重力式码头方块安装质量缺陷的防治分析

李 坤 杨建宏

(1.中交二航局第一工程有限公司，湖北武汉 430012; 2.浙江省大成建设集团有限公司，浙江杭州 310012)

0 引言

重力式码头方块采用自下而上的常规安装方式，由于恶劣的自然条件，施工机械性能缺陷，以及潜水员经验欠缺等因素的影响，使预制构件安装后常常出现贯穿裂缝、缺角，错牙偏大，变形缝宽窄不齐，结构尺寸偏差过大等质量缺陷。降低了结构的安全性、稳定性以及观感质量，影响了工程的功能使用和美学要求。此外，治理质量缺陷不仅需要增加相应费用，而且延误工期，对后序施工造成影响。

本文从具体的工程实例出发，阐释了本人对方块安装质量缺陷的特征、成因、危害以及防治成果的总结，为以后类似工程实践提供参考。

1 工程概况

沙特Ras Al Khair港5号，6号泊位项目位于沙特东侧海岸线的Ras Al Khair半岛，5号，6号泊位均为重力式码头，由常规段和异型段组成。其中常规段每段长28 m，35个结构段，每段9层方块;异型段长20 m～27.5 m不等，3个结构段，分别为5层，7层，9层方块(见图1)。单个方块宽度为 1.60 m ～2.14 m，长度为7.7 m ～13.1m，高度为1.5m 和2.1m，重量为 61 t～102 t(见图2)。

图1 重力式码头断面图

图2 重力式码头方块立面图

2 方块安装质量缺陷特征及工程危害

重力式码头方块为钢筋混凝土预制构件，自下而上砌筑而成，接缝较多且构件尺寸较大，水下安装过程中常遇基底软土层分布不均，并伴随有沙尘暴、高温、昼夜温差大等恶劣环境气候影响，施工难点多，处理不当容易导致质量缺陷，工程危害性大。

2.1 质量缺陷特征

重力式码头方块的安装缺陷主要表现如下:1)相邻方块顶面高差偏大，错牙过大;2)变形缝宽窄不齐，存在不连续不垂直现象;3)预留孔洞位置偏差过大;4)轴线位置偏差大［1］。

2.2 工程危害

由于相邻预制构件高差不一，错牙过大，局部采用垫块整平等方式处理后，施加荷载后会产生应力集中，增加附加弯矩，容易导致方块出现裂缝、边角破损等现象，降低了结构的安全稳定性、耐久性。同时，质量缺陷的治理，需要投入相关的人力、物力等资源，增加了项目成本的开支，而且治理过程延误后序施工工作，对项目进度计划的执行效果产生影响。此外，结构物外观尺寸的较大偏差，影响了工程的观感质量，不符合美学要求。

3 方块安装质量缺陷成因分析

由于重力式码头方块构件安装的施工工艺特点，以及在作业人员、机械设备、施工材料、环境条件和管理等因素的共同作用下，方块安装质量问题的主要成因可归纳为预制构件质量、基槽处理、作业人员综合素质和专业技术能力等方面。

3.1 预制构件质量缺陷

方块采用钢筋混凝土预制构件，由于模板尺寸偏差，骨料含泥量、碱活性等指标过大，混凝土用水泥不符合要求，未掺入外加剂或掺量不符合要求等，以及构件制作过程中混凝土入模温度或里表温差过高，振捣方式或振捣设备性能缺陷，混凝土构件养护不当，脱模过早等原因，都会形成预制钢筋混凝土构件尺寸偏差、表面气泡、裂缝等质量缺陷。运至施工现场的成型方块构件，如果缺乏相关保护措施，也会形成预制构件质量缺陷。这些缺陷会导致结构的受力情况以及外观尺寸发生变化。

3.2 基槽处理

基槽处理是方块构件安装工序的施工要点，当基槽底部软土处理不当，基槽夯实度以及表面平整度不满足要求时，方块结构沉降不均，相邻方块之间便会存在高差。随着高差量的持续增加，会造成上层方块面倾斜，上下层方块构件局部接触，结构受力后形成应力集中，增加附加弯矩荷载。如果上部加载过大时，还会造成方块构件裂缝或破损，降低了结构的安全稳定性。

3.3 方块构件外表面积渣

上层方块安装前，应将下层方块表面淤泥、小碎石等渣物清理干净。特别是抛石施工过后，浮泥杂质厚，如不及时清理方块表面直接安装，容易致使上下层方块面产生水平缝隙或倾斜悬空，改变结构的受力情况，甚至造成上部墙体构件和胸墙开裂，影响结构的耐久性。

3.4 测量定位偏差

方块水下安装定位常采用水下基准线法、前沿线参照物控制法、水上基准线法、测量架(杆)定位法、延伸线定位法等。这些方法“受船机设备、自然条件及测量定位工艺影响”［2］，测量数据常会出现一定偏差，安装定位的准确度难以得到有效控制。安装定位的较大偏差，也是导致质量缺陷的重要因素之一。

3.5 作业人员的综合素质和专业技术能力缺陷

少数作业人员缺乏相关专业技术知识，业务能力较弱，且对于项目部下达的指令产生误解或工作时带有负面情绪，不认真完成作业任务，使方块安装的质量难以保证。此外，潜水员主要凭借个人经验进行水下作业，再加上外界恶劣的天气情况，往往容易出现安装精确度低，安装质量失控的局面。

4 方块安装质量缺陷防治

方块安装质量采用主动控制结合被动控制的方式，预先分析项目目标偏离的可能性，拟订和采取预防措施，以促使目标得以实现。同时，管理人员对目标的实施进行跟踪，发现问题时，找出偏差，寻求和确定治理方案，落实、检查纠偏措施实施情况，使得计划目标一旦出现偏离就能得以纠正。

4.1 主动控制

根据控制或纠正措施的信息来源不同，控制可分为前馈控制和反馈控制。主动控制则是一种前馈控制，实施方块安装质量的主动控制，可以采取以下措施:

1)详细调查外部施工环境条件，研究分析保证方块安装质量的各种有利和不利影响因素，为确定针对性措施方案提供依据。2)识别风险，全面、系统的识别可能导致方块安装质量的缺陷或事故，加以归类后，对质量缺陷、事故发生的可能性或损失后果进行分析与评估，为质量计划方案的拟定提供依据。3)制定科学、完善、可行的质量计划方案，明确并实施方块安装质量的预控措施，消除各种干扰因素对计划产生的影响，降低或避免风险事件的发生，保障项目的实现能有足够的时间、空间、人力、物力和财力余量，从而使项目质量控制处于主动地位。4)建立有效的信息流通渠道，加强各职能部门信息的收集、整理、分析和研究工作，为预测项目的未来发展状况，提供全面、及时、高效的信息支持。

4.2 被动控制

被动控制是一种反馈控制，是项目质量控制的重要手段，也是经常采用的控制方式。实施方块安装质量的被动控制，应注意以下要点:

1)严把进场材料质量关。采用现代化管理方法和手段，测试、检查预制构件的外观质量和物理力学或化学性能等指标参数，满足规范和设计要求后，才可进行施工。

2)严抓基槽处理过程。项目部职能部门应跟踪、检查基槽底淤泥等软土的处理情况，防止基槽回淤。严禁漏夯，保证基床抛石及夯实度满足要求，避免出现基床抛石厚度过大和夯实不均匀的情况。

3)测量作业尽可能的选在无风或风小的时间进行，减小恶劣天气、海况等自然环境条件对测量数据的不利影响。固定并避免碰撞测量架(杆)，增加测点数和测量遍数，平均分摊测量偏差，减少累计误差。

4)预制方块时，在规范允许的尺寸偏差额度内，应适当减小方块宽度及马鞍尺寸。适当减小方块宽度有利于结构段长度的控制，而减小马鞍尺寸有利于降低错牙等情况对上层方块安装的影响。

5)方块安装过程中，严格控制方块顶面平整度，对顶面有局部突起的方块需进行打磨处理。马鞍处收面应平直、不能起拱，马鞍根部与顶面衔接处应平直无突变，对偏位部分进行凿除、修复。方块侧面平顺无突起，底面平整且表面无碎石、浮泥等杂质。

6)做好施工前的技术交底工作，提高作业人员的风险防范意识和能力。贯彻落实项目质量管理制度，明确作业任务和岗位职责，同时加强作业人员间的交流与协作，提升作业人员的综合素质和专业技术能力。

5 结语

通过方块安装质量的主动与被动控制手段的运用，本工程方块倾斜度、前沿错牙量、节段长度等指标参数都满足规范和设计要求，且安装效率相比一期工程有大幅提高(见表1)。

表1 一、二期方块安装进度对比表

加强信息化施工，建立有效的信息反馈机制，研究和分析质量目标偏差情况，以便及时采取措施予以纠正，保证工程项目实体、使用功能价值和美学要求得以较好实现。

［1］王云国，杨卫东.重力式方块码头构件安装偏差过大缺陷防治［J］.水运工程，2007(6):27-29.

［2］练学标，孟相国.重力式码头方块安装定位技术［J］.水运工程，2009(10):165-168.

［3］昌红霞，柳 光.重力式码头胸墙裂缝质量通病的防治［J］.水运工程，2007(6):33-40.

［4］JTJ 203-2001，水运工程测量规范［S］.

［5］JTJ 221-98，港口工程质量检验评定标准［S］.

［6］JTS 257-2008，水运工程质量检验标准［S］.

［7］JTJ 268-96，水运工程混凝土施工规范［S］.

［8］JTS 167-2-2009，重力式码头设计与施工规范［S］.