天盛新旧码头连接缝解决方案

2015-10-29黄海祥曹恒

建材与装饰 2015年4期

关键词：潜水员圆筒拉杆

黄海祥　曹恒

（中交四航局三公司　广东　湛江　524009）

天盛新旧码头连接缝解决方案

黄海祥曹恒

（中交四航局三公司广东湛江524009）

新旧码头接缝处的模板设计是解决该处水下混凝土浇注的关键，本文分析了该处施工存在的难点，并介绍如何通过一些常规的施工方法解决该处水下混凝土的浇注。

模板的设计；水下混凝土浇注

广西天盛港务有限公司钦州港10万吨级散货码头水工工程位于广西钦州市钦州港果子山东南约500m处，东南连接已建的天盛7万吨级散货码头，设计的10万吨级码头结构型式与旧码头一致，均为岸壁重力式。均采用薄壁圆筒结构圆筒，圆筒直径18m，高度为18.3m。根据设计图纸，在新旧码头的连接处，需要浇注280m3的C30水下混凝土，如图1所示；该处水下混凝土把新旧码头连接起来，避免后方的漏砂。

图1

1　接缝处特点、难点

在现场实际施工中发现天盛码头施工现场水流在退潮时候，水流较急，该处水流从岸侧向海测流动，潜水员在无法作业，待涨潮及平潮时候，水流平缓，水流与风向一致。并且浇注该处的水下混凝土存在难点：①原有7万吨煤码头的圆筒没有设计耳朵，在光滑的薄壁圆筒上难以安装并加固钢模板；浇注18.3m高的水下混凝土，模板的承载力将如何考虑；②新旧码头的圆筒底不在同一高程面上，另外还需要定制缺口模板；③新旧码头的圆筒实际安装垂直度对缝宽影响较大，每块模板拼接上下两层产生的错牙，易导致模板不严密而漏浆。

2　施工对策

（1）接缝处的模板的设计及安装是该处水下混凝土浇注的关键。模板如采用普通的钢模板是无法满足该处施工的需要，项目部组织各方技术骨干，经过反复的方案比选，方案优化，研究得到采用预制的混凝土块作为该处的模板最为妥当，混凝土块模板较钢模有如下优点：

①省去拆除模板，与水下混凝土紧密粘结在一起。

②可以预制出一种可以满足接缝的模板，不需每块模板按照缝宽来定制。

③预制混凝土块的宽度足够大，能有效的避开上下层模板的错牙的漏浆。

（2）为了接缝出圆筒不在同一高程面上，基础拟采用抛石整平基础，基础高程定在旧码头圆筒的墙身与前趾的交界处。

（3）根据实际接缝宽度设计出两种混凝土插块：接缝插块1、接缝插块2。结构型式如图2。

图2

①插块设计为梯形形状，梯形短边设计比接缝最小缝宽更小，而长边的设计需比接缝最大缝宽大，为了确保插块能与圆筒的弧度边有效的卡紧。

②一侧设计带耳朵，为了与圆筒的耳朵相顶靠。

③为了保证插块的安装稳定，插块的宽度设计的足够保证安装平稳，并且能有效避免上下插块的错牙导致的漏浆。

④上下两层设计暗吊环用于吊运安装。

⑤接缝插块1设计明拉环用于安装拉杆安装的连接卡环的连接，接缝插块2设计预留孔φ60mm，拉环与预留孔须在同一设计平面上。

⑥拉杆的螺牙设计得足够长，由于于插块的距离存在一定差别，设计的足够长，设计30cm长。

（4）其他计算

①混凝土侧压力计算：

式中：F——新浇注混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）；

γc——混凝土的重力密度（kN/m3），水下混凝土重力密度采用15kN/m3；

t0——新浇注混凝土初凝时间，计算用6h；

β1——外加剂影响修正系数，摻有缓凝剂的外加剂取1.2；

β2——混凝土塌落度影响修正系数，取1.15；

V——混凝土浇注速度（m/h），拟混凝土浇注40m3/h，该区域面积为7.28m2，浇注速度为5.5m/h。

混凝土有效压头高度h=F/γc=64/15=4.27m；新旧码头接缝处水下混凝土的浇注不采震动棒振捣，实际侧压力比计算值小。

②拉杆、螺帽、卡环受力计算选型。

由于接缝插块1安装完成后立即回填倒滤料，接缝插块1受到的混凝土侧压力不做验算。

单块接缝插块2所受到的有效侧压力为：

单块接缝插块2设计4根拉杆，平均每根拉杆受力为：

拟采用φ20圆钢作为拉杆：

符合。

根据《建筑施工计算手册》中常用对拉螺栓性能表中M20螺栓容许拉力为38.2kN，大于F拉，由于计算值略大于受力，为了确保施工的安全性，拟采用双螺帽上紧拉杆，确保受力。

根据F拉=37.7kN/根，拟采用5t卡环作为两种插块的连接。

3　施工思路、顺序及流程

天盛码头施工现场水流在退潮时候，水流较急，该处水流从岸侧向海测流动，潜水员在无法作业，涨潮及平潮时候，水流平缓，水流与风向一致。因此在选择插块安装顺序上，首先选择安装接缝插块1，首先能有效止住该处的水流，便于后续施工，其次在安装的之后，不会被水流的扰动破坏安装成果。

待10万吨码头第一个圆筒安装完成，实际测量新旧圆筒之间的距离；预制设计型式的插块，同时对插块水下安装位置进行抛石，放轨水下整平接缝插块1和接缝插块2所在位置；然后立即安装第一块已经预制接缝插块1，和第一块接缝插块2。在调节到大致位置后，穿φ20的拉杆通过接缝插块2，与接缝插块1连接，上紧垫片与螺母；然后用同样的方法安装第二块插块1、第二块插块2，并进行加固，…；后方抛填倒滤料及潜水员进行水下检查和堵缝可同时进行；完成后浇注水下C30混凝土。

图3

4　施工机械及人员（如表1～2）

5　实际施工

5.1预制接缝插块1及接缝插块2

预制插块根据接缝的大小同时需要兼顾现场吊机的起重能力和经济的原则而设计，接缝插块1设定为块体高度为0.75m，断面形状如图4所示，每块块体混凝土方量为3.30m3；接缝插块2设定块体长度为1.5m，断面形状如图4，每块块体混凝土方量为1.82m3；插块1及插块2在端部均需要设置暗吊环用于吊装；插块1需要预埋用于2个内径不小于15cm的明拉环，插块1又分成A型及B型，两种型式区别在于设置的两个明拉环位置不同，安装时候需根据插块2的孔位对齐便于拉杆正位；插块2需要预留4个φ6cm的孔，用于穿拉杆及加固。

表1　所需机械列表

表2　所需人员列表

图4

5.2抛石整平

由于10万吨泊位的圆筒位置脚趾有斜坡，不利于稳定安装插板1和插板2，因此在高度上需要抛填二片石至7万吨泊位圆筒的最墙身与脚趾的连接处，然后潜水员水下整平。

图5

5.3安装接缝插块1及接缝插块2并加固

安装的过程选择在平潮或涨潮。首先安装接缝插块1，25T吊机起吊接缝插块1，通过系绳牵引插块，避开胸墙后，根据水流的引导使得接缝插块1顺着圆筒壁垂直平稳安装到整平基础上。插块1安装两块完成后，立即进行插块2安装；插块2也用相同的方法吊到指定位置，潜水员在水下探摸确定插块与圆筒壁没有空隙后即可安装拉杆，插块在不解吊钩的情况下由潜水员用拉杆、卡环把插块1与插块2进行对拉连接，确保插块2不翻倒。首先在一侧已穿上螺帽，并在拉杆穿透过插块2后装了另一侧的螺帽，然后用5t卡环把插块1与插块2连接完成，再把所有的螺帽拧紧，在确保插块1及插块2连接牢固后再进行第二层插块安装，安装的方法相同，直至安装到7万吨码头胸墙底部。由于7万吨泊位与10万吨泊位圆筒顶部有1m高差，剩余部分也外露于水面，在乘低潮时候安装模板并同常规方法加固完成。

5.4检查和堵缝

在完成安装接缝插块的安装后，潜水员立即对每个接缝插块和对拉拉杆进行检查，一旦发现拉杆加固不牢或者插块移位的，立即采取进行纠正；然后对插块的接缝检查，发现有缝隙均用土工布进行堵塞，防止漏浆；由于基础部分为碎石，一次浇注17.3m高的混凝土，则混凝土易从石缝冒出，因此底部采用垫铺土工布的方法。

5.5浇注水下C30混凝土

检查和堵缝完成后，立即进行混凝土浇注，浇注水下的C30混凝土，选择采用水下不分散混凝土（是在搅拌混凝土时加入高分子外加剂，使混凝土拌和物在水下不离析）施工可以实现不排水施工，用吊机吊装20m长φ200mm硬导管，导管内放置一个长20cm，φ200mm的泡沫堵塞，导管伸到接缝底板处，汽车泵则转其混凝土出口到导管入口处，即可开始进行泵送浇注，当导管内填充满混凝土后，吊机缓慢提起导管20cm，混凝土冲出管口埋住管口，汽车泵连续浇注混凝土；边浇注，导管边向上提起，通过混凝土的输入把仓内的海水渐渐排出，实现混凝土的浇注；施工方法和常规水下混凝土浇注方式相同。在浇注的过程中，需要安排两个潜水员分别在混凝土块的两侧水下进行探摸，对混凝土插块的稳定性进行检查，发现异常情况，立即处理。