【摘 要】重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭具有堅(jiān)固耐久、抗凍性能好、施工進(jìn)度快、工程造價(jià)低、維修費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn),在沿海港口得到了廣泛的應(yīng)用。在施工過程中,會(huì)遇到基槽回淤過快、拋填棱體頂高程過低、碼頭主體位移沉降、軌道位移沉降等技術(shù)問題,通過對問題進(jìn)行系統(tǒng)分析,結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn),提出相應(yīng)的對策并總結(jié)施工技術(shù)要點(diǎn),提高了碼頭的施工質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】重力式碼頭;沉箱;施工技術(shù);對策;技術(shù)要點(diǎn)
重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭廣泛應(yīng)用于沿海港口,整體穩(wěn)定性好,耐久性高,施工進(jìn)度快,維修費(fèi)用少,抗凍能力強(qiáng),能夠承受較大地面荷載和船舶荷載。近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,重力式碼頭正向大型化、深水化發(fā)展,工期變得更加緊迫。在這種情況下,施工過程中會(huì)出現(xiàn)基槽回淤過快、拋填棱體頂高程過低、碼頭主體位移沉降、軌道位移沉降等一系列的技術(shù)問題。因此,在施工過程中,需要采取一些相應(yīng)的對策,總結(jié)施工技術(shù)要點(diǎn),克服技術(shù)難題,保證碼頭的施工質(zhì)量。
1 施工中常見問題
施工過程中,常見的問題有以下幾個(gè)方面:一是基槽回淤過快。在基槽開挖完成之后,如果淤泥回流速度過快,會(huì)導(dǎo)致沉積物超過規(guī)范允許的范圍。在問題嚴(yán)重時(shí),基床拋石和夯實(shí)工程完成之后,上部的淤泥等沉積物重度太大、數(shù)量過多,會(huì)導(dǎo)致潛水員不能順利作業(yè),無法進(jìn)行基床的整平工序。二是拋填棱體頂高程偏低時(shí),需要配合潮汐時(shí)間才能施工,會(huì)影響到工程的整體進(jìn)度。三是碼頭前沿軌間的混凝土大板會(huì)發(fā)生位移和沉降,導(dǎo)致碼頭前沿出現(xiàn)嚴(yán)重積水。四是在使用過程中,碼頭前部軌道發(fā)生位移和沉降,導(dǎo)致裝卸貨物的設(shè)備運(yùn)行受到影響。
2 對策
2.1 基槽回淤
基槽深度過大并且周圍海域的0、1、2級淤泥沒有及時(shí)疏浚和清除,是造成基槽回淤過快的主要原因。解決問題的對策是:事先制定科學(xué)的施工方案、施工中合理安排流程、出現(xiàn)問題及時(shí)補(bǔ)救。
具體來說,在制定施工方案時(shí),首先安排疏浚施工,再進(jìn)行開挖基槽。在施工過程中,清除上層的0、1、2級淤泥,再進(jìn)行基槽的開挖和施工。如果在未能有效清除淤泥的情況下,就進(jìn)行基槽開挖,在隨后的疏浚施工中應(yīng)該按照基槽、停泊水域、港池的順序逐步施工,能夠有效降低基槽的回淤速率。當(dāng)出現(xiàn)基槽回淤過快的情況,處理柔軟且流動(dòng)性較大的回淤沉積物,不適合采用斗式挖泥船,應(yīng)該采用絞吸式挖泥船進(jìn)行疏浚和清除。
2.2 拋填棱體頂高程過低
根據(jù)相關(guān)規(guī)范,棱體頂面超過預(yù)制安裝墻身頂高程0.3m即可,設(shè)計(jì)人員往往按照棱體頂面高程的低限來進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果按照這種設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行施工,會(huì)導(dǎo)致棱體和倒濾層施工不能全天候進(jìn)行,只能根據(jù)潮汐時(shí)段進(jìn)行作業(yè),會(huì)嚴(yán)重影響到施工進(jìn)度。為了加快施工進(jìn)度,就需要增加拋石量,會(huì)增加工程的投資。
解決問題的對策是適當(dāng)抬高棱體頂高程,以胸墻斷面陸側(cè)最下一級臺(tái)階頂高程為宜。這樣的話,基本上能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的施工作業(yè)。拋填達(dá)到頂高程,再進(jìn)行胸墻施工時(shí),可以利用其布置施工機(jī)械,堆放施工材料,降低了胸墻的施工難度,能夠加快工程進(jìn)度。
2.3 碼頭主體位移和沉降
導(dǎo)致碼頭主體位移的因素有很多種:基槽的底部土質(zhì);回淤沉積物的厚度與含水率;基床施工厚度均勻性與夯實(shí)的密實(shí)度;碼頭前沿局部挖泥太深會(huì)導(dǎo)致碼頭位移向前傾斜;碼頭后邊回填過快會(huì)導(dǎo)致碼頭墻身發(fā)生位移或者傾斜現(xiàn)象;倒濾層級配不合理會(huì)導(dǎo)致碼頭區(qū)域發(fā)生位移等。在這些因素影響下,碼頭前沿軌間混凝土大板會(huì)產(chǎn)生位移和沉降,發(fā)生積水現(xiàn)象。
解決問題的對策是,先進(jìn)行鋪砌面層的施工,等待碼頭主體和填筑材料的位移和沉降穩(wěn)定之后,拆除鋪砌的面層,然后進(jìn)行混凝土大板的施工。
2.4 軌道位移和沉降
重力式碼頭在使用過程中,一般會(huì)出現(xiàn)位移和沉降現(xiàn)象。位移和沉降的程度與施工進(jìn)度的快慢有著密切關(guān)系,施工進(jìn)度越快則位移和沉降越明顯,反之,施工進(jìn)度越慢則位移和沉降越不明顯。碼頭軌道的前后部分所處的位置不同,前軌是建造在碼頭胸墻上面,前軌的位移和沉降與碼頭主體的位移和沉降相一致。而后軌軌道梁距離碼頭主體很近,無法夯實(shí)地基,導(dǎo)致軌道前后部分的位移和沉降也是不同的。
解決問題的對策是,如果后軌軌道梁的正下方位于拋填棱體和倒濾層斷面范圍之外,或者僅僅穿過拋填棱體和倒濾層坡腳處,則后軌軌道梁應(yīng)該采用樁基。對于不能打樁的后軌道梁,可以采用以下方案:一是加大沉箱的寬度,促使后軌軌道梁正下方的投影全部或者大部分位于沉箱或者卸荷板的范圍內(nèi)。二是對前軌、后軌的位移和沉降情況進(jìn)行事先預(yù)測,在施工中對于碼頭面層和后軌軌道梁預(yù)留盡可能大的位移和沉降量。為了在使用過程中能夠調(diào)整前軌軌矩和后軌軌矩,使之到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)軌距,應(yīng)該適當(dāng)增加軌道槽的寬度,并增加錨碇臺(tái)的寬度和防風(fēng)拉索的間距。三是在軌道型式的選擇上,不能采用鋼軌下鋼墊板通過膠泥與軌道梁粘接牢固的型式、鋼軌焊接聯(lián)成整體的型式,這些軌道型式很難調(diào)整,而應(yīng)該采用容易調(diào)整的型式。
3 施工技術(shù)要點(diǎn)
3.1 基槽與基床
重力式碼頭是依靠自身重力來保持穩(wěn)定性的一種結(jié)構(gòu)形式,要求天然地基承載力大于250kPa,貫入擊數(shù)大于35a。當(dāng)建筑物表層地基承載力達(dá)不到要求,并且下臥硬層埋置深度不足時(shí),應(yīng)該采用換置地基、復(fù)合地基的方法來處理。根據(jù)不同的下臥硬層埋置深度和均勻程度,可以采用不同的處理方法:清除表層軟土層換填粗砂、開山石、塊石;深層水泥拌和;沉埋式大圓筒結(jié)構(gòu)物等。建筑物底面基面利用人造基床來提高基面的可靠度,一般采用經(jīng)過夯實(shí)整平之后的拋石基床。
3.2 沉箱
沉箱的預(yù)制,根據(jù)施工條件,可以采用專業(yè)預(yù)制場進(jìn)行預(yù)制、貨場預(yù)制、半潛駁上預(yù)制等多種方式。沉箱的澆注,可以采用一次立模連續(xù)澆注工藝,也可以采用分段爬模、翻模預(yù)制工藝,或者預(yù)制一部分高度的沉箱,運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場再實(shí)施水上接高澆注作業(yè)。沉箱的存放場地,需要穩(wěn)固的地基和符合標(biāo)準(zhǔn)的平整度。沉箱的浮運(yùn),需要考慮天氣、潮汐、航道水深等情況,主拖纜系綁點(diǎn)要偏下一些,沉箱需要加封倉蓋,準(zhǔn)備好抽水設(shè)施。沉箱的沉放,一般選擇落潮時(shí)段,采用二次定位法進(jìn)行沉放,采用注水法進(jìn)行坐底,注意保持沉箱四周吃水均勻、內(nèi)隔倉眼水壓平衡。沉箱的填倉,需要在坐底后及時(shí)進(jìn)行,增加重量防止沉箱移位。
3.3 沉箱岸壁
沉箱岸壁存在安裝縫和沉降縫,需要在墻后采用整體倒濾層處理或者沉箱縫間設(shè)置倒濾井附加防漏土工布處理,能夠有效防止陸面坍塌現(xiàn)象。
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