浅谈淤泥质基础条件下重力式码头施工心得

【摘 要】淤泥质基础条件下的重力式码头施工较一般情况下的重力式码头施工存在更多的困难因素，如施工过程中易产生基槽回淤、基础持力层存在远期沉降、墙后回填施工易造成挤淤等。与此同时，重力式码头的适用性和耐久性又是码头结构形式的最优方案，这就需要我们在施工中解决以上技术上的难题。

【关键词】淤泥质基础；基槽回淤；远期沉降；挤淤；

1引言

在我国北方，淤泥质基础条件下的码头结构形式选择主要有高桩码头和重力式码头两种，高桩码头主要适用于淤泥质及软质覆盖层较厚的情况，如丹东港等。重力式码头则适用于淤泥质覆盖层下有限深度内，有能够作为基础持力层的情况，大连的庄河港就是这种情况。重力式码头在码头适用性和耐久性方面均优于高桩码头，加之在辽宁省内多个港区均以沉箱重力式码头结构形式为主，其施工工艺成熟，所以沉箱重力式码头仍是当地码头结构形式的首选。如果要在淤泥质基础条件下进行重力式码头施工，回淤、沉降、挤淤等技术问题就需要有效解决。

2背景

大连港庄河港区将军石作业区201#～204#泊位位于辽宁省大连市庄河市，该处地质主要为滨海堆积层和残积层，主要包括淤泥、粉质粘土、砂层、粘性土、砾混粉质粘土、片麻岩及花岗片麻岩。从上到下各底层分部情况为原泥面标高0.5米，淤泥层平均厚度3.2米，第一层粉质粘土（软弱）平均厚度5.7米，中砂层平均厚度2.7米，粗砂层平均厚度2.6米，第二层粉质粘土（致密）平均厚度5.9米。基槽开挖设计底标高-18.4米，持力层为第二层粉质粘土。

3施工技术难题及解决

问题一、大区回填挤淤形成的基槽回淤问题

庄河港将军石作业区201#～204#泊位工程码头堆场陆域纵深500米，由于工期紧迫，在前方沉箱基槽开挖的同时，进行陆域回填。由于陆域回填按照设计要求直接在淤泥上回填，势必造成淤泥扰动，被挤成淤泥包，淤泥包随着潮汐的淘刷，流态淤泥即泥水混合物流入基槽，逐渐沉积后形成回淤。

针对施工中发生的这一情况，工程项目建设单位及时组织召开了专家会议。专家提出针对目前由于后方回填已经造成挤淤，并致使基槽发生回淤的情况，可以在已形成的淤泥包和基槽之间设置挡淤墙，阻止淤泥随潮汐流入基槽内，挡淤墙可以采用土石围堰的形式。但是，经参建单位研究认为挡淤墙费用过高，而且在淤泥上填筑土石围堰势必在围堰前方继续形成挤淤。后经我部提议，并与设计单位沟通，并经建设单位同意，最终决定采取在基槽陆域侧边坡上开挖减淤平台的方式，解决回淤问题。原设计方案中，从基床底标高至原泥面采用一次放坡，回淤解决方案中采用从基床底标高放坡至-5m标高后挖一50米宽的平台，再向上放坡至原泥面。减淤平台的设置有效的解决了基槽回淤问题，并且增加的挖泥工程量有限，很好的解决了因大区回填造成的挤淤问题。

问题二、清淤问题

由于大区回填的挤淤以及风浪影响形成的基槽回淤，经过测量平均厚度已经达到3～4米，状态为流态淤泥逐渐沉积形成的高比重泥水混合物。回淤物必须全部清除，否则对码头工程质量将产生严重影响。

本工程持力层为第二层粉质粘土，开挖工艺采用大功率绞吸挖泥船直接开挖至持力层，对基槽回淤物，经研究直接采用绞吸船进行二次开挖，绞吸船挖除清淤物效率很高，但是对二次清淤，无法保证无残留，而且绞吸清淤后，抛石前产生的少量回淤物无法使用绞吸船进行清淤。针对这种情况，我部结合以往施工经验，自行研制装配小型吸泥船进行局部清淤。吸泥船采用高压射水，真空泵吸取泥水混合物的方式清淤，清淤效果良好。

问题三、码头远期沉降、位移控制

由于本工程持力层为粉质粘土，码头沉降不仅包括基床正常密实产生的沉降量，也包括持力层随着上部荷载作用产生的远期沉降。位移方面，由于本工程处于淤泥覆盖层较厚区域，墙后回填易产生挤淤，造成墙后土压力偏大，带来更大的前沿线位移。

对于码头沉降问题，我部联系设计单位根据粉质粘土层厚度和上部设计荷载、结合地址报告，对远期沉降量进行了核算。在按照估算沉降沉降值进行沉降预留的同时，码头胸墙施工采取分层砼浇筑，将胸墙上部20公分范围内的混凝土采取二次浇筑工艺，由于上层混凝土浇筑量小，可以待整个码头38段胸墙底层全部浇筑完成后，在短期之内将上层砼浇筑全部完成。这样即可以满足胸墙施工进度需求，又可以为码头提供更长的沉降期，使得码头的实际沉降消化期可以达到3个月以上，大大改善了码头的沉降问题。

对于码头前沿线位移问题，根据以往施工经验和本工程实际，实际施工中我部采用水上抛填棱体、二片石、倒滤层后水抛一部分墙后回填料后，打通陆域与前方相连接的道路，在从墙后向大区方向进行大面积回填，对于基床处残留的淤泥形成从南向北，从沉箱向陆域的挤淤效果，尽量消除淤泥对墙后产生的土压力，但是挤淤效果不能够保证全部淤泥都被挤走，少量的残留势必会存在，淤泥质基础条件情况下的重力式码头墙后土压力肯定较非淤泥质地质条件下的情况要大，所以我们在施工中，决定预留更大的基床倒坡，沉箱前后趾高差按照10公分预留，沉箱前沿线向前沿线内侧预留5公分。从墙后回填完成后前沿线偏差变化情况来看，倒坡和沉降的预留都非常符合我部对码头位移的預期。

问题四、大区回填挤淤形成淤泥包问题

由于本工程淤泥覆盖层较厚，大区回填时及时进行了方格网施工，也不能保证回填覆盖层厚度，如果继续推进，将会造成局部回填区域回填覆盖层太薄，到不到设计要求，导致下一步地基强夯、振冲施工时淤泥外溢，根本达不到设计承载力要求。

对于大区回填的挤淤问题，这是在淤泥质基础上施工所难以避免的。如果继续细分现有回填方格网，将大大增加临时道路的数量，临时道路回填需使用开山石回填，较大区回填的开山混合料成本要高30%，且先行回填临时道路造成道路回填底标高要比设计的大区回填覆盖层厚度加深很多，由此带来的费用增加将相当巨大。经我部研究决定，采取回填挤淤的方式通过单方向回填将淤泥汇聚，后采用吸泥泵吸泥或挖掘机清淤的方式，进行清淤，清淤后继续回填开山混合料，满足设计要求的回填覆盖层即可。清淤产生的淤泥可以排放到吹填施工的纳泥区，与吹填淤泥一并处理。

4结语

在多数水工工程中，遇到淤泥质地质条件时，首选的码头结构形式就是桩式码头，之所以如此选择，主要原因是业界普遍认为在淤泥质地质条件下进行重力式码头施工，存在较多的制约因素，尤其是持力层承载力不足、易形成回淤等问题，非常棘手。但是桩式码头的结构稳固度、耐久性较重力式码头差，并且受打桩设备、桩基预制条件等影响，在局部地区的实施可行性差。本文通过实践中对施工经验的总结，发挥工程技术人员的主管能动性，很好的解决了淤泥质基础条件下沉箱重力式码头施工中的各种技术难题，为其广泛应用和推广起到了非常积极的作用。

参考文献：

《水运工程质量检验标准》（JTJ257-2008）

《重力式码头设计施工规范》（JTJ290-98）

《港口工程施工手册》（交通部第一航务工程局）

作者简介：

邵文成、男、1983年7月7日出生、2006年7月毕业于大连理工大学、港口航道与海岸工程专业、学士学位、导师张日向教授、目前在大连港口建设监理咨询有限公司任职项目总监、工程师职称.