重力式码头施工常见问题及对策

2013-08-15林京德

科技视界 2013年1期

林京德

（江门航道局，广东江门529030）

当前我国的水运事业获得了飞速的发展，各个港口码头纷纷扩大自己的规模以应对日益增加的水运需求，随着重力式码头正在向大型及深水化方向发展，工期的要求也越来越紧迫，重力式码头在施工中出现了一些问题，笔者就施工实践中遇到的几个问题作一些初步分析探讨，以供参考。

1 重力式码头施工中的常见问题

1.1 基槽回淤情况严峻

施工时，在开挖基槽的施工活动完毕之后，回淤的速率严重高于正常标准，导致在很短时间内回淤沉积物便堆积起来，严重超过了相关规范规定的回淤沉积物数量标准。情况严重时，潜水员需要对基床实施整平分析，但是因为基床的上层回淤沉积物数量过多、重度过大，常常导致潜水员无法正常开展工作。综合众多的工程实践，具有较大槽深并且未能有效疏浚清除周围海域的0 级、1 级以及2 级淤泥类土是导致基槽回淤情况严峻的重要原因。《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290-98）和《港口工程质量检验评定标准》（JTJ221-98）均非常明确地规定了回淤沉积物问题，因此，应该根据上述两种规范，及时有效地疏浚和清除回淤沉积物。回淤沉积物具有很大的危险性，对重力式码头工程最为严重的不利影响就是降低基床和墙身之间的摩擦系数，直接威胁整个码头工程的安全。

1.2 抛填棱体顶高程过低影响工程的整体进度

由于抛填棱体顶高程过低的缘故，在施工的过程中常常需要借助涨潮的时机来施工，工程的整体进度因此来延误。减压棱体的断面尺寸以及棱体设置方面在《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290-98）当中均用着非常明确的规定，依照该规范的相关规定，应该依照当地的材料情况以及结构型式，通过技术经济比较的方式来确定减压棱体的断面尺寸以及棱体设置情况。抛填棱体的材料可选用块石或当地产量大、价廉、坚固、质轻、内摩擦角大的其他材料。棱体顶面高出预制安装墙身不应小于0.3m。可以看出，规范只对棱体顶面高程的低限做出了规定，而对高限并没有做出要求。事实上，设计人员往往千篇一律地把棱体顶面高程设计为预制安装墙身顶高程加上0.3m。这主要是施工技术人员与设计人员缺乏沟通，没有根据当地的棱体材料状况和工程实际进行技术经济综合比较所致。把棱体顶面高程设计为上述高程的弊端主要是：棱体和倒滤层施工不能够全天候作业而只能趁潮施工，工程进度大受影响。有时为了赶进度而不得不大量增加水上抛石量，从而使工程投资增加。由于胸墙施工也要趁潮作业，因而二者相扰严重；为了减少干扰，有时又不得不在海侧设置施工船机设备来施工胸墙，不但增加了作业难度同时也增加了工程投资。

1.3 码头主体位移与沉降变形

码头主体位移与沉降变形主要表现为：位于码头前沿轨间的混凝土大板出现了程度不同的沉降现象和位移问题，最终致使码头的前沿出现了比较严重的积水问题。综合众多的工程经验来看，重力式码头主体以及填筑材料发生位移和沉降几乎是必然发生的。主体和填筑材料的位移和沉降必然会导致码头前言的混凝土大板出现位移和沉降问题，最终导致积水问题。一旦发生位移和沉降问题，则很难进行必要的维护和处理，这主要是因为轨间混凝土大板的设计强度非常高，而且通常配置有配筋以及护边角钢等。

1.4 码头前沿的装卸设备出现位移和沉降问题，装卸设备的正常运行受到影响

对于采用重力式结构形式的码头而言，出现位移和沉降的问题几乎是难以防止和避免的，并且前提的施工进度越快，则在后续的使用过程中出现位移和沉降的情况就越是明显。装卸装置的前轨安装在码头的胸墙上面，一旦码头主体发生位移和沉降，则前轨也会随之一起位移和沉降。后轨轨道梁和码头主体之间的距离太短，如果采用夯实法对后轨轨道梁地基进行处理，则有可能威胁码头主体的稳定性和安全性；另外，采用桩基法不具有可行性，主要是因为需要桩基需要穿过数量巨大的抛填棱体以及倒滤层。因此，常常导致后轨轨道梁后期的位移和沉降问题非常严峻，诸多的工程实践显示，后轨轨道梁后期的位移和沉降累计可以40cm 左右，严重威胁装卸设备的正常使用。

2 解决上述问题的对策

2.1 基槽回淤情况严峻的解决对策

如果出现了基槽回淤情况严峻的问题，通常采用的补救措施是利用绞吸式挖泥船进行疏浚和清除，不能够采用斗式挖泥船进行疏浚和清除，主要是因为回淤沉积物具有很大的柔软性和流动性。但是在出现该问题以前便高度重视、科学规划才是解决基槽回淤情况严峻的最佳对策。在事前的科学规划方面，项目策划组织者首先应该安排进行必要的、有效的疏浚施工作业，争取在最大程度上清除上层的0 级、1级以及2 级淤泥类土；而后，在有效清除淤泥类土之后，再依照相关规范和工程实际情况进行基层开挖和施工。如果疏浚工程施工滞后于基槽开挖工程，则应该在疏浚工程开始之后为了降低基槽的回淤速率，需要合理安排由“基槽→停泊水域→港池”的顺序渐次施工。

2.2 抛填棱体顶高程过低影响工程整体进度的解决对策

在工程当地的棱体材料价格不是很高的情况下，将棱体顶高程适当抬高，建议抬高至胸墙断面陆侧最下一级台阶顶高程处。这样，基本上可以实现棱体和倒滤层全天候作业。抛至确定的顶高程后，再以此为“跳板”来施工胸墙，可布置起重和混凝土施工机械，堆放模板、钢筋等材料，使胸墙施工的作业难度降低，作业时间大大增加，从而大大加快工程进度。由于棱体顶高程抬高了，也增大了减压效果。

2.3 码头主体位移与沉降变形的解决对策

有鉴于重力式码头非常容易出现混凝土大板位移和沉降的问题，而码头主体以及填筑材料的位移和沉降又无法避免，建议先进行铺砌面层的施工，等待码头主体以及填筑材料的位移和沉降情况稳定之后，将铺砌面层拆除，然后在进行混凝土大板的施工。另外，综合考虑使用需要以及装卸作业的要求，和使用单位沟通达成一致之后，可以放弃混凝土大板的施工。

2.4 码头装卸设备沉降的解决对策

当后轨轨道梁正下方位于抛填棱体和倒滤层断面范围以外或只是穿过抛填棱体和倒滤层坡脚处时，后轨轨道梁宜采用桩基。如轨距30m 的岸桥后轨、抛填棱体和倒滤层断面尺寸较小的小型码头轨距10.5m 后轨。如果后轨轨道梁既不允许使用夯实法，又不允许使用桩基法，则可以从以下几个方面进行改进：

第一，考虑到建成后装卸生产期间轨道调整的施工难度和造成的损失，经过综合技术经济比较后，将沉箱宽度加大，使后轨轨道梁正下方投影全部或大部分位于沉箱或卸荷板上。

第二，对装卸装置的前轨和后轨的位移与沉降情况，尤其是变化规律进行分析，借此可以在码头面层以及后轨轨道梁的施工时候提前预留适当的位移量和沉降量。通常在保证装卸设备能够安全运行、可靠运行的大前提下，应该保证位移量和沉降量预留的越大越好。除此之外，还应该对轨道槽的宽度进行加大处理，借此来保证发生位移和沉降问题之后，能够将前轨轨距和后轨轨距调整成为标准的轨距；当然，除以上措施外，还应该适当地加大防风拉索之间的间距以及锚碇台座的宽度。

第三，在轨道型式方面，应该选择比较容易调整的型式，不能够选择钢轨下钢垫板利用胶泥和与轨道进行紧密梁粘接的型式或者将钢轨焊接联成整体的型式等等一些很难进行调整的轨道型式，特别是对于那些已经预见到轨道不可避免地出现位移和沉降情况的工程，更加应该如此。