重力式碼頭工程施工難點(diǎn)及質(zhì)量控制

陳坤盛

(廈門(mén)市海路港建設(shè)集團(tuán)有限公司)

0 引言

在我國(guó)港口及碼頭建設(shè)中，重力式碼頭是一種比較常見(jiàn)的碼頭結(jié)構(gòu)，具有堅(jiān)固耐用、使用方便的優(yōu)勢(shì)，可以承受更大的船舶荷載。并且，重力式碼頭工程的施工流程比較簡(jiǎn)便，施工進(jìn)度快，效益比較高。如今，相關(guān)地區(qū)航運(yùn)產(chǎn)業(yè)的大型船舶越來(lái)越多，而重力式碼頭工程也呈現(xiàn)大型化、深水化趨勢(shì)。所以，有必要對(duì)重力式碼頭工程的施工難點(diǎn)進(jìn)行分析，再采取有效的質(zhì)量控制策略，保證施工質(zhì)量。

1 重力式碼頭特點(diǎn)

1.1 自然氣候環(huán)境的影響

在港口、碼頭的工程建設(shè)中，施工現(xiàn)場(chǎng)幾乎都是位于海邊，這意味著重力碼頭工程必然會(huì)受到海邊復(fù)雜的氣候環(huán)境的影響。比如在我國(guó)廈門(mén)地區(qū)，海邊常年多雨、大風(fēng)，給重力式碼頭工程的施工造成較大的干擾。另外，海邊復(fù)雜的水文條件也會(huì)影響碼頭基礎(chǔ)工程的建設(shè)。比如在大體積的混凝土施工中，一方面要避免海水對(duì)混凝土的凝結(jié)造成影響，另一方面還要考慮當(dāng)?shù)剌^大的氣候溫差對(duì)混凝土溫控工作的影響[1]。

1.2 具體地理環(huán)境的影響

重力式碼頭工程擁有特殊的構(gòu)造特點(diǎn)，在實(shí)際施工中，重力碼頭的地基結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量至關(guān)重要。為了滿(mǎn)足這一點(diǎn)，一方面要選擇地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較可靠的位置修建基礎(chǔ)工程，另一方面還需要選擇堅(jiān)硬的砂石料作為地基工程的主要材料。顯然，重力式碼頭的施工往往會(huì)受到具體地理環(huán)境的影響，需要相關(guān)人員結(jié)合地理位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件，做好工程設(shè)計(jì)和針對(duì)性的施工方案設(shè)計(jì)。

1.3 碼頭施工的獨(dú)立特性

與其他工程類(lèi)型不同，碼頭工程在建設(shè)環(huán)境、工程構(gòu)造等方面的特點(diǎn)，都意味著需要采取針對(duì)性的施工方法開(kāi)展施工工作。比如，重力式碼頭工程的岸壁主要是采用混凝土工藝進(jìn)行施工，而碼頭構(gòu)件規(guī)模和體量都比較大，需要采取更特殊的混凝土結(jié)構(gòu)及施工方式。加上絕大多數(shù)碼頭基礎(chǔ)工程的維修保養(yǎng)難度較大，更需要從施工角度確保其穩(wěn)定性和耐久性。另外，重力式碼頭工程的拋石基床要按照分層施工的方法，確保每層充分夯實(shí)與整平，以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這些特點(diǎn)的存在，意味著工程施工設(shè)計(jì)、施工工藝、施工管理需要做到科學(xué)合理[2]。

2 重力式碼頭施工中面臨的主要問(wèn)題

2.1 基槽回淤問(wèn)題

在重力式碼頭工程的施工過(guò)程中，由于受到特殊地理環(huán)境和水文環(huán)境的影響，在基槽開(kāi)挖的過(guò)程中，會(huì)有大量的淤泥進(jìn)入基槽之中。如果不進(jìn)行有效預(yù)防和及時(shí)處理，回淤沉積問(wèn)題將越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致后續(xù)工程受到影響。而影響更大的是，當(dāng)基床夯實(shí)作業(yè)以及拋石施工完成之后，工程結(jié)構(gòu)中由于上層會(huì)與沉積物重量超過(guò)一定限度，會(huì)導(dǎo)致潛水員的工作受到巨大干擾，也不利于基床憑證工作的開(kāi)展。另外，由于大量淤泥的存在，會(huì)導(dǎo)致基床地步和墻體之間的摩擦系數(shù)大幅度降低，對(duì)整個(gè)碼頭工程埋下質(zhì)量及安全隱患。

2.2 軌道位移

在重力式碼頭工程施工之中，工程結(jié)構(gòu)體發(fā)生沉降和位移現(xiàn)象是比較正常的，但是需要將該沉降位移量控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，否則就會(huì)對(duì)工程后續(xù)的使用造成不利影響。比如，在重力式碼頭工程施工進(jìn)度較快的情況下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)碼頭后提軌道沉降超限以及位移過(guò)快等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的研究發(fā)現(xiàn)，這是由于設(shè)計(jì)施工時(shí)，碼頭前軌位于胸墻之上，導(dǎo)致施工過(guò)程的結(jié)構(gòu)主體不明確，進(jìn)而導(dǎo)致受力平衡性不足，發(fā)生位移。另外，一些碼頭的軌道間也會(huì)出現(xiàn)位移、沉降等問(wèn)題，這些現(xiàn)象會(huì)引發(fā)局部積水過(guò)多的問(wèn)題，影響碼頭功能。

2.3 拋填偏低

拋填施工是重力式碼頭基礎(chǔ)工程的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際施工當(dāng)中，如果拋填高程過(guò)低，則需要根據(jù)海水潮汐規(guī)律選擇合適的時(shí)間開(kāi)展施工。部分碼頭工程的施工中，設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)人員的溝通不足，加上沒(méi)有組織圖紙會(huì)審，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境、棱體材料類(lèi)型選擇合適的施工方式，導(dǎo)致拋填棱體頂高程過(guò)低，最終影響施工質(zhì)量。當(dāng)然，按照潮汐規(guī)律進(jìn)行施工的情況，也會(huì)導(dǎo)致工程施工受到環(huán)境的影響較大，不利于施工進(jìn)度的保障。

3 重力式碼頭工程施工質(zhì)量控制

某碼頭工程位于廈門(mén)市，碼頭包括一個(gè)一萬(wàn)GT 汽車(chē)滾裝泊位以及一個(gè)五萬(wàn)GT 的汽車(chē)滾裝泊位，工程的水工、配套設(shè)施按照七萬(wàn)GT 汽車(chē)滾裝船預(yù)留。該工程是廈門(mén)市重要港口工程，承擔(dān)該地區(qū)未來(lái)國(guó)際貿(mào)易的水運(yùn)任務(wù)，其中重力碼頭工程投資3.8 億。在該工程施工中，施工單位在以下幾個(gè)方面采取了科學(xué)的施工工藝和合理的管理機(jī)制，確保了工程施工質(zhì)量。

3.1 加強(qiáng)基槽挖泥控制

針對(duì)本重力式碼頭工程的施工，在基槽挖泥施工環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況選擇了合適的施工船型。作為重力式碼頭的基礎(chǔ)，基槽質(zhì)量與碼頭工程穩(wěn)定性、耐用性息息相關(guān)。為此，施工單位嚴(yán)格根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃，對(duì)開(kāi)挖深度、寬度進(jìn)行了控制，將超寬和超深幅度嚴(yán)格控制在了2m 和0.3m 以?xún)?nèi)。同時(shí)，施工單位重點(diǎn)對(duì)基槽開(kāi)挖工序驗(yàn)收工作進(jìn)行了控制。具體來(lái)講，基槽驗(yàn)收的關(guān)鍵在于評(píng)估基槽平面位置是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為此，本工程技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)要求畫(huà)圖，針對(duì)基槽測(cè)圖按照1:500 的比例進(jìn)行畫(huà)圖。然后，按照5m 一條斷面?zhèn)染€、1m 一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的方式，為測(cè)量工作打下基礎(chǔ)。另外，因?yàn)榛刍赜俪练e物有較大的流動(dòng)性，疏浚施工的必要性不言而喻。本工程委派專(zhuān)業(yè)小隊(duì)對(duì)上層0～2級(jí)淤泥進(jìn)行清理，然后進(jìn)行基槽開(kāi)挖。通常情況下，如果要進(jìn)行疏浚施工，則有必要按照從基槽向港池的方向進(jìn)行清淤，可有效減少基槽回淤量。最后，還需要采用拋石工藝，確?；A(chǔ)穩(wěn)定性。拋石施工前，要組織專(zhuān)業(yè)潛水團(tuán)隊(duì)全面檢查回淤情況，并檢查基槽標(biāo)高是否符合標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)一般為基槽內(nèi)含水率＜150%，以及回淤沉積物厚度＜0.3m。拋石施工應(yīng)當(dāng)采用專(zhuān)業(yè)設(shè)備，控制好石料體積和拋石角度、速度，避免對(duì)基槽工程造成破壞。

3.2 軌道位移質(zhì)量控制

當(dāng)重力式碼頭工程建設(shè)完成之后，沉降、位移現(xiàn)象比較普遍，隨著重力式碼頭的體量越來(lái)越大，這種沉降位移量進(jìn)一步擴(kuò)大，如果超過(guò)限度，將會(huì)給工程造成安全隱患。對(duì)此，本工程施工單位在施工中在碼頭后軌軌道梁中設(shè)置樁基，同時(shí)施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)軌道前后的沉降量進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后在后續(xù)施工中為沉降、位移量預(yù)留一部分的空間。同時(shí)，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致重力式碼頭出現(xiàn)沉降、位移的原因，還包括基槽底部土質(zhì)問(wèn)題。如果重力式碼頭工程建設(shè)位置底部的土層過(guò)于松軟，沒(méi)有達(dá)到工程基礎(chǔ)建設(shè)要求，那么隨著構(gòu)筑體在施工進(jìn)程中的重量越來(lái)越大，沉降、位移是必然發(fā)生的。為此，在施工之前，本工程技術(shù)人員充分考察了基槽底部的土質(zhì)，對(duì)不符合要求的土質(zhì)進(jìn)行處理，確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。另外，如果通過(guò)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可以鋪砌一層穩(wěn)定層，等到碼頭主體結(jié)構(gòu)沉降趨于穩(wěn)定，再制作混凝土大板，可進(jìn)一步提升碼頭構(gòu)筑穩(wěn)定性。

3.3 拋填棱體質(zhì)量控制

在JTJ290－98《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》之中，相關(guān)條文對(duì)減壓棱體、結(jié)構(gòu)形式以及相關(guān)材料工藝進(jìn)行了明確。在實(shí)際施工中，要選用塊石或相關(guān)材料，確保棱體頂高程質(zhì)量符合要求。在重力式碼頭的拋填棱體施工環(huán)節(jié)，本工程技術(shù)人員適當(dāng)抬高了棱體高程的高度，具體是抬高至胸墻端路面底部臺(tái)階的頂高程位置。另外，技術(shù)人員在操作設(shè)備將棱體拋至確定的頂高程后，對(duì)高度進(jìn)行了測(cè)量和明確，再依照該高度進(jìn)行胸墻施工。該過(guò)程當(dāng)中，施工人員按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)布置相關(guān)設(shè)備，大幅度降低了胸墻施工難度，確保工程按照既定進(jìn)度要求推進(jìn)。值得一提的是，得益于棱體頂高程的適當(dāng)升高，達(dá)到了不錯(cuò)的減壓效果，可以有效保證重力式碼頭工程的施工現(xiàn)場(chǎng)的秩序，規(guī)避了大量的安全隱患。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著如今我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及國(guó)際貿(mào)易持續(xù)發(fā)展，港口建設(shè)工作備受重視。重力式碼頭作為目前十分熱門(mén)的碼頭工程施工方法，在復(fù)雜的施工環(huán)境下面臨著多種干擾因素，同時(shí)在當(dāng)今碼頭工程體量越來(lái)越大的情況下，施工單位面臨著較大的施工挑戰(zhàn)。為此，施工單位應(yīng)當(dāng)深入分析重力式碼頭工程施工中面臨的難題，對(duì)容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，再綜合現(xiàn)代工藝以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕す芾頇C(jī)制，確保重力式碼頭工程施工質(zhì)量、進(jìn)度和安全性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)地區(qū)的水運(yùn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。