重力式碼頭施工中的常見問題及其對策

高峰

摘要：重力式碼頭具有結(jié)構(gòu)堅固、能夠承受大型的地面負荷及船舶的負荷，施工速度快等優(yōu)點，是我國采用較為普遍的碼頭形式。當(dāng)前重力式碼頭存在一些常見的質(zhì)量問題，影響的碼頭的正常運營，本文對這些質(zhì)量問題進行分析，并提出了有效對策。

關(guān)鍵詞：重力式碼頭；常見問題；對策

一、重力式碼頭施工中的裂縫問題

（一）重力式碼頭裂縫問題

胸墻是重力式碼頭的重要結(jié)構(gòu)部分。它與墻身共同構(gòu)成船舶系靠所需要的直立墻面，擋住墻后的回填材料，承受作用在碼頭上的多種外力，并交這些力傳到基礎(chǔ)上和地基中。此外，胸墻還起著將墻身連成整體的作用。由于胸墻的受力比較復(fù)雜，常有裂縫產(chǎn)生，有時甚至出現(xiàn)貫穿性裂縫。胸墻砼裂縫從外觀現(xiàn)象可分為三類：即表面淺層裂縫、橫向深層裂縫，裂縫寬度≤0.3mm、橫向貫穿性裂縫。裂縫出現(xiàn)的原因具體如下：

1、由外荷載（靜、動載）引起的直接應(yīng)力

由于施工程序不合理常導(dǎo)致碼頭胸墻在施工過程中的受力過大，從而使胸墻產(chǎn)生大于砼抗拉能力的拉應(yīng)力而開裂。

2、由變形荷載引起裂縫

此類裂縫主要包括溫度裂縫，砼收縮及不均勻沉降引起的裂縫。這類裂縫的起因是胸墻結(jié)構(gòu)在溫度、砼收縮或碼頭沉降等因素作用下要求變形，當(dāng)變形得不到滿足時將引起應(yīng)力，該應(yīng)力的大小還與胸墻及作為胸墻基礎(chǔ)的碼頭墻身的剛度有關(guān)。只有當(dāng)應(yīng)力超過一定數(shù)值時胸墻才引起裂縫。裂縫出現(xiàn)后得到滿足或部分滿足，應(yīng)力就會發(fā)生松弛。否則，裂縫將繼續(xù)擴展，直至全斷面貫穿。

（二）重力式碼頭裂縫問題的對策

1、根據(jù)工程特點，合理確定胸墻分段長度

方塊碼頭現(xiàn)澆胸墻的長度不應(yīng)超過20m，沉箱碼頭的胸墻一般與沉箱的長度同長，當(dāng)在巖石地基和老混凝土基層上澆筑混凝土構(gòu)件時，其分段長度不應(yīng)大于15m。

2、合理確定胸墻施工的分層，嚴格控制上下層混凝土澆筑的間隔時間

據(jù)調(diào)查，采用水平分層方法施工的胸墻裂縫要少于采用內(nèi)外分層方法施工的胸墻。胸墻分層施工后，上下層混凝土澆筑的時間間隔對約束應(yīng)力的大小有較大影響。間隔時間越短，先澆混凝土對后澆混凝土的約束應(yīng)力越小。為盡量減少先澆混凝土對后澆混凝土的約束，胸墻第1層與第2層的施工間隔時間可控制在3～7d。

3、分層施工接茬面應(yīng)平順，防止出現(xiàn)過大的起伏和凸凹，避免基層對新澆混凝土的不均勻約束

方塊和卸荷板安裝時，嚴格控制頂部高差；胸墻分層澆筑時，嚴格控制澆筑面平整度；混凝土接茬面鑿毛時，避免表面出現(xiàn)過大的凹坑，接茬面粗糙度的一致可避免約束應(yīng)力不均勻所產(chǎn)生的裂縫。

4、嚴格控制混凝土的溫度

為避免或減輕大體積混凝土的溫度裂縫，混凝土施工過程的溫度控制十分重要。所采取的控制手段主要為：

（1）選用低水化熱水泥，摻入引氣劑和減水劑，降低水灰比，減少水泥用量，以盡量減小混凝土水化熱引起混凝土的溫升。

（2）嚴格控制混凝土的入模溫度，夏季施工混凝土的入模溫度不宜大于30°C。

（3）混凝土內(nèi)部溫度不宜大于60°C，必要時應(yīng)采取降溫措施。

（4）在混凝土中摻入適量大塊石。為降低混凝

土內(nèi)部溫升，在下層混凝土中按規(guī)定摻入40～60kg的塊石。在炎熱天氣下施工時，大塊石應(yīng)設(shè)置遮陽裝置并噴水冷卻降溫。

5、適當(dāng)加密鋼筋

墻面采用細鋼筋、加密配筋的措施。在胸墻頂面增設(shè)鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)，在斷面變化處增設(shè)“八字筋”，或同時采用纖維混凝土澆筑面層的措施。

6、提高混凝土澆筑、振搗和壓面的質(zhì)量，保證潮濕養(yǎng)護的時間，提高混凝土表面的抗裂能力。

二、重力式碼頭沉箱安裝偏差過大

（一）重力式碼頭沉箱安裝偏差過大問題

1、臨水面與施工準線偏差

臨水面與施工準線偏差過大，將造成上部結(jié) 構(gòu)胸墻模板支立困難，使胸墻底部寬度發(fā)生變化、斷面尺寸不一、碼頭前沿線改變等。

2、臨水面錯牙臨水面錯牙過大，影響沉箱安裝觀感質(zhì)量，同時造成上部結(jié)構(gòu)胸墻模板支立困難，影響底層胸墻的順直度。

3、接縫寬度

影響沉箱接縫寬度偏差過大的主要原因為基床整平質(zhì)量差，如不同斷面的倒坡不一，左右高差過大等等；基床拋石標(biāo)高相差過大，整平時二片石找平層厚度不一，從而造成沉降不一，是接縫寬度過大的另一原因。

4、標(biāo)高

規(guī)范并未對沉箱安裝的標(biāo)高偏差進行要求，但標(biāo)高的偏差能直接反映出基床是否平整，倒坡是否一致，在施工操作過程中是非常重要的衡量標(biāo)準。若沉箱同一縱斷面標(biāo)高（如前墻）相差過大，則基床不夠平整，縫寬勢必難以控制。

（二）控制技術(shù)

通過上述因分析，不難看出，影響沉箱安裝 偏差過大的原因主要為基床整平基礎(chǔ)作為隱蔽工程平整度控制不夠精準、測量控制誤差過大、安裝時海況差、安裝方法不夠先進等。安裝控制技術(shù)如下：

1、沉箱安裝時的測量控制

順岸式碼頭沉箱順延排列，安裝時，只需用全站儀控制前沿線即可。事先在沉箱兩端靠近前沿畫出30cm范圍的刻度，全站儀架在方便架設(shè)儀器且視線好的控制點上，棱鏡立在沉箱已做好的點上。可以迅速知道沉箱與前沿線的偏差及與前沿線垂直方向的位移情況，及時調(diào)整沉箱的平面位置。

2、沉箱安裝工藝

順岸式碼頭第一個沉箱的安裝采用粗安法，需用方駁定位。其余沉箱，以已安裝沉箱為依托，逐個安裝。沉箱起浮后，用拖輪綁拖至安裝位置，等潮水落至低于已安裝沉箱時。根據(jù)潮汐表提供的最低潮位來控制沉箱的干舷高度。灌水至合適的干舷高度，減小進水流量，根據(jù)基床整平結(jié)果，用水準儀調(diào)整沉箱前后高差，使之與基床一致。最后在平潮時間內(nèi)，通過收放倒鏈及開閉盲板，水準儀配合觀測沉箱前后沿高差的變化。如此反復(fù)調(diào)整，將沉箱沉放到正確位置。

嚴格控制基床整平的質(zhì)量，正確分析基床整平自檢數(shù)據(jù)，據(jù)此合理控制沉箱前后高差，對于沉箱安裝的準確性至關(guān)重要。有個別沒安裝好的沉箱，在調(diào)整之前，先檢測沉箱前后高差，據(jù)此安裝，臨水面錯牙能控制在2cm以內(nèi)。安裝過程中，對于意料不到的情況的處理要果斷直接，盲板不能開啟，沉箱側(cè)傾嚴重等問題隨時可能在安裝過程中發(fā)生，需要施工人員在工作中不斷的積累經(jīng)驗技術(shù)，以便更好的靈活處理好遇到的緊急情況。

三、不均勻沉降與碼頭位移

（一）不均勻沉降及碼頭位移的影響因素

1、與基槽底土質(zhì)有關(guān)。如果基底為風(fēng)化巖或堅硬土質(zhì)，在碼頭自重和上部荷載作用下，壓縮量會較??；如果土質(zhì)密實度較小，在強大荷載作用下，壓縮量就會較大。營口港鲅魚圈港區(qū)碼頭基底大多為中等粉質(zhì)黏土，較均勻也較密實，壓縮量不大。

2、施工時與基槽內(nèi)沉積回淤物厚度和含水率大小有關(guān)?；赜傥锖穸刃。矢?，基床施工后整個荷載上去，其沉降量就會小，反之就會大。如基槽開挖基底面外傾也會影響碼頭位移，尤其是巖基面更容易產(chǎn)生滑移。

3、與基床施工厚度均勻性及夯實的密實度情況有關(guān)?；埠穸仁┕と绻刂撇缓茫蜁a(chǎn)生不均勻沉降；夯實不到位，密實度達不到設(shè)計要求，或者夯實不均，都會造成基床過大沉降和沉降不均。

4、碼頭前沿局部挖泥超深過大，會嚴重影響局部碼頭位移前傾，危及碼頭安全。

5、施工期碼頭后邊吹填或回填速度過快，也會影響碼頭墻身位移或傾偏。

6、施工期碼頭后邊地基處理，包括強夯、振沖和打樁的振動沖擊，很容易造成碼頭墻身位移或前傾。

7、倒濾層級配不良，回填密實度不夠或施工期遭到破壞，會造成倒濾層全部或局部失效，一方面倒濾層后邊的泥沙會被潮水抽走而塌陷，另一方面也會影響碼頭墻身的穩(wěn)定。

（二）不均勻沉降及碼頭位移的控制

1、在基槽挖泥過程中，派專人在船上進行監(jiān)控，嚴格控制超深，盡力做到基底平整。挖到設(shè)計高程時，進行水砣測量，同時，潛水員下水探測浮泥厚度并取樣分析：①浮泥厚度不得大于30cm；②回淤物的含水率不得小于150%（或重度<12.6kN/m3），不準有雜物，否則須清理；③基底土質(zhì)要符合設(shè)計要求，如果較差，則重新考慮設(shè)計或采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

2、基床施工必須達到規(guī)范要求

碼頭拋石和夯實分2層進行，施工采用方駁上固定返鏟、全站儀定位拋石法，克服人工拋石不均的現(xiàn)象，初平、細平和極細平均通過潛水員水下找平和檢查，包括夯實均控制在設(shè)計和規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

3、為預(yù)防碼頭前傾，基床應(yīng)做成倒坡，碼頭前趾一般可考慮比后趾高3～5cm。

參考文獻：

[1]王志剛，陳廣桐.預(yù)防方塊重力式碼頭區(qū)過大沉降和碼頭過大位移的對策[J]. 水運工程，2007（12）.

[2]JTJ290—98，重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S].