重力式方塊碼頭基床處理的施工技術(shù)

曹瑜 中核港航工程有限公司

1.工程概況

某碼頭工程包含碼頭前沿50m以內(nèi)的一切建筑均屬碼頭工程，其工程內(nèi)容包括：開挖基坑、拋石基床、扶壁結(jié)構(gòu)、空心方塊結(jié)構(gòu)、15—50m范圍內(nèi)的開山土石、泊位端部護岸工程、前沿50m以內(nèi)的碼頭面層等工程。船塢下段的水工建筑采用預(yù)制平衡式扶壁空心方塊形式，扶壁、方塊都安裝于拋石基礎(chǔ)上。

2.基床拋石

該項目在基礎(chǔ)上進行了分層拋填、分層打夯，一次完成拋填、分層打夯。在基床上，拋石量為2988.8m，投石量較小，需要一次成形，確保一次完成。擬投入下列設(shè)備：300t的平板船1艘；1臺PC200（放置在一艘定位板船上）；2 條300t的電動平板船；還有一只20t的運輸船。

2.1 基床拋石測量控制

基床上的拋石方法是以船位為定位方法，而定位船則是以縱向標(biāo)定方式進行控制，而縱橫標(biāo)則是在海底挖掘物的基礎(chǔ)上進行加密。利用水鎖測量標(biāo)高。

2.2 基床拋石施工順序

在基床上，對每一層進行2m的基床施工，采用錘擊技術(shù)進行加固。根據(jù)碼頭的長度，從西到東，根據(jù)開挖的先后次序進行基床的拋石。

2.3 基床拋石的施工

2.3.1 試拋施工

在正式施工之前，選取典型地段進行試樁（典型施工），并確定水流對塊體的影響，并通過實測資料進行分析、歸納，最終確定基礎(chǔ)底板邊線處拋石的起始和移動距離，以供正式施工參考。

2.3.2 正式施工

投石員按照相應(yīng)斷面的層高和相應(yīng)的頂面寬度，指揮著定位船進行拋石作業(yè)，測量員將相應(yīng)的樁號記錄下來，投石者在摸清拋石前的水深時，要記住“寧低勿高”的原則。拋出一艘船后，方駁沿著碼頭的軸線移動2m，在確定了偏差后，再進行拋擲。在板船卸貨后，測量員在這個時候?qū)毒幪柶?，以便于下一艘船的對接?/p>

2.3.3 基床拋石的質(zhì)量控制

①對地基進行拋石的石料，其規(guī)格嚴(yán)格控制在10-100公斤以內(nèi)，級配優(yōu)良，新鮮，不含片狀，不含風(fēng)化、水銹、粘土及其他有機物。石材的強度必須達(dá)到飽和狀態(tài)下50Mpa以上，在投入之前，必須將樣品遞交給現(xiàn)場工程師，如有需要到料場進行實地考察，獲得批準(zhǔn)。②在地基上拋石之前，要先查看地基是否發(fā)生了改變，如果有，則按照現(xiàn)場工程師的指示進行處理。③拋石地基的頂面高度和寬度要符合設(shè)計要求，而分層拋填的底板上、下界面要注意防止回淤，而對拋石基底板的頂標(biāo)高度進行控制，不得超過0.5m。如果有任何問題，必須按照現(xiàn)場工程師的要求進行處理，直至工程師對此感到滿意為止。

3.基床夯實

該項目的地基基礎(chǔ)壓實采用了重錘法進行夯實，而在2m以上的拋石層則要進行分層加固。

3.1 基床夯實測量

在地基基礎(chǔ)上，采用了打夯船縱、橫標(biāo)對標(biāo)的方法。縱、橫標(biāo)的排列可以采用拋石縱、橫標(biāo)?；埠粚嵃磼伿樞蛴晌飨驏|。圖1為夯點布置圖。

圖1 夯點布置圖

3.2 基床錘夯密實的施工

（1）在進行夯擊之前，要與現(xiàn)場技術(shù)人員共同檢查每一層的平整程度，當(dāng)?shù)鼗装甯叨瘸^0.3 m時，必須進行平整。

（2）在錘打之前，應(yīng)先進行一次試驗，以確定夯擊的次數(shù)，然后由現(xiàn)場工程師每隔1m左右選定具有代表性的場地，每隔1m分層夯實時，就應(yīng)在分層處的應(yīng)力擴展線上增加1m，長度為10m。在試驗區(qū)域內(nèi)，選擇三個剖面，每一段每米處的夯沉量進行觀測，并計算其平均數(shù)。在觀察時，要先進行一次夯擊，然后再進行二次夯擊，直到達(dá)到所需要的條件。在土方試驗和觀察的基礎(chǔ)上，確定土方工程的夯擊數(shù)，當(dāng)土方土方開挖后，土方開挖的實際夯擊數(shù)為土方開挖的土方。船機、夯錘設(shè)備及作業(yè)方式等，均須符合正規(guī)施工情況，并經(jīng)現(xiàn)場工程師同意。

（3）在夯擊過程中，采取了鄰壓半夯和初夯兩次夯的施工工藝，如圖2 所示。為了防止地基出現(xiàn)局部的凸起和漏夯，錘的數(shù)量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的施工人員或試驗人員來決定?；A(chǔ)層壓實時，壓實寬度以扶壁前指加1m、后加1m為宜，分層壓實時，壓實寬度以壓實部位的每一條加寬1m為宜。圖2為夯實工藝示意圖。

圖2 夯實工藝示意圖

（4）錘夯基礎(chǔ)底板的每錘沖擊能不少于150KJ/m，在地基基礎(chǔ)表面的標(biāo)高低于設(shè)計高度50cm時進行補拋補夯處理，直到現(xiàn)場工程師滿意。

3.3 基床夯實的質(zhì)量控制

（1）分段夯實時，搭接長度不得少于2m，在夯實之前，對部分高差30cm以上的地基進行平整，并按設(shè)計要求進行夯實；（2）在夯實后，當(dāng)填土面積超過1/3方塊底面并一般超過0.5m時，必須進行補夯，在地基頂面進行補拋，然后用夯錘進行平整，基床頂部預(yù)留10cm和0.5%的坡度；（3）地基夯實的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是：在地基基礎(chǔ)上包括在碼頭地基基礎(chǔ)區(qū)域內(nèi)，對任意選擇5m以上的一段進行復(fù)夯，其平均沉降量不超過30mm；（4）根據(jù)試驗夯擊地基的實際密實沉降量數(shù)據(jù)，對預(yù)留的密實沉降量進行調(diào)整；（5）地基處理完畢后，要與施工人員配合，盡早對地基進行平整，以防淤泥沉淀。

4.基床整平

各區(qū)段地基應(yīng)在基礎(chǔ)上進行加固，并經(jīng)過現(xiàn)場工程師的同意，方可對各區(qū)段的地基進行平整?；舱椒譃闃O細(xì)、細(xì)、普細(xì)、粗四個等級，每一方（扶壁）前、后趾各增加70cm，其余為細(xì)。

4.1 導(dǎo)軌布設(shè)

根據(jù)基床的夯實次序，按一定的程序進行平整，以避免出現(xiàn)回泥，在完成了一個半扶墻的基礎(chǔ)后，立即進行扶壁的安裝?；舱巾敇?biāo)高：地基打?qū)嵑?，按?guī)定預(yù)留沉降量和倒坡度，同時基床整平標(biāo)高。深導(dǎo)尺的制造加工：用直徑為ф100mm、ф80mm和ф40mm三種不同規(guī)格的鍍鋅鋼管進行變徑焊接，頂部焊接接頭螺栓與GPS 衛(wèi)星接點相連接。根據(jù)基礎(chǔ)床頂標(biāo)高，分別對兩種標(biāo)高進行-11m標(biāo)高和15m的測深導(dǎo)尺進行加工。

整平導(dǎo)軌在基床的軸線上布置，總共3條，每條軌道間隔16m，在中部設(shè)置一條軌道，一次下道的長度不小于60m。在基礎(chǔ)床的整平區(qū)，在基礎(chǔ)床的水平方向上，在基床的邊緣和中心線上，按縱向方向排列混凝土塊體（見圖3），其縱向間隔為4.5m。在下墊塊的時候，首先要測量基礎(chǔ)的標(biāo)高，然后再計算出墊塊的頂面是否應(yīng)該升高或者下降，然后用GPS進行定位，測量墊塊的位置，用水平儀觀察和指示，直至墊塊的頂部標(biāo)高達(dá)到規(guī)定的高度。

圖3 基床整平方塊布置示意圖

在混凝土方塊布置完畢后，進行軌道鋪設(shè)，軌道間距為8m，置于已安裝的混凝土塊體上，在模板和軌道之間填充不同厚度的鋼板，以調(diào)節(jié)軌道的高度。兩條軌道的接頭處可以共用一個墊片，兩個軌道的接觸面高度差不超過10mm，在軌道測量合格后，要用石頭把墊片和軌道固定好，防止在整平的時候發(fā)生滑落，如果軌道中部有一個高點，必須仔細(xì)清除。

在鋪設(shè)完畢后，對軌道進行復(fù)測，如果軌道標(biāo)高差小于±10mm，則視為符合規(guī)定，否則應(yīng)重新布置。導(dǎo)軌安裝完畢并經(jīng)復(fù)驗合格后，應(yīng)將袋裝碎石堆砌在兩端的周圍，以確保軌道連接的穩(wěn)定性。圖4為導(dǎo)軌布置示意圖。

圖4 導(dǎo)軌布置

4.2 整平船下料

整平船用方駁改裝，并配備小反鏟。在GPS輔助定位和駐位完成后，按照潛水人員的要求，采用手工或小型的反鏟，在下料時，應(yīng)根據(jù)水位的變化和水流的方向，為下料提供精確的位置。喂料是用反鏟來完成的。

4.3 整平

基床整平使用方駁定位、喂料、潛水人員輔助簡易手工工具，在水下下鋼軌、拉刮道、手工鋪石料、進行基床平整。鋼軌采用Φ100 m m密封鋼管軌，刮道采用雙層12號槽鋼密封刮道，墊片采用300×300×100mm的混凝土預(yù)制塊。為了實現(xiàn)表面的微調(diào)，需要配置一些直徑為Φ200＊200mm，厚度為5-20mm的鋼質(zhì)襯墊?；驳恼椒秶牵呵澳_趾和后墻0.5m。在鋼軌檢測合格后，潛水員要用石子或砂袋把墊片和軌道固定，防止在整平時發(fā)生傾覆或沉陷。整平的船在臨時的碼頭，整塊的整平船都是用自卸的。下路時，方駁與碼頭前線平行，基床整修后，方駁與碼頭海岸線垂直。在鋼軌上的標(biāo)高確認(rèn)達(dá)到規(guī)定后，再進行調(diào)整。

一般情況下，對大塊石頭之間不平坦的部位采用二塊石頭；二塊石塊之間不平的部位，用砂礫填實，其厚度不得超過50mm。下料員應(yīng)服從潛水員的指示，按規(guī)定的地點下料。平底船和潛水員都處于水平面的前方，潛水員在水下用小鏟子鏟平，以保證砂礫足夠，但不能浮出水面?；A(chǔ)床的平整范圍不能低于規(guī)范要求（前腳趾和后墻各增加50cm），基礎(chǔ)床頂面的斜率必須滿足設(shè)計要求，整平驗收合格后，將刮板鋼軌收回。

5.結(jié)語

綜上所述，重力式方塊碼頭在我國的港口建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是隨著碼頭規(guī)模的擴大和深水化趨勢，地基承載能力的需求也隨之增加。通過一個具體的工程實例，詳細(xì)地分析了重力式方塊式碼頭地基的施工方法和技術(shù)措施，保證了該項目的順利完成，并為今后的水運工作創(chuàng)造了有利的條件。