重力式碼頭墻身過大位移、不均勻沉降質量通病防治措施

第第頁重力式碼頭墻身過大位移、不均勻沉降質量通病防治措施重力式碼頭主要由基礎、墻身結構、上部結構、后方回填及面層、碼頭設施等構成，其中墻身結構以方塊、沉箱、扶壁、大直徑圓筒等作為墻體，基礎為拋石基床，拋石基床厚度一般在2.0m以上。依靠自身重量維持穩(wěn)定，要求地基有較高的承載能力。重力式碼頭適用于巖基、砂基、較密實的亞粘土或粉砂夾亞粘土等地基，優(yōu)點是使用年限長、承載適應能力強、施工便捷、造價適中等，被廣泛采用。一、表現(xiàn)特征（一）施工期間碼頭的沉降、位移量超過設計預留的沉降、位移量。（二）碼頭胸墻位移沉降不均勻，相鄰段胸墻頂面出現(xiàn)高差，前沿線出現(xiàn)“錯牙”。（三）施工期間碼頭墻身向海側傾斜過大，與設計前沿線偏差超過規(guī)范允許范圍，碼頭呈現(xiàn)“前傾”現(xiàn)象。（四）碼頭竣工投產使用相當時間內，沉降位移仍然不穩(wěn)定，導致前后軌道的軌距偏差超出設備使用要求或致使同一軌道梁中心線錯位，帶動鋼軌扭曲，嚴重時甚至折斷鋼軌，影響碼頭裝卸設備的正常行駛。（五）碼頭竣工投產使用相當時間內，沉降位移仍然不穩(wěn)定，導致個別段的胸墻混凝土產生裂縫或斷裂。（六）碼頭相鄰段位移量過大，導致前沿線不順直，影響碼頭觀感。二、產生原因在重力式碼頭墻體自身重力和使用荷載作用下，地基和夯實基床會出現(xiàn)壓縮變形、沉降。一般情況下，沉箱重力式碼頭設計沉降限值為250mm；方塊重力式碼頭設計沉降限值為150mm。在碼頭墻后土壓力、系纜力、波吸力等水平荷載作用下，碼頭呈現(xiàn)向海（陸）側位移趨勢。位移發(fā)生的機理有兩種，一種是荷載作用下形成的真正意義上的碼頭墻身位移，另一種是由于沉箱（方塊）前、后趾的不均勻沉降造成的墻身角度變化形成的表象位移。重力式碼頭產生沉降位移因素很多，綜合分析，主要有以下幾方面原因。（一）設計時地質勘察深度不夠，沒有探明土質情況，或確定的土質參數(shù)不準，使碼頭在施工過程及竣工投產使用中，在施工或使用荷載作用下，地基壓縮變形大。（二）基槽開挖質量未能有效控制，基槽開挖土質未全部滿足設計要求或回淤較嚴重，回淤沉積物厚度和重度超標，基床拋石前沒有按規(guī)定進行處理或沒有認真進行清淤。（三）基床塊石規(guī)格控制不嚴，級配不均勻，局部孔隙率大，造成基床壓縮不均勻或局部壓縮變形大。（四）基床拋石中石料質量不合格，含有風化石、片狀石等，造成基床承載力過低。（五）基床分層拋石厚度控制不嚴；夯實基床未能達到密實狀態(tài)或夯實不均勻、漏夯；采用爆夯的藥包間距、重量及懸浮高度不合理。夯錘沖擊能達不到規(guī)范要求的120kJ／m2、橫向夯實寬度不足、縱向有漏夯等夯實質量控制問題。（六）墻后回填順序不當，采用從后向前推進法回填棱體塊石，將回淤物推向墻身或基槽后邊坡，增加墻后土壓力，造成墻身產生較大位移，甚至滑移。（七）箱內回填不及時、不均勻或墻后棱體拋填和后方吹填速率過快，尤其是對較軟地基上的碼頭位移影響更大。（八）碼頭后方棱體級配不合理或石料質量差、含土量超標，棱體內摩擦角變小，墻后被動土壓力加大。（九）碼頭后方地基強夯、打樁和振沖施工安排不合理，可能造成碼頭的局部位移加大。（十）地基的設計預留沉降量及基床倒坡的設計不合理，也對重力式碼頭的沉降位移過大造成影響。（十一）施工期間對碼頭的沉降、位移觀測不及時或不準確；觀測點設置不合理以及沒有及時對沉降、位移數(shù)據進行分析，未能有效指導后續(xù)工序的施工。（十二）合同工期不合理或超載使用碼頭。三、工程危害（一）碼頭產生過大位移和不均勻沉降將會導致碼頭的前沿線位置偏差過大，胸墻混凝土出現(xiàn)“錯牙”或局部開裂，觀感質量差。（二）碼頭頂面高程偏差過大，上部軌道軌距不滿足使用要求，影響碼頭整體使用功能。（三）過大前傾會危及碼頭的結構安全。四、防治措施為避免重力式碼頭工程產生過大位移、不均勻沉降質量通病，將設計、基槽開挖、基床施工、變形觀測、前沿水域開挖、碼頭后方基礎處理等作為過大位移、不均勻沉降的防治重點，采取如下針對性措施。（一）嚴格按設計要求進行地質勘察，準確確定土質參數(shù)，對土質復雜的地基的土質參數(shù)確定和基礎處理，召開專家論證會，進行充分論證。（二）嚴格控制基槽開挖的質量。基槽開挖過程中，加強過程控制。施工、監(jiān)理單位派專人在挖泥船全過程監(jiān)控，監(jiān)控采用回聲探測儀測量與水砣測量相結合的方式，嚴格控制基槽超深、超寬值，盡力做到基底平整；邊坡坡腳處易出現(xiàn)淺點，須重點控制此部位的開挖質量。當挖至設計標高時，由船方、施工、監(jiān)理單位聯(lián)合對基槽開挖進行隱蔽工程驗收并取土樣進行分析，并根據水深測量數(shù)據繪制基槽斷面圖以確認基槽是否滿足設計要求，同時潛水員水下探摸浮泥厚度并取土樣，當基底土質與設計不符時及時按規(guī)定程序進行處理，基槽驗收盡量在平潮時進行，減少測量誤差。如果基槽驗收合格后未及時進行基床拋石，在基床拋填前需對基槽的回淤情況進行摸浮檢測。（三）抓好夯實的質量控制。為了確保夯實質量，每層基床塊石夯實前進行粗平，然后按照試夯確定的夯擊參數(shù)和夯擊遍數(shù)進行基床夯實，并保證夯擊能量不小于120kJ／m2。夯實過程中，為了防止出現(xiàn)漏夯，采用全站儀或GPS給夯實船準確定位?；膊捎帽粫r，嚴格控制藥包的間距、重量及懸浮的高度，并嚴格控制基床的平均夯沉率。（四）基床整平的質量控制。水下整平采用刮杠找平法，基床整平寬度較大時，可以采用三條軌道并加密檢測的方法進行控制，確保基床整平的施工質量。基床要避免碎石成層，防止出現(xiàn)“馬鞍形”偏差。深水碼頭建設中如何保證基床整平驗收精度是質量控制的難點，為減少測量誤差，可加大線錘的重量（20kg左右），選擇變形較小的φ1/8″油絲繩配塔尺，并在每次測量前對油絲繩長度進行測量，防止因油絲繩變形而引起的誤差。（五）合理確定預留沉降量和調整預留倒坡。根據地基土質、基床厚度、基底應力分布、墻身結構型式等因素預留施工期沉降量和確定基床預留坡度。（六）合理安排墻后回填，避免施工期間碼頭產生局部過大變形。嚴格控制棱體的含土量和碎顆粒量，減小棱體產生的土壓力，并杜絕不合格材料的進場。碼頭墻后棱體的回填嚴格控制回填的方向、順序和加荷速率。棱體拋填采用水上拋石與陸上推進回填相結合的方法時，應盡量加大棱體水上拋填量，陸上回填須采取由內向外的方式，以防止回淤沉積物涌向墻身。填棱后方吹（回）填必須嚴格控制吹（回）填速率和吹（回）填方向。碼頭墻后棱體拋填前及回填過程中，經常性安排潛水員下水探摸墻體后方回淤及基槽后邊坡塌坡情況。當回淤厚度超過規(guī)定時必須進行清淤。（七）合理安排碼頭后方地基強夯的時間和距離，以盡量減少強夯沖擊波對碼頭位移的影響。（八）嚴格控制箱內填料的回填速率及箱內倉格的回填順序及回填標高。（九）加強施工全過程的沉降位移觀測，繪制位移、沉降變形曲線圖，及時