高温湿热条件下重力式方块码头施工技术研究

2018-01-04明廷涛李孝斌

中国水运 2017年12期

关键词：沙巴人工岛方块

明廷涛，李孝斌，孟元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北武汉 430012）

高温湿热条件下重力式方块码头施工技术研究

明廷涛，李孝斌，孟元

（中交二航局第一工程有限公司，湖北武汉 430012）

以沙特沙巴大桥人工岛项目工程重力式方块码头施工为案例，阐述了高温湿热的气候条件下重力式方块码头的施工技术，解决了高温湿热条件下码头混凝土施工质量问题，为类似气候条件下的重力式方块码头的施工提供一定参考。

重力式方块码头；高温湿热；方块预制；冷缝；胸墙施工；

重力式方块码头工程在施工过程中，各结构部位受气温影响非常大。在高温湿热条件下，码头方块的预制，胸墙的浇筑等都会产生不良影响。因此，必须采取一定的措施，来解决特殊高温湿热条件下的施工技术问题。以沙特沙巴大桥人工岛项目码头工程（以下称沙巴人工岛码头工程）为例，介绍高温湿热条件下的重力式方块码头施工关键技术。

1 工程概况

沙巴人工岛码头工程是位于沙特东部省Khobar地区。码头工程为突堤式重力式方块码头，长88m，宽7m，设计寿命75年，可同时停靠2条225英尺的渡轮。

1.1 气候条件

Khobar气候属于沙漠热带盐湿气候。平均相对湿度20%-40%，最大日照气温+72℃，荫温9℃-50℃。

1.2 潮位

最高天文潮位HAT：+1.20m

最低天文潮位LAT：+0.00m

1.3 码头基本信息

地质勘探显示，码头基床位于钙质砂层，厚度1.4m，下方为钙质岩层。码头基床厚度2m，方块采用C30的素混凝土，共计222块，最大方块重量为45吨。胸墙标准段为10m，共设置8道伸缩缝，采用C40混凝土进行现浇施工。码头结构立面图见图1。

图1 码头结构立面图

码头方块共分5层，胸墙顶标高+2.74m,底标高+0.70m，方块底标高-6.00m。

2 施工流程

图2 施工流程图

考虑到沙巴大桥人工岛码头工程属于轮渡码头，荷载较小，长度仅为88m，共一个区段整体性好；且地质比较好，因此取消了码头方块预压工序，采用预留沉降量的方式控制码头整体标高。

3 关键施工工艺

3.1 基床抛石及打夯

基床石重量大小为1-100kg，抛石层厚度2m，标高从-8m到-6m，预留30cm夯实沉降量。采用1台50t履带吊上港湾6号从码头根部开始处进行锤夯，根据规范要求，静压底面压力宜在40-60KPa，不计浮力和阻力影响,冲击能不能小于120KJ/㎡。夯锤自重选为5吨，底面直径1.3米，夯锤提升高度为5.1m。

3.2 方块预制

方块共计222块，总方量3108m3，采用商混。由于当地气候高温湿热，为解决混凝土预制方块裂缝的问题，从以下几个方面进行控制。

3.2.1 混凝土配合比

当地气候高温湿热，业主严格要求养护过混凝土的中心温度不超过70℃，最大内外温差小于20℃，且入模温度不得高于30℃。为达到混凝土强度和耐久性的要求，设计部门和实验室进行了5次配合比试拌试验，最终确定了码头方块混凝土配合比，如下表1所示。

表1 码头方块C30混凝土配合比

施工中为了控制混凝土入模温度，根据当地当天温度，加入了40-60%含量的冰块。

3.2.2 冷缝控制

研究表明，混凝土冷缝的存在，降低了混凝土的抗折强度、劈裂强度，带有冷缝面的混凝土渗透系数远大于参照混凝土，且与混凝土浇筑间隔时间有很大的关系。浇筑间隔时间越大，渗透系数增大越大。沙巴大桥人工岛码头工程商混站距离预制现场100公里，混凝土罐车从出料到现场正常行驶时间为60分钟。若遇到交通拥堵意外停电或者机械设备损坏等中断浇筑，则产生了混凝土冷缝。为控制冷缝的产生，采取了一定措施。要求商混站调配备用罐车和设备，保证混凝土从出商混站到浇筑的间隔时间不超过90分钟，上一层混凝土浇筑完成与下一层混凝土开始浇筑的时间间隔不超过60分钟；施工现场备用设备和人员准备充分。

经过严格控制浇筑间隔时间，222块混凝土预制方块未出现任何一条冷缝。

3.2.3 浇筑时段

考虑到Khobar地区高温湿热条件下日照温度高达50℃以上，尽量将浇筑方块混凝土的时段安排在夜间20：00-02：00进行，并控制入模温度在30℃以内。

3.2.4 拆模及养护

混凝土浇注结束至少12小时后可拆除模板，拆模顺序为先拆内模再拆外模，先拆背风面再拆迎风面。拆模时需专业起重工进行指挥起吊作业并做好成品保护工作。

Khobar地区高温湿热的天气条件不利于混凝土养护，且本工程不接受养护液进行养护。为避免高温日照、湿热天气以及干热风对暴露的混凝土码头预制方块造成伤害，采取养护棚进行养护。养护棚是在混凝土拆模后的前7天先用塑料薄膜进行包裹，继而罩上土工布进行自身蒸养起到防风保温，减小混凝土内外温差的作用。整个养护流程具体如下：

洒水:拆模后，首先在方块顶面覆盖一层薄的薄膜，均匀洒水将其湿润，使薄膜紧贴混凝土表面，起着保水的作用；检查薄膜是否有破损现象，如有，须用粘胶带将其粘贴修补完好，并检查下口的压实情况，确保薄膜密闭性，使方块与塑料罩外部环境隔绝而形成一个温室环境，起到保温保水的作用，方块混凝土在塑料罩内靠自身水分进行蒸养，见图3。

覆盖土工布：薄膜覆盖完成后，立即用事先准备好的土工布罩将方块罩住，并用绳子从方块的顶部，侧面中部及底口分别将其绑扎牢固，然后覆盖养护棚，确保防风效果，见图4。

图3 薄膜覆盖养

图4 养护棚

3.3 胸墙施工

考虑到取消了方块预压的工序，胸墙施工安排在码头方块安装完成15天后开始进行，以消除码头方块沉降的影响。胸墙混凝土为C40混凝土，划分9个浇筑段进行施工，混凝土浇筑预留沉降量20mm。考虑到码头为突堤式，最远段距离码头根部为88m，商混站最长汽车泵管长为51m，需加管道才能对混凝土进行输送。在高温湿热长运距条件下，泵送混凝土的工作性能必须得到保证。码头根部1-5浇筑段48m内的混凝土配合比（见表2）和6-9浇筑段48m-88m内的配合比（见表3）在添加剂上做了调整。

为控制混凝土入模温度，同样混凝土中加冰，掺冰量达到了92kg/m3。胸墙混凝土在冷缝控制、浇筑时段及拆模养护方式与方块预制方法相似。

胸墙浇筑完成后，对码头沉降进行了观测。观测结果表明，码头累计沉降14mm。