重力式碼頭墻身過(guò)大位移、不均勻沉降質(zhì)量通病防治措施

第第頁(yè)重力式碼頭墻身過(guò)大位移、不均勻沉降質(zhì)量通病防治措施重力式碼頭主要由基礎(chǔ)、墻身結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、后方回填及面層、碼頭設(shè)施等構(gòu)成，其中墻身結(jié)構(gòu)以方塊、沉箱、扶壁、大直徑圓筒等作為墻體，基礎(chǔ)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(shí)的亞粘土或粉砂夾亞粘土等地基，優(yōu)點(diǎn)是使用年限長(zhǎng)、承載適應(yīng)能力強(qiáng)、施工便捷、造價(jià)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(guò)設(shè)計(jì)預(yù)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(cuò)牙”。（三）施工期間碼頭墻身向海側(cè)傾斜過(guò)大，與設(shè)計(jì)前沿線偏差超過(guò)規(guī)范允許范圍，碼頭呈現(xiàn)“前傾”現(xiàn)象。（四）碼頭竣工投產(chǎn)使用相當(dāng)時(shí)間內(nèi)，沉降位移仍然不穩(wěn)定，導(dǎo)致前后軌道的軌距偏差超出設(shè)備使用要求或致使同一軌道梁中心線錯(cuò)位，帶動(dòng)鋼軌扭曲，嚴(yán)重時(shí)甚至折斷鋼軌，影響碼頭裝卸設(shè)備的正常行駛。（五）碼頭竣工投產(chǎn)使用相當(dāng)時(shí)間內(nèi)，沉降位移仍然不穩(wěn)定，導(dǎo)致個(gè)別段的胸墻混凝土產(chǎn)生裂縫或斷裂。（六）碼頭相鄰段位移量過(guò)大，導(dǎo)致前沿線不順直，影響碼頭觀感。二、產(chǎn)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(shí)基床會(huì)出現(xiàn)壓縮變形、沉降。一般情況下，沉箱重力式碼頭設(shè)計(jì)沉降限值為250mm；方塊重力式碼頭設(shè)計(jì)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(cè)位移趨勢(shì)。位移發(fā)生的機(jī)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(chǎn)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(shè)計(jì)時(shí)地質(zhì)勘察深度不夠，沒(méi)有探明土質(zhì)情況，或確定的土質(zhì)參數(shù)不準(zhǔn)，使碼頭在施工過(guò)程及竣工投產(chǎn)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(kāi)挖質(zhì)量未能有效控制，基槽開(kāi)挖土質(zhì)未全部滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求或回淤較嚴(yán)重，回淤沉積物厚度和重度超標(biāo)，基床拋石前沒(méi)有按規(guī)定進(jìn)行處理或沒(méi)有認(rèn)真進(jìn)行清淤。（三）基床塊石規(guī)格控制不嚴(yán)，級(jí)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(zhì)量不合格，含有風(fēng)化石、片狀石等，造成基床承載力過(guò)低。（五）基床分層拋石厚度控制不嚴(yán)；夯實(shí)基床未能達(dá)到密實(shí)狀態(tài)或夯實(shí)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(dá)不到規(guī)范要求的120kJ／m2、橫向夯實(shí)寬度不足、縱向有漏夯等夯實(shí)質(zhì)量控制問(wèn)題。（六）墻后回填順序不當(dāng)，采用從后向前推進(jìn)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(chǎn)生較大位移，甚至滑移。（七）箱內(nèi)回填不及時(shí)、不均勻或墻后棱體拋填和后方吹填速率過(guò)快，尤其是對(duì)較軟地基上的碼頭位移影響更大。（八）碼頭后方棱體級(jí)配不合理或石料質(zhì)量差、含土量超標(biāo)，棱體內(nèi)摩擦角變小，墻后被動(dòng)土壓力加大。（九）碼頭后方地基強(qiáng)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(shè)計(jì)預(yù)留沉降量及基床倒坡的設(shè)計(jì)不合理，也對(duì)重力式碼頭的沉降位移過(guò)大造成影響。（十一）施工期間對(duì)碼頭的沉降、位移觀測(cè)不及時(shí)或不準(zhǔn)確；觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置不合理以及沒(méi)有及時(shí)對(duì)沉降、位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，未能有效指導(dǎo)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(chǎn)生過(guò)大位移和不均勻沉降將會(huì)導(dǎo)致碼頭的前沿線位置偏差過(guò)大，胸墻混凝土出現(xiàn)“錯(cuò)牙”或局部開(kāi)裂，觀感質(zhì)量差。（二）碼頭頂面高程偏差過(guò)大，上部軌道軌距不滿(mǎn)足使用要求，影響碼頭整體使用功能。（三）過(guò)大前傾會(huì)危及碼頭的結(jié)構(gòu)安全。四、防治措施為避免重力式碼頭工程產(chǎn)生過(guò)大位移、不均勻沉降質(zhì)量通病，將設(shè)計(jì)、基槽開(kāi)挖、基床施工、變形觀測(cè)、前沿水域開(kāi)挖、碼頭后方基礎(chǔ)處理等作為過(guò)大位移、不均勻沉降的防治重點(diǎn)，采取如下針對(duì)性措施。（一）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地質(zhì)勘察，準(zhǔn)確確定土質(zhì)參數(shù)，對(duì)土質(zhì)復(fù)雜的地基的土質(zhì)參數(shù)確定和基礎(chǔ)處理，召開(kāi)專(zhuān)家論證會(huì)，進(jìn)行充分論證。（二）嚴(yán)格控制基槽開(kāi)挖的質(zhì)量?；坶_(kāi)挖過(guò)程中，加強(qiáng)過(guò)程控制。施工、監(jiān)理單位派專(zhuān)人在挖泥船全過(guò)程監(jiān)控，監(jiān)控采用回聲探測(cè)儀測(cè)量與水砣測(cè)量相結(jié)合的方式，嚴(yán)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(diǎn)，須重點(diǎn)控制此部位的開(kāi)挖質(zhì)量。當(dāng)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，由船方、施工、監(jiān)理單位聯(lián)合對(duì)基槽開(kāi)挖進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收并取土樣進(jìn)行分析，并根據(jù)水深測(cè)量數(shù)據(jù)繪制基槽斷面圖以確認(rèn)基槽是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)潛水員水下探摸浮泥厚度并取土樣，當(dāng)基底土質(zhì)與設(shè)計(jì)不符時(shí)及時(shí)按規(guī)定程序進(jìn)行處理，基槽驗(yàn)收盡量在平潮時(shí)進(jìn)行，減少測(cè)量誤差。如果基槽驗(yàn)收合格后未及時(shí)進(jìn)行基床拋石，在基床拋填前需對(duì)基槽的回淤情況進(jìn)行摸浮檢測(cè)。（三）抓好夯實(shí)的質(zhì)量控制。為了確保夯實(shí)質(zhì)量，每層基床塊石夯實(shí)前進(jìn)行粗平，然后按照試夯確定的夯擊參數(shù)和夯擊遍數(shù)進(jìn)行基床夯實(shí)，并保證夯擊能量不小于120kJ／m2。夯實(shí)過(guò)程中，為了防止出現(xiàn)漏夯，采用全站儀或GPS給夯實(shí)船準(zhǔn)確定位?；膊捎帽粫r(shí)，嚴(yán)格控制藥包的間距、重量及懸浮的高度，并嚴(yán)格控制基床的平均夯沉率。（四）基床整平的質(zhì)量控制。水下整平采用刮杠找平法，基床整平寬度較大時(shí)，可以采用三條軌道并加密檢測(cè)的方法進(jìn)行控制，確?；舱降氖┕べ|(zhì)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(shè)中如何保證基床整平驗(yàn)收精度是質(zhì)量控制的難點(diǎn)，為減少測(cè)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(cè)量前對(duì)油絲繩長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，防止因油絲繩變形而引起的誤差。（五）合理確定預(yù)留沉降量和調(diào)整預(yù)留倒坡。根據(jù)地基土質(zhì)、基床厚度、基底應(yīng)力分布、墻身結(jié)構(gòu)型式等因素預(yù)留施工期沉降量和確定基床預(yù)留坡度。（六）合理安排墻后回填，避免施工期間碼頭產(chǎn)生局部過(guò)大變形。嚴(yán)格控制棱體的含土量和碎顆粒量，減小棱體產(chǎn)生的土壓力，并杜絕不合格材料的進(jìn)場(chǎng)。碼頭墻后棱體的回填嚴(yán)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(jìn)回填相結(jié)合的方法時(shí)，應(yīng)盡量加大棱體水上拋填量，陸上回填須采取由內(nèi)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(yán)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(guò)程中，經(jīng)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(dāng)回淤厚度超過(guò)規(guī)定時(shí)必須進(jìn)行清淤。（七）合理安排碼頭后方地基強(qiáng)夯的時(shí)間和距離，以盡量減少?gòu)?qiáng)夯沖擊波對(duì)碼頭位移的影響。（八）嚴(yán)格控制箱內(nèi)填料的回填速率及箱內(nèi)倉(cāng)格的回填順序及回填標(biāo)高。（九）加強(qiáng)施工全過(guò)程的沉降位移觀測(cè)，繪制位移、沉降變形曲線圖，及時(shí)