)定碎石層施工應(yīng)始終保持濕潤，施工后立即覆蓋透水無紡?fù)凉げ迹? 小時后開始灑水養(yǎng)護且不少于7 天，在此期間隔離施工區(qū)域，保證施工質(zhì)量。由于重箱堆場水穩(wěn)層厚度為45 cm，必須進行兩次攤鋪，壓實厚度不大于25 cm，第一層水穩(wěn)層強度檢測合格后再進行第二層施工。

水泥穩(wěn)定碎石層施工過程中及施工后進行了相關(guān)試驗，壓實度達到98 %的設(shè)計要求，代表值為98.2 %；取芯成型正常，無側(cè)限抗壓強度試驗強度代表值4.9 Mpa，大于設(shè)計要求的4.5 Mpa，可以滿足后置工序施工要求。

3.4 淺基礎(chǔ)施工

跑道梁及附屬結(jié)構(gòu)（轉(zhuǎn)向板、防風(fēng)系拉裝置）基礎(chǔ)屬于埋深淺、規(guī)格小、數(shù)量較多、分布密集的現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，按混凝土工程要求控制質(zhì)量。鋪面基層施工按跑道梁在場區(qū)分布情況分塊進行。

圖6 跑道梁結(jié)構(gòu)圖

由于淺基礎(chǔ)部分直接與面層聯(lián)鎖塊進行搭接，其接口細部應(yīng)先清理未壓實級配碎石和水穩(wěn)層，留出毛槎接口，后由下至上采用C35混凝土進行澆筑，振搗到位，確保面層整體平順美觀。

3.5 鋪面結(jié)構(gòu)面層施工

1）砂墊層施工

水泥穩(wěn)定碎石層與聯(lián)鎖塊間設(shè)3 cm 中粗砂墊層用于找平，裝載機配合自卸汽車運進填砂區(qū)，按坡度要求測量放線，確保砂墊層的厚度和均勻度，最后人工用刮板刮平。

2）人工鋪設(shè)聯(lián)鎖塊

聯(lián)鎖塊沿設(shè)計流動機械運動方向45°排列，鋪設(shè)時用橡膠錘敲打聯(lián)鎖塊防止松垮，聯(lián)鎖塊鋪設(shè)完成后用細干砂填縫，接縫寬度不大于3 mm，聯(lián)鎖塊鋪設(shè)完成后用壓路機壓實。

以上關(guān)鍵工序在工程實踐中，應(yīng)嚴格按照由深至淺部署。點、線、面類型構(gòu)筑物施工順序結(jié)合，人料機配置到位，高效有序組織實施。

4 結(jié)語

1）重箱堆場采用強夯工藝地基處理后，進行級配碎石墊層和水泥穩(wěn)定碎石基層施工，再進行砂墊層鋪設(shè)高強混凝土聯(lián)鎖塊面結(jié)構(gòu)型式，配置跑道梁及滑觸線等輔助設(shè)施，其工藝是可行的，施工質(zhì)量有保障的。目前，該工程已投入使用一年多，運營正常，其鋪面結(jié)構(gòu)質(zhì)量良好，未發(fā)生質(zhì)量問題。

2）重箱堆場施工應(yīng)根據(jù)其特點及關(guān)鍵工序，做好全過程控制，嚴格執(zhí)行設(shè)計規(guī)范和質(zhì)量要求，從原材料、預(yù)制件、細部尺寸、工序交底、工序驗收、實體檢測及后續(xù)監(jiān)測等全過程、全方位做好控制，確保每道工序和每個部位符合要求，從而確保整體工程質(zhì)量。

3）設(shè)計方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際進行，可從工程經(jīng)濟性、耐久性、使用效果、施工工藝、維修等方面進行比選。同時，在現(xiàn)場施工過程中，對各類管網(wǎng)、管井及輔助構(gòu)筑物在不影響使用功能前提下可進行局部調(diào)整優(yōu)化，減少各類碰撞或沖突，利于施工。

4）重箱堆場及空箱堆場均要嚴格按照堆場箱的箱位劃線堆箱，最大堆高5 層。使用過程中應(yīng)嚴格控制超設(shè)計標準的機械作業(yè)。同時，由于各種溝井與其周邊堆場在基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)上的差異，使用過程中產(chǎn)生的不均勻沉降，引起周邊場地的標高變化，將會影響堆場的正常排水，因此，當溝井邊場地標高低于井的標高時應(yīng)及時調(diào)整。