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高樁碼頭是應(yīng)用廣泛的主要碼頭結(jié)構(gòu)形式。高樁碼頭適宜做成透空結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)輕、減弱波浪的效果好、砂石料用量省、對于挖泥超深的適應(yīng)性強。高樁碼頭適用于可以沉樁的各種地基,特別是軟土地基。在巖基上,如有適當厚度的覆蓋層,也可采用樁基礎(chǔ);覆蓋層較薄時,可采用嵌巖樁。但高樁碼頭的缺點也較明顯,對地面超載和裝卸工藝變化的適應(yīng)性差;接岸結(jié)構(gòu)處理不當時,易發(fā)生側(cè)向位移、變形、開裂等現(xiàn)象;耐久性不如重力式和板樁式碼頭,構(gòu)件易損壞且難修復(fù)。
圖1 高樁碼頭接岸結(jié)構(gòu)施工流程
高樁碼頭與后方護岸設(shè)施采用簡支板連接,板后設(shè)置擋土墻。碼頭岸坡主要靠擋土墻結(jié)構(gòu)來維持穩(wěn)定。擋土墻混凝土強度等級一般為C35以上,現(xiàn)場澆筑,墻內(nèi)均勻分布鋼筋。擋土墻多采用兩次澆筑,基礎(chǔ)和墻身分開澆筑,并預(yù)埋好連接鋼筋,且連接處混凝土應(yīng)鑿毛,并清洗干凈?;炷翝仓戤吅螅瑧?yīng)按照規(guī)定養(yǎng)護,墻后回填應(yīng)該在擋土墻混凝土強度達到設(shè)計要求后才能進行回填。墻后必須回填均勻,攤鋪平整,填料符合設(shè)計要求。墻后一定范圍內(nèi),不得有大型機械行駛或作業(yè),為防止碰壞墻體,應(yīng)用小型壓實機械碾壓,分層厚度不得超過設(shè)計要求,壓實度大于或等于設(shè)計要求壓實度。
下面以某港8#、9#散貨泊位擋土墻為例,進行擋土墻沉降原因的分析和修補施工,碼頭接岸剖面圖如圖2所示。
圖2 某港碼頭接岸剖面圖
原泥面開挖后,未及時進行沉樁施工,影響了后續(xù)混合倒濾層及塊石回填的施工進度。待沉樁施工完成一部分后,才開始拋石施工,期間經(jīng)過春節(jié),間隔時間較長,造成了回淤和岸坡的坍塌。施工單位拋石前未對泥面進行測量和二次開挖,導(dǎo)致部分拋石底面高出設(shè)計高程。
施工單位拋填塊石時,使用自卸卡車傾倒,施工完成后,未進行夯實或碾壓,導(dǎo)致塊石之間不密實,空隙較大。加載后,出現(xiàn)沉降。
墻后塊石回填后,未碾壓密實,空隙較大?;靥钔练謱雍穸容^大,碾壓遍數(shù)少。
碼頭投入生產(chǎn)后,在擋土墻后方卸貨,卸貨后未及時倒運至堆場,導(dǎo)致墻后長期超載嚴重,造成擋土墻沉降。最大處沉降30cm,碼頭與簡支板伸縮縫開裂達到6cm。碼頭擋土墻沉降情況見圖3。碼頭與簡支板開裂情況見圖4。
圖3 碼頭擋土墻沉降嚴重
圖4 碼頭與簡支板伸縮縫開裂
圖5 擋土墻沉降修補工藝
在對擋土墻做出調(diào)整之前,需對擋土墻的基本情況做出分析,并根據(jù)原設(shè)計圖紙,計算擋土墻上部簡支板的重量,并據(jù)此合理選擇頂升能力合適的千斤頂。對現(xiàn)場沉降量進行觀測,確定擋土墻平均沉降量和最大沉降量,同時,根據(jù)修補之后的預(yù)留沉降量,確定千斤頂?shù)闹ы敺秶?/p>
某港8#、9#散貨泊位碼頭主體工程后沿簡支板擋土墻處沉降較大,經(jīng)測量平均沉降量達到25cm左右,最大沉降量達到30cm。造成簡支板南側(cè)標高低于北側(cè)標高20cm左右。為使簡支板南北兩側(cè)標高一致,保證面板均勻受力,需將擋土墻處標高上提,同時預(yù)留5cm調(diào)整后沉降量。需要修復(fù)的擋土墻長約280m,共26個結(jié)構(gòu)段,其中10.48m結(jié)構(gòu)段15個,重43.23t;12.23m結(jié)構(gòu)段6個,重50.5t;13.42m結(jié)構(gòu)段5個,重55.4t。每個結(jié)構(gòu)段由3塊簡支板構(gòu)成,簡支板之間由板縫及面層鋼筋混凝土澆筑成一個整體,結(jié)構(gòu)段之間設(shè)置上下貫通的伸縮縫。根據(jù)這些情況,選取50t千斤頂,該千斤頂頂程為35cm,每個結(jié)構(gòu)段選取六個千斤頂進行支頂。
為了確保千斤頂能安全穩(wěn)定地支頂簡支板,為千斤頂制作鋼支架,千斤頂放在支架上面。支架采用一定厚度的槽鋼做支腿,上面用鋼板做支座。由于支架需放在擋土墻斜面上,支架必須根據(jù)擋土墻斜面坡度設(shè)計長短腿,確保支架放置在擋土墻斜面上穩(wěn)定。
3.3.1 支架的放置
支架放置在擋土墻底部斜面上后,支架支腿與擋土墻接觸面,需用木楔塞緊 (見圖6)。為了防止在支頂簡支板過程中支架滑移,在支架上設(shè)置斜撐,再用槽鋼將支架與碼頭后邊梁支頂住(見圖7)。
圖6 支架支腿塞入木楔
圖7 千斤頂支架與碼頭固定
3.3.2 千斤頂?shù)姆胖?/p>
根據(jù)實際情況,調(diào)整支架,或在支架頂部增墊木方,盡量使千斤頂?shù)酌嫠?,便于千斤頂?shù)闹ы敗GЫ镯數(shù)捻旤c位置宜選擇簡支板吊點處。
3.3.3 支頂施工
待一個簡支板分段下,所有千斤頂放置完成后,進行支頂?shù)氖┕?。施工前,需要人工將簡支板和碼頭伸縮縫內(nèi)的雜物全部清理干凈,保證伸縮縫處上下貫通。簡支板與后方堆場交接處,開挖溝槽,將回填砂清理到擋土墻頂標高以下,避免在頂板時回填砂流入擋土墻側(cè)。
支頂過程中,需設(shè)專人指揮,確保所有千斤頂同步進行,防止不均勻受力情況發(fā)生。同時,派人觀察簡支板支頂情況,若支頂過程中,相鄰簡支板相互擠壓,導(dǎo)致簡支板破碎,或簡支板出現(xiàn)裂紋,需立即停止施工,并根據(jù)實際情況調(diào)整。
3.3.4 砌筑縫隙
千斤頂將簡支板支頂至相應(yīng)標高后,立即將已經(jīng)預(yù)制好的墊塊放至橡膠支座位置,在墊塊上再放橡膠支座,擋土墻與簡支板之間的縫隙建議采用聯(lián)鎖塊進行砌筑,砂漿勾縫,砌筑高度為橡膠支座底面 (見圖8)。砌筑完成后,在表面涂抹砂漿,防止出現(xiàn)空隙 (見圖9)。
圖8 使用聯(lián)鎖塊和預(yù)制的墊塊砌筑縫隙
圖9 砌筑完成后,涂抹砂漿
墊塊平面尺寸與橡膠支座尺寸相同,墊塊厚度根據(jù)簡支板的不同沉降量相應(yīng)預(yù)制 (墊塊混凝土強度應(yīng)高于擋土墻混凝土強度) ,墊塊內(nèi)配制鋼筋。為了增強墊塊與擋土墻之間的摩擦力,宜選用環(huán)氧砂漿做漿。
3.3.5 墻后回填
所有施工完成之后,同步收回千斤頂,并進行后方堆場回填,同時移動千斤頂至下一結(jié)構(gòu)段,按上述步驟繼續(xù)施工,直至完成所有簡支板的支頂。
(1) 支頂完成后,需在簡支板和碼頭的接縫中填充泡沫板,并在上部填充一定厚度的發(fā)泡劑,防止雜物進入伸縮縫。
(2) 有條件時,宜選用同步液壓式千斤頂,確保支頂同步。(3) 碼頭下方光線較差,施工時需配備足夠的照明設(shè)施,防止出現(xiàn)安全事故。
(4) 施工前,需對施工人員進行技術(shù)交底、安全交底;施工過程中,施工人員必須嚴格穿戴勞保用品及安全帽,并指派專職安全人員、技術(shù)人員現(xiàn)場負責(zé),確保施工人員安全。
總之,高樁碼頭擋土墻造成沉降的原因很多,需要結(jié)合具體情況進行全面排查和分析,從而找出問題所在,進而采用相應(yīng)的支頂施工工藝等進行修補,從而保證項目安全穩(wěn)定運行,全面發(fā)揮應(yīng)有的保障功能。
[1] 王立鵬. 連云港廟嶺集裝箱碼頭擋土墻沉降的現(xiàn)場測定和分析[J]. 水運工程, 2010.
[2] 試析現(xiàn)澆砼重力式擋土墻碼頭施工質(zhì)量控制及部分設(shè)計討論[J]. 中國水運月刊, 2017, 17(5) :186-187.