重力式空心方块码头施工工艺和质量控制措施简述

吴国有(中交二航局第一工程有限公司，湖北 武汉 430012)

重力式空心方块码头施工工艺和质量控制措施简述

吴国有
(中交二航局第一工程有限公司，湖北 武汉 430012)

如何设计重力式方块码头的断面结构形式和通过施工过程中的严格控制，是保证码头质量的关键。文中以沙特达曼港第二集装箱码头一期工程项目为例，介绍了重力式方块码头施工工艺及技术质量控制要点。通过码头断面结构形式的设计优化，在施工中对大体积砼采用温控防裂措施和在中东地区创新采用的码头堆载预压与基床重锤夯实相结合工艺，对确保码头施工质量发挥了重要作用，这对以后类似重力式码头的实施和质量控制具有相应的借鉴参考意义。

重力式方块码头；优化设计；堆载预压与基床重锤夯实联合工艺；大体积砼温控措施

一、工程简介

沙特达曼港第二集装箱码头一期工程位于沙特阿拉伯东部省达曼港内，与伊朗隔波斯湾相望。该项目为设计施工总承包（EPC）模式，项目主要工作内容包含700m码头泊位，800m护岸，总长超过2km的场内联运铁路，后方45万平方陆域吹填和道路堆场施工以及相关的供电、给排水及消防等配套系统施工，13栋用于码头运营管理的房建及设施施工。其中700m码头泊位工程结构形式为重力式空心方块码头，码头工程主要工程量包括基槽挖泥28万方，基床及墙后棱体抛石39万方，预制及现浇砼14.3万方，共预制安装码头方块1583块。本文主要针对码头工程进行研究，其典型断面如下图所示。

码头典型断面

二、主要施工工艺及控制要点

码头施工主要分为基槽开挖及基床施工、方块预制及安装、码头预压和胸墙现浇、码头后方回填施工等几个阶段，其中码头墙身方块为8层砌筑。

1.基槽开挖

开挖采用绞吸式挖泥船开挖，对砂岩等硬层用抓斗式挖泥船配合；采用GPS定位，根据水深情况，设计底标高和船舶性能分条和分层开挖；基槽开挖是关键工序，要求开挖后的基底地质情况与勘探相符，深度及宽度满足设计要求，严格控制超挖。

2.基床施工

（1）基床抛填

抛石前要对基槽断面尺寸、标高及回淤沉积物进行检查；基槽抛填根据GPS测量结果和抛石方格图，采用开体驳在定位船的辅助下定点定量抛填，石料规格10～100kg,基床厚1.5米，分两层进行抛填，每层在粗平后进行夯实。抛填按宁低勿高的原则严格控制标高，以试验段的实测夯沉量作为预留夯沉量的标准，确定最终基床抛石控制顶标高。

（2）基床夯实

基床密实在国外规范中没有明确要求，中东地区通常采用预压和预留的方式。为加速沉降的完成，本工程采用基床重锤夯实联合堆载预压工艺。基床夯实采用2500t方驳上安设50t履带吊施工，夯锤重4～5t,直径1米，高度80cm。夯实施工确保落距H≥4m,考虑水下浮阻力后夯击能至少为166kj/m2。

（3）基床整平施工

基床细平时设三条导轨分两幅整平，导轨下用不同厚度的砼垫块和钢垫板调整标高，使用测量标杆和GPS在基床上找点和确定导轨标高，导轨安装精度要求为标高±10mm,平面位置±100mm。

3.方块预制和安装

（1） 方块预制

建专门的方块预制场，采用定型钢模板预制，控制好砼入模温度，浇筑完成后湿润养护达到7天标准强度后方可起吊，28天标准强度方可安装。

（2） 方块安装与棱体回填

码头方块安装大部分在水下进行，方块定位尤为关键，特别是最底层方块的精确定位，本工程采用水面GPS-RTK+水下倒垂法的定位方法。

方块安装过程也是基床荷载加载预压的过程，安装顺序应考虑到荷载因素。方块安装应与后方棱体回填交替进行，每安装2层方块立即开始后方棱体抛填，直至已安装方块顶面平齐后继续安装上层方块。

4.堆载预压及胸墙施工

（1）堆载预压

为减少码头后期沉降，在胸墙施工前对码头主体使用预制方块堆载的方式进行超载预压。经计算确定预压荷载110KPa,预压区域为码头前沿18.5m范围，每30m一节段进行；卸载标准为沉降稳定且小于2mm/周，并在卸载后持续观察至回弹稳定为止。

（2）胸墙施工

胸墙顶码头面标高为+4.75m,胸墙高度为2.95m,胸墙分段施工一次浇筑，采用分节段跳仓流水施工，低潮时段进行胸墙砼浇筑施工。为减少水化热及胸墙内外温差，选用低水化热波特兰I型水泥，并大量掺用GGBFS以降低水泥用量，搅拌砼加冰降低入模温度。

三、工程质量控制主要技术措施

通过该码头工程经验总结，对重力式空心方块码头质量控制可从几个环节分别采取措施：

（1）合理的设计方案，既是成本控制的重要措施，也是确保工程质量的重要途径。

本工程采用的码头结构设计，充分考虑承包商模板状况及船机设备能力，最大限度地发挥EPC项目的长处，在施工中对设计方案持续优化。

（2）GPS测量定位技术在本工程中的广泛应用

GPS测量定位技术避免了全站仪等传统测量仪器在沙特风沙大、高温潮湿天气、通视条件差等环境因素的限制，既确保了测量精度，也大大方便了施工。本工程从港池疏浚、基槽开挖、基床抛石、方块安装、及胸墙施工等各个环节都大量采用GPS-RTK定位测量技术，保证了工程质量。

（3）基床夯实和码头堆载预压施工工艺的综合应用，对保证码头沉降稳定性效果显著

在本项目中，通过对码头基床进行夯实，并在浇筑胸墙前采取预压措施，加速完成地基沉降变形及墙身方块安装间的缝隙，避免了胸墙沉降裂缝，且保证了码头结构稳定。通过对码头上设置的21个沉降观测点长期观察记录的数据表明，第一年沉降已经基本稳定，1～2年的沉降量仅为1～3mm，2年累计沉降量最大仅为8mm。

（4）高温低湿环境下大体积砼温控措施，是中东地区施工必须面对的一个重要课题

沙特夏季持续时间长，每年的5～10月是典型的高温气候，日平均气温为40℃，午间气温可达到50℃以上，地表温度近80℃。湿度很低一般在45﹪～70﹪。本项目的方块及胸墙采用C50混凝土，且施工贯穿整个夏季，是典型的高标号大体积混凝土施工。

本项目混凝土施工中，采取了优化配合比设计、控制混凝土原材料及入模温度（其中骨料设立遮阳篷和采用水淋粗骨料降温，采用碎冰代替部分拌合水进行混凝土拌合）、胸墙分段跳仓施工、土工布和塑料薄膜双层覆盖养护的措施，是保证工程质量，避免出现温度裂缝的有效措施。

四、结论

在沙特达曼港第二集装箱码头一期工程建设中，通过采用合理的结构型式并在施工中不断优化设计，是保证工程质量的重要途径。严格控制基槽开挖、基床作业、方块预制及安装、胸墙浇筑等关键环节，是顺利完成码头施工的基础。在工程中大量应用GPS定位及控制测量技术、大体积砼温控防裂措施、码头基床夯实与堆载预压相结合工艺，对重力式码头的施工控制及工程质量，起到了关键作用。该工程项目所采取的技术措施，对类似码头工程具有一定的借鉴参考意义。

[1]邱驹 港工建筑物[M] 天津：天津大学出版社，2002

[2]涂诚军.浅谈重力式码头施工质量及进度控制要点[J].中国水运（下半月）,2012,12(1):127-128.

[3]JTS-167-2-2009, 重力式码头设计与施工规范[S] 北京：人民交通出版社，2009

[4]ACI305R-99 Hot Weather Concreting [S]

[5]朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温度控制[M] 北京： 中国电力出版社，1999

TU75

B

1007-6344（2016）04-0242-01