碼頭建設(shè)項目中碼頭工程施工技術(shù)要點分析

林晨敬

（中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

“十三五”期間，我國加大了港口碼頭基礎(chǔ)建設(shè)，為碼頭航運提供了堅實的基礎(chǔ)設(shè)施保障。但是因碼頭建設(shè)項目建設(shè)工期較長、施工環(huán)境高度復(fù)雜、所用材料品種繁多、施工技術(shù)多樣，極易出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，對碼頭工程施工質(zhì)量造成了較大的不利影響。因此，探索碼頭建設(shè)項目碼頭工程的施工技術(shù)要點，對于碼頭建設(shè)項目基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量控制具有非常重要的意義。

1 碼頭建設(shè)項目

景德鎮(zhèn)市魚山碼頭建設(shè)工程位于江西省景德鎮(zhèn)市區(qū)西南方向昌江航道魚山樞紐至凰崗樞紐航道，上游距離魚山樞紐3.0km，下游距離沙嘴頭大橋2.5km，后方毗鄰207 省道。項目包括良港作業(yè)區(qū)、義城作業(yè)區(qū)兩個作業(yè)區(qū)，兩個作業(yè)區(qū)建設(shè)內(nèi)容如表1。

表1 項目建設(shè)內(nèi)容

碼頭建設(shè)項目共需完成1480 根灌注樁、6.4 萬m3現(xiàn)澆構(gòu)件、3.7 萬m3預(yù)制構(gòu)件等建設(shè)任務(wù)。工程總投資126625 萬元，總工期為24 個月。

2 碼頭建設(shè)項目碼頭工程的施工條件

2.1 自然條件

碼頭工程建設(shè)環(huán)境處于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為17.8℃，極端最高氣溫為41.8℃，極端最低氣溫為-10.9℃。夏季為偏南風(fēng)，冬季為偏北風(fēng)，全年最大風(fēng)速為3.0m/s，7 月份到9 月份偶發(fā)臺風(fēng)，伴隨5-7 級強風(fēng)與暴雨。地區(qū)年均降雨量為 1805mm， 年最大降雨量為2400～2860mm，降雨集中在前夏梅雨時期（5 月、6 月、7 月），易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。地區(qū)多年雷暴日為59.2 天，多出現(xiàn)在炎熱夏季或春夏之交。

碼頭建設(shè)項目碼頭工程場地為剝蝕丘陵、河流階地。其中剝蝕丘陵地形高低變化幅度較大，相對高差在23m 以上、58m 以內(nèi)；而河流階地地形高低起伏不大，相對高差在20.0m 以上、33.0m 以內(nèi)。水域因前期采砂活動影響至水地標(biāo)高變化較為顯著，最低高程為-1.50m。工程覆蓋層為第四系河流相沖積層、殘坡積層以及下伏基巖，具體如表2 所示。碼頭工程水位受上游、下游水利樞紐的直接控制，設(shè)計高水位為重現(xiàn)期10 年一遇洪水位（▽27.14m），設(shè)計低水位為正常蓄水位（▽17.3m）。區(qū)域波流為昌河，屬饒河水系，全長244.5km。

表2 工程地質(zhì)

2.2 現(xiàn)場條件

工程現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，一作業(yè)區(qū)內(nèi)有大量樟樹、墳?zāi)?，另一作業(yè)區(qū)內(nèi)有多條排水溝橫穿港區(qū)與昌江相連，同時地下埋設(shè)循環(huán)水管、天然氣管道、10kV 高壓線，對清表、堆場作業(yè)提出了較大的挑戰(zhàn)。工程周邊無砂石料開采場，需從外采購運輸，市場中材料、設(shè)備齊全，可以基本滿足施工要求。因碼頭建設(shè)項目預(yù)制構(gòu)件量較大，且場地狹長限制，已事先建設(shè)預(yù)制場，分別用于預(yù)制水平撐、靠船構(gòu)件、系梁構(gòu)件以及預(yù)制梁、板構(gòu)件。

3 碼頭建設(shè)項目碼頭工程的施工技術(shù)要點

3.1 岸坡施工

在碼頭建設(shè)項目碼頭工程岸坡施工過程中，岸坡開挖需與樁基配合，依據(jù)從上層到下層的順序，開挖平臺。開挖時需要從碼頭后沿入手，朝向碼頭前沿開挖。待樁基施工完畢后，開挖對應(yīng)的樁基平臺，平臺距離樁帽底部1.0m[1]。進而開始樁帽澆筑以及樁帽施工平臺開挖，促使樁帽施工平臺與岸坡結(jié)構(gòu)底層相連接。

具體操作時，由于作業(yè)區(qū)泊位現(xiàn)場標(biāo)高在+21.5m～+23.0m 之間，可以依據(jù)+22.0m 的標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)，開展就地整平作業(yè)。在整平處理后、開挖前，將一條截水溝設(shè)置在坡頂，避免雨季水流反復(fù)沖刷岸坡。同時沿著碼頭后沿線，挖制一個深×寬×厚為0.40m×0.30m×0.12m 的磚砌水泥漿排水溝，排水溝與岸坡頂邊界距離5.0m，底部需放坡0.4%±0.1%，便于沉淀后將水引入河內(nèi)。排水后，技術(shù)人員應(yīng)沿著開挖面兩側(cè)邊緣外0.40m 布置樁位，直線段樁位間隔20.0m，平曲線段樁位間隔10.0m。在樁位布置完畢后，利用2 臺挖掘機+1 臺鏟車，或者2 臺炮頭機，從上層到下層分層進行土方、巖層開挖，煤層高度為3.0m。同時將防護圍欄設(shè)置在坡頂位置，距離邊坡1.5m，并利用綠色網(wǎng)布+沙袋防護邊坡，避免邊坡土體滑落。

3.2 樁基施工

在碼頭建設(shè)項目碼頭工程樁基施工過程中，根據(jù)案述碼頭建設(shè)項目碼頭工程φ1200mm 樁基特點，技術(shù)人員可以選擇旋挖鉆機+沖孔鉆機施工模式，在整平施工平臺的基礎(chǔ)上，完成鋼護筒埋設(shè)作業(yè)。同時完成鉆機定位、鉆機成孔，終孔后需進行第一次清孔，第一次清孔后吊裝鋼筋籠并安放聲測管、導(dǎo)管。進而開始第二次清孔，清孔后，技術(shù)人員可進行砼澆筑以及混凝土樁基檢測。具體施工工藝如圖1。需要注意的是，在施工平臺整平環(huán)節(jié)，為保證灌注樁施工區(qū)域?qū)嶋H標(biāo)高自始至終在樁頂標(biāo)高以上，技術(shù)人員應(yīng)事先開展土方開挖至標(biāo)高+20.5m。進而開展密實碾壓、平整處理作業(yè)，若標(biāo)高較低，則分層回填土體后密實碾壓，為灌注樁施工提供良好的條件；而在鋼套筒埋設(shè)操作之前，技術(shù)人員應(yīng)選擇Q345B 鋼板卷進行圓筒焊接，形成內(nèi)徑為1.2m、厚度為12mm 的沖孔樁鋼套筒[2]。進而利用履帶吊、振動錘，將其埋設(shè)到強風(fēng)化層，并進入岸坡開挖面2.0m 以內(nèi)；在沖孔操作前，技術(shù)人員應(yīng)事先開挖長×寬×深為7.0m×3.0m×1.2m的泥漿池，便于浮渣、護壁。在泥漿池準(zhǔn)備完畢后，技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)1.0m 的進尺標(biāo)準(zhǔn)，在鋼套筒下3～4m 位置進行開孔；開孔結(jié)束并通過泥漿分離器清孔后，技術(shù)人員可以分節(jié)制作鋼筋籠，每節(jié)長度在8.0m～12.0m 左右。制作完畢后，利用吊車分節(jié)緩慢吊放到孔內(nèi)，經(jīng)直螺紋接頭機械連接。進而清孔至泥漿黏度小于20s、含砂率小于2%，準(zhǔn)備水下混凝土灌注，灌注坍落度需控制在18.00～22.00cm 左右。

圖1 樁基施工工藝

3.3 鋼筋施工

碼頭工程鋼筋施工需要在原材料質(zhì)量確認(rèn)無誤的基礎(chǔ)上，進行鋼筋加工棚內(nèi)半成品加工、堆放、運輸。常見的鋼筋半成品主要有節(jié)點現(xiàn)澆構(gòu)件、碼頭樁帽、橫梁等。運輸?shù)浆F(xiàn)場后，技術(shù)人員可以根據(jù)設(shè)計圖紙進行現(xiàn)場綁扎、架立以及焊接，焊接后進行砼墊塊放置。其中在綁扎時，為保證綁扎穩(wěn)定性，技術(shù)人員需要將強度等級大于主體構(gòu)件砼強度的墊塊設(shè)置在鋼筋骨架上，并利用4φ20 鋼筋，進行鋼筋籠頂、外護筒以及支撐架、鋼筋馬鐙焊接，如圖2 所示。如圖2 所示，在鋼筋綁扎操作時，技術(shù)人員需借助鋼筋定位架，依據(jù)箍筋與主筋呈90°、箍筋彎鉤疊合位置交錯布置的原則，進行操作。并在保證綁扎鐵絲向里彎的同時，嚴(yán)格控制鋼筋接頭數(shù)量、接頭機械性能。一般鋼筋綁扎接頭需要經(jīng)搭接焊設(shè)置為單面焊縫、雙面焊縫，單面焊縫長度大于等于10 倍的鋼筋直徑，雙面焊縫長度大于等于5 倍的鋼筋直徑，且焊接長度偏差在-15mm～+5mm 之間。

圖2 鋼筋綁扎

3.4 模板施工

在碼頭建設(shè)項目碼頭工程模板施工過程中，根據(jù)現(xiàn)澆構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)澆節(jié)點處理需求差異，技術(shù)人員需要進行鋼模板、木模板的施工，包括鋼抱箍/鋼管柱安裝、槽鋼鋪設(shè)、格柵木及底板鋪設(shè)、鋼筋綁扎、側(cè)模立設(shè)、模板傾斜度調(diào)整等幾個環(huán)節(jié)。在抱箍支撐底模操作過程中，技術(shù)人員應(yīng)將其安裝在鋼制套筒、立柱上方，并增設(shè)橡膠護墊，同時利用高強螺栓完成連接，提高連接穩(wěn)固性；而在鋼管立柱底模安裝時，技術(shù)人員應(yīng)選擇系梁或樁帽上方進行支撐安裝，進而將立柱布置在現(xiàn)澆構(gòu)件下方，單榀鋼管立柱連接形式為槽鋼剪刀式。單榀鋼柱連接完成后，可以利用方木、工字鋼、竹膠板進行底模系統(tǒng)布置。對于樁帽側(cè)模，技術(shù)人員可以選擇單片高度×長度為1.2m×2.4m 的組合定型鋼模板，經(jīng)M24 螺栓設(shè)置2道拉桿，并將φ25mm 鋼管套入橫梁中間部分。同時將L80×80mm 豎向角鋼設(shè)置在端部，完成側(cè)模支設(shè)。依據(jù)同樣的方法，可以進行立柱側(cè)模操作。在側(cè)模操作完畢后，技術(shù)人員可以進行模板傾斜度的調(diào)整，保證模板傾斜度誤差小于規(guī)范要求（1.0mm）。

3.5 砼施工

碼頭建設(shè)項目碼頭工程砼施工涉及了立柱、樁帽、系梁等多個部件，具有結(jié)構(gòu)形式多、數(shù)量大的特點。根據(jù)多工作面作業(yè)要求，技術(shù)人員應(yīng)選擇50t 履帶吊與25t 汽車吊配合的形式，進行現(xiàn)澆件吊卸。同時在商混攪拌站、混凝土攪拌車、泵車的配合下，完成砼施工。對于高度達1.2m 的樁帽，技術(shù)人員可以先由岸側(cè)向江側(cè)分層澆筑0.8m（每層0.3m 左右），在混凝土強度達到設(shè)計要求80%后安裝走道板、系梁。進而進行剩余0.4m 的一次性澆筑成型；對于預(yù)制構(gòu)件，技術(shù)人員可以利用門機吊斗，依據(jù)由一端到另外一端的順序，循序投料。對于部分高度較大的構(gòu)件，可以分層澆筑，每層厚度0.3m 左右。澆筑作業(yè)完成后，技術(shù)人員可以分層插入式振搗。振搗時，振搗棒、模板之間距離大于10.0cm、小于15.0cm，振搗點與點之間的距離在10.0cm 以上、15.0cm 以下，持續(xù)振搗15.0s 左右，振搗間隔在60min 以內(nèi)。

3.6 預(yù)制施工

碼頭建設(shè)項目碼頭工程預(yù)制施工涉及了靠船構(gòu)件、水平撐、斜撐、系梁、預(yù)制面板、橫縱梁等構(gòu)件，類型較多、數(shù)量較大，技術(shù)人員可以根據(jù)構(gòu)件大小，利用180t 履帶吊與50t 履帶吊配合的方式，完成預(yù)制件安裝。在預(yù)制件安裝前，技術(shù)人員可以在江側(cè)設(shè)置構(gòu)件安裝平臺，標(biāo)高為+19.0m～+26.0m。+18.3m 標(biāo)高下原狀表層土全部清除并換填為強風(fēng)化巖層，經(jīng)20t 壓路機碾壓密實后鋪設(shè)土層，鋪設(shè)厚度為0.50m。進而再次鋪設(shè)強風(fēng)化巖，鋪設(shè)厚度為0.5m?；蛘咪佋O(shè)2.5cm 厚、承載力大于180KPa 的鋼板。在安裝平臺設(shè)置完畢后，利用180t履帶吊，依據(jù)碼頭橫縱梁安裝、碼頭軸面板安裝的順序，完成大型構(gòu)件安裝。利用50t 履帶吊，依據(jù)靠船構(gòu)件安裝、橫向系梁安裝、走道板鋪設(shè)、縱向系梁安裝、斜撐安裝、系梁安裝、水平撐安裝的順序，完成小型構(gòu)件安裝。整個過程中，技術(shù)人員應(yīng)與測量人員配合，嚴(yán)格控制邊線、標(biāo)高與端頭線。以靠船構(gòu)件安裝為例，技術(shù)人員應(yīng)事先放出構(gòu)件安裝線，依據(jù)構(gòu)件前邊相互順直、外沿立面垂直的原則，進行構(gòu)件對位，并調(diào)整底模槽鋼平整度，調(diào)整后穿入φ10mm 實心鋼棒，完成安裝。

3.7 現(xiàn)澆施工

在現(xiàn)澆施工前，技術(shù)人員依據(jù)設(shè)計軸線、標(biāo)高進行復(fù)核，確認(rèn)無誤后，處理預(yù)埋外露鐵件。即將鐵件表層粘附砂漿清除，并涂油保護。同時在砼沖擊鉆的幫助下，向預(yù)制板上搭設(shè)深度達50.0mm 的孔。將φ14mm 鋼筋插入孔內(nèi)，固定槽鋼支架，并在側(cè)懸掛細鋼絲網(wǎng)片與標(biāo)高條鋼筋緊密貼合，經(jīng)拉絲牢固綁扎，完成模板支立。進而以兩側(cè)支立側(cè)模為模板，在清理面層松散砼、其他雜物的基礎(chǔ)上，由一端向另外一端，分區(qū)、分塊、分條澆筑。并以鋼絲網(wǎng)片為分界，進行護輪坎、面層交界位置的澆筑，降低水平施工縫出現(xiàn)概率。澆筑后，家屬人員可以利用振搗棒初步振搗。利用提漿機粗平后，沿著行走軌道，再次振搗，利用磨光機完成細平。進而依據(jù)坡順、面平的標(biāo)準(zhǔn)，利用鋼護筒來回滾動壓制，完成表面拉毛。進而利用薄膜密封覆蓋，覆蓋后鋪設(shè)土工布保濕養(yǎng)護至砼強度達到2.5MPa，一般養(yǎng)護時間在2 個星期以上。

3.8 駁岸施工

碼頭建設(shè)項目碼頭工程駁岸施工需要在抽水至常水位以下的基礎(chǔ)上，從江側(cè)朝向岸側(cè)進行理坡、鎮(zhèn)腳、土工布鋪設(shè)、碎石墊層設(shè)置以及砼護面安裝。需要注意的是，在鎮(zhèn)腳操作時，技術(shù)人員應(yīng)將構(gòu)件安裝平臺作為臨時圍堰，開挖基槽并安裝模板，模板安裝后澆筑砼并養(yǎng)護；而在土工布操作前，技術(shù)人員應(yīng)進行現(xiàn)場雜質(zhì)清理，特別是有損土工織物的凹凸形雜質(zhì)。進而選擇450g 無紡?fù)凉げ?，依?jù)岸坡形成順序，由坡腳朝向坡頂順序鋪設(shè)，保證鋪設(shè)寬度大于等于6.0m，搭接寬度大于等于1.0m。并進行袋裝砂的及時壓載，保證土工布鋪設(shè)穩(wěn)定性。在碎石墊層設(shè)置時，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合堤身形成順序，以坡腳為出發(fā)點，以坡頂為終點，在小型鏟車、小型挖車配合下，均勻鋪設(shè)碎石墊層。并每間隔8.0m 進行1 對里程標(biāo)的設(shè)置，為理坡提供依據(jù)。進而技術(shù)人員可以選擇平臥預(yù)制法，將砼地坪、定制鋼膜分別作為底胎模、外模，整體式澆筑振搗。預(yù)制后技術(shù)人員可以利用小型挖掘機、人工配合的方式，多人同時從下層到上層安裝螺母塊。

3.9 砼擋墻及附屬施工

砼擋墻操作需要在墊層澆筑以及底層鋼筋綁扎的基礎(chǔ)上，進行埋件安裝。埋件安裝后支立底層模板，為底層混凝土澆筑做好準(zhǔn)備。底層混凝土澆筑完畢后，進行混凝土養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護強度到達后，拆除模板并進行面層施工。整個過程中所用模板為大面鋼桁架模板，需要在全站儀的幫助下，進行模板前沿線控制，并利用螺栓、夾橡膠三角條處端模與前后沿模板，為混凝土澆筑提供良好的條件。在模板操作完成后，技術(shù)人員可以選擇跳倉澆筑+分層下灰振搗方法，從外側(cè)到內(nèi)側(cè)，布置梅花狀振搗點，振搗點之間的距離在0.30m以內(nèi)，振搗棒與模板呈90°，快速插入、緩慢拔出，連續(xù)振搗至混凝土表面出漿[3]。在砼擋墻操作完畢后，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙要求，進行泊位的450kN 系船柱、350kN 系船柱、400H 拱形豎向橡膠護舷（2500/2700mm）、300H 拱形豎向橡膠護舷（2000mm）以及鋼軌的安裝。在安裝前，技術(shù)人員應(yīng)對預(yù)埋件位置準(zhǔn)確與否、底標(biāo)高進行檢查。確認(rèn)無誤后，將附屬件放置在設(shè)計位置，對位后擰緊螺母并將瀝青砂灌注到螺栓孔內(nèi)。同時打磨涂刷防銹漆，提高附屬件強度。

結(jié)束語

綜上所述，在碼頭建設(shè)項目碼頭工程施工過程中存在蜂窩、孔洞、露筋、縫隙、缺棱掉角、表面不平整等薄弱環(huán)節(jié)，在依據(jù)設(shè)計方案有序開展岸坡、樁基、鋼筋、模板、砼、預(yù)制、現(xiàn)澆、駁岸、砼擋墻與附屬施工的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)注重各個環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點管控，夯實工程施工基礎(chǔ)，保證碼頭建設(shè)項目總體施工質(zhì)量，為國家航運事業(yè)發(fā)展提供支持。