浅谈重力式码头基础施工

李春林?彭钟

摘 要 本文简要介绍了重力式码头的一些特点，着重对重力式码头的基础处理四个步骤的施工要点进行概述，并对每个步骤中不同方法的适用性进行简要描述。

关键词 重力式码头；基槽挖泥；基床抛石；基床夯实；基床整平

重力式码头，即靠结构自身及其填料的重力保持稳定的码头，按墙身结构分类，有下列几种：块体结构、沉箱结构、扶壁结构、大圆筒结构、格形钢板桩结构、现浇混凝土结构和浆砌石结构、混合式结构。重力式码头一般由基础、墙身、墙后回填和码头设备等组成。重力式码头具有坚固耐久、抗冻性能好、施工进度快、工程造价低、维修费用少等优点，在内河、沿海均有广泛应用。目前我处的海口航保工作船码头改建工程采用的就是重力式沉箱码头的方案，如下图。

重力式码头的施工工序图

由于重力式码头是依靠自身重量维持稳定，对地基承载能力有较高的要求，基础的质量将直接影响到整个工程的质量、工期、费用等方面。而且码头基础位于水下，施工中的质量控制和完工后的质量检测相对困难。所以基础的处理是重力式码头建造过程中一项非常关键的工作，主要涵盖了基槽挖泥、基床抛石、基床夯实、基床整平四个步骤[1]。

1 基槽挖泥

基槽开挖一般采用挖泥船进行。在选择挖泥船时，要对自然环境条件、工程规模、开挖精度和挖泥船技术性能等因素作综合分析，选择可作业的、能满足工程要求的且挖泥效率高的挖泥船。当地基为岩基且不危及邻近建筑物的安全时，根据岩石风化程度，可直接用抓斗式挖泥船挖除，或水下爆破后再用抓斗式挖泥船清渣。地基为砂质及淤泥质土壤宜采用绞吸式挖泥船（部分绞刀头也可挖岩石、珊瑚礁）开挖，地基为黏性土或松散岩石宜采用链斗式、抓扬式或铲斗式挖泥船。此外，在外海进行基槽开挖作业时，应选择抗风浪能力强的挖泥船，在已有建筑物附近进行基槽开挖时，应选择小型挖泥船。

基槽开挖施工前要复测水深，核实挖泥量，开挖深度较大时宜分层开挖，每层开挖高度应根据土质条件和开挖方法确定。为保证断面尺寸的精度和边坡稳定，对靠近岸边的基槽，也需分层开挖，每层厚度根据边坡精度要求、土质和挖泥船类型确定。挖泥时，要勤对标，勤测水深，以保证基槽平面位置准确，防止欠挖，控制超挖。挖至设计标高时，要核对土质。对有标高和土质“双控”要求的基槽，如土质与设计要求不服，应继续下挖，直至相应土层出现为止。

2 基床抛石

基床抛石有水上抛石和陸上抛石两种方法，毗邻岸线的基床可以采用挖掘机、装载机等机械设备配合进行陆上抛石。在离岸较远且与岸不相连的基床，基本都采用水上抛石。水上基床抛石又分为人力抛填和抛石船抛填两种方法，人力抛填是用民船或方驳运输石料，通过人工或简单的起重设备将石块抛填到指定位置，现已较少使用，目前常采用抛石船抛填。为保证精度，抛石开始前要设立好导标，做好抛石船驻位工作。一般纵向设置基床的中心导标和顶面的坎肩边导标，横向设分段标，根据安排的分段施工顺序，抛石船依导标定位。当基床抛石需作密实处理且基床较厚时，需分层抛填分层密实。

基床抛石前要对基槽断面尺寸、标高及回淤沉积物进行检查，并在抛石前进行试抛，通过试抛，掌握块石漂流与水深、流速的关系。当采用开底驳和倾卸驳抛时，要掌握块石堆扩散情况，以选定始点位置和移船距离。为避免漏抛或抛高，要勤测水深，对于需要夯实的基础一般还需预留抛石层厚度的10%～15%左右作为预留夯沉量。基床抛石顶面按照宁低勿高原则不得超过设计高程[2]。

3 基床夯实

基床夯实主要有两种方法，一是重锤夯实法，即用抓斗挖泥船或在方驳上安设起重机（或卷扬机）吊重锤的方式进行夯实作业。一般采用纵横向相邻接压半夯每点一锤，并分初、复夯各一遍，一遍夯四次。这种方法好处在于设备相对简单，也不需要额外向公安部门办理爆破许可证等手续。缺陷是施工效率较低，超过两米厚度就需要分层夯实，且为了防止倒锤或偏夯影响夯实效果，每层夯实前还需要对抛石面层适当整平。同时抛石船遇到风浪较大的天气也会严重影响夯实效果。二是爆炸夯实法，即通过在水下块石或砾石地基和基础表面布置裸露或悬浮炸药包，利用水下爆炸产生的地基和基础震动，使地基和基础得到密实。这种方法的好处在于施工效率较高，分层夯实的厚度最大可以为十二米，布药起爆的施工速度比重锤夯实要快得多，爆夯对抛石基床的整体密实效果也比锤夯好。缺陷是手续较烦琐，报建时就需要在环保、结构、安全方面进行专项评估，施工时需要提前办理爆破许可证、火工用品购买许可证等，施工时还要对安全距离内的船舶和人员进行清场。总的来说，如果基床厚度较薄，工期充裕，施工区周边建筑船只较多的情况下建议使用重锤夯实法。基床较厚，工期较短，施工区较为偏僻则应考虑爆炸夯实法。

4 基床整平

为了使基床能均匀承受上部荷载的压力，必须进行基床顶面和边坡表面的整平工作。水下基床整平根据表面标高偏差的精度要求分为粗平（±150mm）、细平（±50mm）、极细平（±30mm）。

基床粗平一般采用水下整平船进行施工，整平船通常由方驳改装而成，方驳船边伸出两根工字钢（或钢轨）作为刮道支架，支架外端安装滑轮，用重轨刮道通过滑轮悬吊在水中，在刮刀两端系以测深绳尺，以此来控制刮道高程，施工时，整平船就位，按照整平标高用滑车控制刮道下放深度，并根据水位变化随时调整，潜水员以刮道底为准，按去高填洼的原则进行整平，边整平边移船，压茬向前进行。

基床细平和极细平除了采用水下整平船外，还要在基床面安设导轨控制精度。导轨在基床两侧各埋入一根，搁置在事先已安设好的混凝土垫块上，垫块的间距为5～10m，垫块与导轨之间通过垫不同厚度的钢板将导轨顶标高调节到基床的整平标高。潜水员将重轨刮道放置在导轨上，按与基床粗平类似的方式向前进行整平。

5 结束语

重力式码头的基础处理是码头建设中极为重要的一环。对于码头的主体结构而言，沉箱、方块等部件的预制都在陆上，施工质量相对来说比较容易控制。而基础位于水下，对于施工质量的控制要求更高。在施工过程中，施工单位一定要严格按照规范要求做好每一个步骤，以确保码头完工后的质量符合设计要求。

参考文献

[1] JTS167-2-2009.重力式码头设计与施工规范[S].北京：中国标准出版社，2009.

[2] 本丛書编委会.港口与航道工程管理与实务[M].北京：中国建材工业出版社，2004：79.