南通中遠(yuǎn)川崎船塢碼頭工程施工回顧

1、南通中遠(yuǎn)川崎船塢碼頭工程施工回顧 三航二公司 張永寶1. 工程概況由南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司出資新建的南通中遠(yuǎn)川崎船塢碼頭工程位于長(zhǎng)江口北岸南通市內(nèi)。其中新建船塢350m長(zhǎng)，68m寬，12.8m深，是目前國(guó)內(nèi)軟土地基上已建成投產(chǎn)的最大干船塢。與船塢工程同時(shí)新建的還有位于船塢下游的舾裝碼頭（511×25m）、船塢上游的工作船碼頭（60×25m），以及與新建船塢碼頭配套的5塊裝焊平臺(tái)、6座變電所、4組（5對(duì)）起重機(jī)軌道（300t龍門(mén)起重機(jī)二組，長(zhǎng)490m,軌距116m；150t門(mén)座式起重機(jī)一組，長(zhǎng)540m，軌距12m；40t門(mén)座式起重機(jī)一組，長(zhǎng)442m，軌距10m）、塢區(qū)道

2、路、給排水、供電、工業(yè)管道及廣播通訊安裝、船塢泵房電機(jī)水泵及管線(xiàn)安裝等工程項(xiàng)目。（見(jiàn)圖1.1）各類(lèi)樁基2萬(wàn)余根，挖土34萬(wàn)方，現(xiàn)澆砼10萬(wàn)方，總造價(jià)4.6億人民幣。工廠(chǎng)建成投產(chǎn)后主要是建造15萬(wàn)噸級(jí)以下散裝貨輪(最大可建造25萬(wàn)噸級(jí)船舶)或50006000TEU集裝箱船或150000m3LNG船及VLCC油輪等，年生產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)60萬(wàn)噸，年創(chuàng)產(chǎn)值約18億人民幣。該工程由中船總公司第九設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，由我中港第三航務(wù)工程局施工總承包，并組建了以三航二公司為主要施工力量的三航局南通船塢碼頭工程項(xiàng)目經(jīng)理部全面負(fù)責(zé)工程施工。工程監(jiān)理由上海振華監(jiān)理有限公司承擔(dān)，船塢碼頭工程于96年12月18日正式開(kāi)工，99年

3、11月17日竣工。平面尺寸210m長(zhǎng)、15m寬的雙排鋼板樁大圍堰是船塢工程的第一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目。為確保坐落在松軟陡坡河床上的大圍堰在整個(gè)施工期間的安全，設(shè)計(jì)要求對(duì)圍堰及附近的土體進(jìn)行水泥土攪拌樁加固。為此我們?cè)谒洗钤O(shè)了一座大型鋼平臺(tái)，將陸上水泥土攪拌樁施工機(jī)械安放在該鋼平臺(tái)上進(jìn)行水下水泥土攪拌樁的施工，由于采取了一系列的技術(shù)保證措施，水下攪拌樁垂直度、強(qiáng)度、搭接長(zhǎng)度等全部符合設(shè)計(jì)要求。相比采用水下水泥土攪拌樁專(zhuān)用工程船舶施工，節(jié)省了大量的工期與費(fèi)用。為進(jìn)一步縮短施工工期，圍堰鋼板樁采取從上下游向中間施打的工藝，為保證鋼板樁能順利合龍，經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算論證，首次在圍堰施工中采取了在板樁墻體上開(kāi)閘

4、門(mén)泄洪及組合合龍樁合龍的施工工藝，確保了大圍堰的一次性合龍成功。塢口圍堰的順利建圖1.1 南通船塢碼頭工程平面示意圖成為整個(gè)船塢工程的按時(shí)完成奠定了基礎(chǔ)。在南通船塢工程中，采用了箱型組合鋼板樁兼作塢壁結(jié)構(gòu)和止水墻，這在國(guó)內(nèi)尚屬首次。施工實(shí)踐證明，采用這種設(shè)計(jì)方案，塢壁結(jié)構(gòu)一次成型，施工工藝簡(jiǎn)單合理，功效高，速度快，止水性能好，外觀(guān)漂亮。箱型鋼板樁沉樁中，采用型鋼制作了一個(gè)大型活動(dòng)導(dǎo)向架，并配以特制的限位器進(jìn)行導(dǎo)向與限位。相比國(guó)外同類(lèi)工程中采用的滿(mǎn)堂大型導(dǎo)向裝置，活動(dòng)導(dǎo)架移動(dòng)方便，功效高，成本低。塢墻錨錠系統(tǒng)施工中，將近500根f90錨錠拉桿逐根通過(guò)預(yù)拉應(yīng)力的檢測(cè)。使得目前形成的船塢墻體的允許偏

5、差全部符合原設(shè)計(jì)要求。為保證船塢大基坑的順利開(kāi)挖與塢室結(jié)構(gòu)的施工，在塢室內(nèi)外布置了160余口降水深井，晝夜不停降水，保證了基坑內(nèi)的良好施工環(huán)境。船塢基坑開(kāi)挖出土方量為南通市基坑開(kāi)挖之最，施工人員克服了各種困難將34萬(wàn)方土通過(guò)汽車(chē)和駁船同時(shí)從水、陸二路運(yùn)出施工區(qū)域，保證了后續(xù)工程的順利進(jìn)行。為確保塢底板下減壓排水系統(tǒng)質(zhì)量，用作濾水層的黃砂過(guò)篩、碎石沖洗、土工布縫合搭接。結(jié)構(gòu)分縫為100塊的塢室底板厚度從0.8m至1.4m不等，為避免厚大體積混凝土的溫差裂縫，采取了在混凝土表面覆蓋塑料薄膜、草包、油布的保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法。盡管養(yǎng)護(hù)期間混凝土內(nèi)部溫度與外界氣溫差高達(dá)50°C，但由于采取了上述

6、養(yǎng)護(hù)措施，底板大體積混凝土安然無(wú)恙。緊挨圍堰體的塢口基坑開(kāi)挖，為完全敞開(kāi)式大基坑，最深處達(dá)18m，基坑及坡面土質(zhì)較差，加上施工時(shí)又正值長(zhǎng)江汛期，一旦遇水基坑及護(hù)坡土體即成流沙狀態(tài)，嚴(yán)重影響了工程的進(jìn)展與基坑及圍堰的安全。為此，項(xiàng)目部多次召開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議，增加了多種形式的局部降水，采取了局部鋼結(jié)構(gòu)支撐及其他相應(yīng)的綜合工藝與措施，保證了基坑的安全施工。塢口為整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括厚達(dá)3m的塢口底板、東西二個(gè)塢墩及西塢墩處的現(xiàn)澆混凝土水泵房。施工時(shí)混凝土分16次澆筑，最大一次澆筑方量達(dá)3400立方米。為確保塢口大體積混凝土的施工質(zhì)量，用華能一級(jí)粉煤灰超量取代部分水泥以減少混凝土的水化熱。在混凝土

7、表層均增設(shè)了防裂鋼筋，混凝土拆模后，表面和側(cè)面覆蓋塑料薄膜及聚乙烯泡沫板保溫保濕養(yǎng)護(hù)。施工結(jié)果表明這些措施取得了很好的效果，并為今后同類(lèi)結(jié)構(gòu)的施工積累了可靠的經(jīng)驗(yàn)。水泵房?jī)?nèi)的各種動(dòng)力設(shè)備是船塢投產(chǎn)后運(yùn)作時(shí)的心臟部位，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后具有能在5小時(shí)內(nèi)把塢室內(nèi)30萬(wàn)立方米的水排出塢外的能力。水泵房的安裝特點(diǎn)是工期緊，要求高，周邊工作環(huán)境差。為此分別組織了主輔泵、電機(jī)、管道、變電所等4個(gè)安裝小組，按照規(guī)定的程序精心施工，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了主泵、輔泵、生產(chǎn)泵、消防泵、壓載泵、真空泵、排水泵及電機(jī)與變電系統(tǒng)的安裝項(xiàng)目。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及電機(jī)、水泵生產(chǎn)廠(chǎng)家多次反復(fù)檢測(cè)，全部符合設(shè)計(jì)與使用要求。位于船塢下游的

8、高樁梁板式舾裝碼頭與船塢工程同時(shí)開(kāi)工。為滿(mǎn)足船塢工程材料的卸運(yùn)及業(yè)主建造新船所用鋼材的卸貨與貨船的靠泊，根據(jù)業(yè)主的要求，舾裝碼頭分3次進(jìn)行中間驗(yàn)收，交付投產(chǎn)使用，并于98年7月全面竣工通過(guò)驗(yàn)收。位于船塢上游、平面形狀呈“L”型的工作船碼頭，結(jié)構(gòu)形式與舾裝碼頭相同，于99年5月開(kāi)工，同年11月竣工。為滿(mǎn)足業(yè)主實(shí)現(xiàn)在正在建造的船塢中同時(shí)建造新船的計(jì)劃，我三航局充分利用總承包的優(yōu)勢(shì)，及時(shí)調(diào)用了下屬數(shù)個(gè)專(zhuān)業(yè)工程公司的施工技術(shù)與設(shè)備，統(tǒng)籌安排了船塢與碼頭、陸域與水上、主體與配套、土建與安裝的施工進(jìn)度，有效全面地進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，保證了業(yè)主提出的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目的順利完成。應(yīng)業(yè)主要求，船塢230m范圍段內(nèi)的所有土

9、建、安裝及配套工程于98年9月交付業(yè)主投產(chǎn)建造新船。99年3月船塢主體工程和在塢內(nèi)建造的新船及船塢塢門(mén)同時(shí)完工，項(xiàng)目部在圍堰上開(kāi)口把長(zhǎng)江水引入塢內(nèi)將新船浮起，而后拆除圍堰、疏浚出塢航道。99年5月8日，與船塢同步建造的新船順利出塢。南通船塢碼頭工程經(jīng)南通港口建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站核定為優(yōu)良。南通船塢碼頭工程的順利建成，是在松軟陡坡上建造雙排鋼板樁大圍堰獲得成功的首例，是目前國(guó)內(nèi)在軟土地基上建成干船塢規(guī)模最大的首例，是采用組合箱型鋼板樁兼作塢壁結(jié)構(gòu)與止水墻在國(guó)內(nèi)獲得成功的首例，是在在建船塢中同步投產(chǎn)建造新船取得成功的首例。本文僅對(duì)船塢工程的施工進(jìn)行回顧2. 工藝流程 詳見(jiàn)圖2.1：工藝流程圖4圖2.

10、1 船塢施工工藝流程圖 193. 塢口臨時(shí)圍堰平面尺寸210m長(zhǎng)、15m寬的雙排鋼板樁大圍堰是船塢工程中第一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目，它與上下游兩側(cè)擬建防滲堤一起組成一道擋水體系，確保船塢內(nèi)基坑挖土、塢口、水泵房、 塢室大底板等結(jié)構(gòu)能順利施工。3.1水下水泥土攪拌樁施工擬建塢口臨時(shí)大圍堰的江側(cè)外河床有深槽，它與岸邊淺水區(qū)之間是一段較陡的岸坡，塢口段岸坡的平均坡度為23°，局部達(dá)45°以上。這段深槽的最深點(diǎn)位于擬建圍堰下游圓弧外約150m附近，最深處達(dá)-60m左右。為保證在如此松軟陡坡上建造的雙排鋼板樁圍堰的穩(wěn)定與安全，設(shè)計(jì)要求必須在圍堰施工前對(duì)部分圍堰體的水下原土體采用水泥土攪拌樁（

11、-2.0-16.0m）的方法進(jìn)行土體加固。照片3.1 水上攪拌樁施工平臺(tái)水下進(jìn)行水泥土攪拌樁施工，必須采用專(zhuān)用的施工船舶，它性能先進(jìn)、有成功施工的先例、拌攪馬達(dá)功率大、攪拌鉆桿向下攪拌與上升時(shí)均可注漿，可保證無(wú)浮漿出現(xiàn)，不會(huì)因浮漿而影響以后圍堰鋼板樁的施工，另外工程船舶定位方便正確。但是因工程船舶只有一個(gè)攪拌頭施工，工作效率不高，同時(shí)施工船舶因錨拉等原因需占用較大的作業(yè)面 ，使得上下游防滲堤不能同時(shí)施工，因此會(huì)大大影響工期。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究對(duì)比后決定采用在水上搭設(shè)大型施工平臺(tái)，用陸上普通水泥土攪拌樁的設(shè)備在水上平臺(tái)上進(jìn)行水下攪拌樁的施工，具體做法為：1.選用149根609鋼管樁（樁長(zhǎng)2924m，樁

12、距46m）作為樁基（保證樁尖進(jìn)入粉砂層3m），樁頂處焊拼雙拼28#槽鋼作為組合鋼梁，上鋪300×300木方及70木板組成高樁梁板式操作平臺(tái)。鋼管樁之間用型鋼斜撐連接，使整個(gè)平臺(tái)成為一個(gè)整體（照片3.1）。2.在操作平臺(tái)上正確施放樁位后，用4臺(tái)700雙頭深層攪拌樁機(jī)（高度26m，自重17t，2×37kw鉆機(jī)）。同時(shí)在施工平臺(tái)上作業(yè)。采用二噴二攪工藝，并注意噴漿只能在自然泥面50cm以下進(jìn)行，避免了浮漿的產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)50天的連續(xù)施工完成了水下2181根水泥土攪拌樁，相比專(zhuān)用施工船舶施工工期減少一半，費(fèi)用減少200萬(wàn)，而且不影響塢口的其它項(xiàng)目同時(shí)施工，水下取樣（10根）28天平均強(qiáng)

13、度1.7Mpa。3.2鋼板樁圍堰施工鋼板樁圍堰的平面圖、剖面圖詳見(jiàn)圖3.1、圖3.2。圖3.1 圍堰剖面圖圖 3.2 圍堰平面圖鋼板樁型號(hào)主要為PU32（另有部分CAZ36鋼板樁兼顧下游永久性駁岸），共計(jì)765根。97年3月15日開(kāi)打第一根樁，同年8月31日圍堰鋼板樁順利合攏。外排鋼板樁長(zhǎng)32m，鎖口內(nèi)涂抹止水材料（殼牌油脂：100#瀝青=1：3），內(nèi)排鋼板樁樁長(zhǎng)26m。雙排鋼板樁之間用65鋼拉桿（88根）連接（=2400，標(biāo)高+3.00m）圍堰體內(nèi)填砂，表面用袋裝砂護(hù)面（填砂2.5萬(wàn)m3）。鋼板樁的沉樁選用打樁4#船施工。先用609鋼管樁與雙拼28#槽鋼在水上做一護(hù)樁定位導(dǎo)向架，用樁4#船掛

14、振動(dòng)錘插樁，再用柴油錘屏風(fēng)式錘擊打樁到位。在有水泥土攪拌樁加固區(qū)域內(nèi)，因在進(jìn)行水泥土攪拌樁施工時(shí)，已在圍堰鋼板樁樁位上正確留置了空位，故未因此而受到影響。沉樁施工時(shí)，樁身必然會(huì)產(chǎn)生向鎖口方向的傾斜，傾斜值累計(jì)到一定控制值時(shí)采用異形樁（另外加工）進(jìn)行糾偏，以保證鋼板樁墻體的垂直度與平面位置的正確。為盡快完成圍堰工程，圍堰鋼板樁從上下游二端先打，最后在中間合攏，以搶出時(shí)間進(jìn)行上下游二側(cè)的防滲堤施工，并且可以在水下水泥土攪拌樁施工的同時(shí)在下游側(cè)同時(shí)進(jìn)行圍堰鋼板樁的施工（此處無(wú)水泥土攪拌樁加固），但因此而帶來(lái)了圍堰鋼板樁最后的合攏問(wèn)題。鋼板樁墻體合攏有二個(gè)技術(shù)難題：一是最后合攏前鋼板樁墻體江岸二側(cè)的水

15、位差將會(huì)使已逐步形成的墻體隨著潮水變化擺動(dòng)而影響安全。二是最后合攏時(shí)合攏樁必須與已沉樁到位的上下游二側(cè)的樁體鎖口可靠鎖合，成為一連續(xù)的墻體。為此，在合攏前在已形成的墻體上選擇不同處的5根鋼板樁，乘低潮時(shí)在+2.5m處割開(kāi)并將其抽高，形成閘門(mén)式泄洪口，平衡墻體內(nèi)外的水位差（合攏后再將該泄洪口已抽高的樁身拉下關(guān)閉焊妥）。另外，在合攏處兩側(cè)20m范圍內(nèi)的鋼板樁沉樁前把二端已沉樁到位的鋼板樁用導(dǎo)梁連成整體，然后利用該導(dǎo)梁將該范圍的鋼板樁逐一仔細(xì)邊糾偏邊沉樁到位。最后的合攏樁，根據(jù)合攏口的尺寸定制并必須是二根或三根的組合樁，因組合樁上下游方向有很大的自由度，插入合攏口二側(cè)照片3.2 塢口圍堰建成后的鎖口

16、后，合攏樁有明顯的自我調(diào)節(jié)作用，采用上述措施后，合攏一次成功。圍堰鋼板樁完成后，即進(jìn)行拉桿安裝及圍堰內(nèi)填砂，填砂采用泥駁水上吹填方法，二條300t泥駁，4臺(tái)泥漿泵同時(shí)吹填，用時(shí)一個(gè)月多。吹填砂的同時(shí)進(jìn)行拉桿安裝。圍堰建成后成為南通市沿江防汛大堤的重要結(jié)構(gòu)（照片3.2），直至塢口結(jié)構(gòu)完成，圍堰拆除（本文沒(méi)有描述）后為止。4. 沉樁 本工程樁基形式有：鋼筋砼方樁、PHC管樁、鋼管樁、鋼板樁、箱型鋼板樁等。除裝焊平臺(tái)、公用電纜管溝等附屬工程為一般天然地基處理外，船塢主體，吊車(chē)道等水工結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)均為樁基支承。根據(jù)“先低標(biāo)高的樁，后高標(biāo)高的樁；先中間，后四周”的原則，沉樁施工順序如下為：1.塢室底板樁 2

17、.塢口、水泵房樁 3.塢墻承臺(tái)樁、錨碇樁、吊車(chē)道樁 4.塢墻鋼板樁 5.塢口止水鋼板樁 6.泵房廊道樁及塢口其它樁。 4.1 數(shù)量見(jiàn)表4.1表4.1 沉樁量一攬表（不包括鋼板樁）樁基名稱(chēng)數(shù)量(根)規(guī)格起始時(shí)間完成日期塢室底板樁1416500×500×（26m、29m）600PHC×（24、26、27、28、29m）600PHC×（24、26、27、28、29m）96.12.1898.01.03塢口底板樁305800PHC×22m97.02.0397.03.09泵房底板樁86800PHC×20m97.01.0197.03.09泵房廊道樁

18、30609×12鋼管樁×（12、14、15、22、38m）98.01.1598.12.01吊車(chē)道樁 300T521600PHC×（32、33、34、35、37m）609×12鋼管樁×（32、33、35m）（16根）97.02.2198.01.07 150T510600PHC×37m97.03.3197.07.05 40T166600PHC×（32、36、37m）600×600×36m609×12鋼管樁×（36、37m）（27根）97.02.2898.11.29塢墻承臺(tái)樁357600PH

19、C×（32、33、34、35、36、37、38、39m）97.03.0598.01.12 錨碇樁714800PHC×15m609×12鋼管樁×15m(21根)97.01.0398.11.294.2 地質(zhì)狀況見(jiàn)圖4.1圖4.1 地質(zhì)情況示意圖 4.3 塢口水上深送樁塢口大底板樁基為Æ800PHC樁，為水上深送，當(dāng)時(shí)泥面標(biāo)高為±0m，水位約+4.0m左右，樁頂標(biāo)高為-9.25m-13.45m，施工允許水域范圍210m×90m，作業(yè)時(shí)間6:0020:30，采用三航樁8#，掛D-100錘。（照片4.1）水上深送采用“分組插樁，二次錘

20、擊到位”的方法，既先插一組樁至水面平，一次插樁不宜過(guò)多，以78根為好；順序以排架形式為一組；插樁時(shí)一定要保證樁身的垂直度，穩(wěn)樁后，不要再動(dòng)纜繩調(diào)整樁位，然后再用送樁管按順序?qū)⒏鳂端椭翗?biāo)高。送樁前后須注意及時(shí)清除送樁管內(nèi)的淤泥，以利送樁管的順利提拔。照片4.1 水上深送樁4.4陸上鋼筋砼樁沉樁本工程樁基以第5層土作持力層，由于在開(kāi)工前未進(jìn)行試樁工作，原設(shè)計(jì)采用500mm×500mm斷面的非預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，而這種樁要穿過(guò)土質(zhì)分布極不均勻，標(biāo)貫擊數(shù)為23的3-3層粉砂土極其困難，致使樁頂破碎，送樁管拔不出。設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將方樁改為PHC609AB型砼管樁。沉樁控制以標(biāo)高控制為主

21、貫入度作為校核。當(dāng)貫入度已達(dá)到控制貫入度，而樁尖標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，繼續(xù)錘擊10cm（或錘擊3050擊），其平均貫入度不應(yīng)大于控制貫入度。3-3層為密實(shí)粉砂土層，采用6.5t和8t柴油打樁錘錘擊，錘擊數(shù)大多在2000擊左右，個(gè)別達(dá)3000多擊，甚至達(dá)4000多擊（樁長(zhǎng)29m，送樁10m），貫入度小于10mm。開(kāi)始施工時(shí)損樁較多，后采取了一些措施，如采用10cm厚的夾板樁墊，使樁墊變形后仍保持一定的厚度和彈性；對(duì)替打進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，保證替打與樁頭有效的均布接觸，減少樁頭的破損率等。又由于3-3層土質(zhì)厚度由岸側(cè)向江側(cè)逐漸減少，沉樁質(zhì)量也大幅提高，由剛開(kāi)始的補(bǔ)樁率1.69%降低到0.2%。 4.5

22、塢墻鋼板樁 塢墻鋼板樁采用盧森堡進(jìn)口的CAZ36鋼板樁，兼作止水墻及永久性塢壁結(jié)構(gòu)，塢墻鋼板樁平面圖如圖4.1，CAZ36鋼板樁結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4.2，在國(guó)內(nèi)工程上的運(yùn)用和施工尚屬首次。塢墻鋼板樁樁頂標(biāo)高+4.0米，樁頂嵌入上部鋼筋砼承臺(tái)0.5米，樁尖標(biāo)高-21.0米。作為塢壁結(jié)構(gòu)的CAZ36鋼板樁共計(jì)585根，鋼板樁之間通過(guò)兩邊鎖口咬合連成整體，鎖口內(nèi)灌注由瀝青、油脂混溶配置的止水材料，形成封閉的止水墻。圖4.1 塢墻鋼板樁平面圖 圖4.2 CAZ36鋼板樁拼裝詳圖普通CAZ36組合鋼板樁由25米的AZ36成品樁和20米的AZ36成品樁在專(zhuān)業(yè)制作車(chē)間加工拼焊而成，經(jīng)過(guò)切割、調(diào)直、焊接、打磨等數(shù)道工序

23、，成為橫斷面為六邊形的箱形樁體。由于組合鋼板樁兩面不等長(zhǎng)（長(zhǎng)面向塢室），故為偏心樁，一根普通樁重約11噸。下塢樓梯處的轉(zhuǎn)角樁即在普通樁側(cè)面加焊一個(gè)連接鎖口而成.楔形糾偏樁則根據(jù)實(shí)測(cè)偏差，相應(yīng)在普通樁的翼板上進(jìn)行尺寸修正，加焊鋼板而成。CAZ36鋼板樁作為船塢塢壁，直接暴露在外，故對(duì)其外觀(guān)要求遠(yuǎn)比一般支護(hù)鋼板樁要高得多，所以相應(yīng)地對(duì)鋼板樁的偏位、垂直度要求很高。設(shè)計(jì)精度要求：樁頂水平偏差向塢內(nèi)為0，向塢墻后不得大于50mm；樁身垂直度為1/320。加上該樁為不對(duì)稱(chēng)偏心樁，對(duì)沉樁正位很不利，因此選擇合適的沉樁工藝對(duì)于鋼板樁的順利施工和質(zhì)量保證至關(guān)重要。在施工前曾去實(shí)地考察的澳大利亞的同類(lèi)工程中，鋼

24、板樁施工采用固定式通長(zhǎng)導(dǎo)架定位，液壓錘錘擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高，其鋼板樁長(zhǎng)21米，且在水上施工。這種施工工藝雖然有效地保證了沉樁質(zhì)量，但在本工程中，由于受施工條件、工程成本、機(jī)械設(shè)備、地質(zhì)條件、樁長(zhǎng)等因素影響，無(wú)法參照使用。在本工程施工過(guò)程中，充分利用地質(zhì)條件，結(jié)合振動(dòng)沉樁和錘擊沉樁兩者優(yōu)點(diǎn)，采用先插后錘屏風(fēng)式施工工藝。振動(dòng)錘功率為90KW，樁架有效高度為41米，振動(dòng)插樁深度一般為15米左右，在該深度范圍內(nèi)，土質(zhì)較松，振動(dòng)錘產(chǎn)生的上下振動(dòng)力，造成土體局部液化，減少了對(duì)樁的阻力，照片4.2 CAZ鋼板樁插樁從而在振動(dòng)體系的自重壓力下，樁被壓入土中。插樁深度15米比較適宜，如果入土太淺，泥面上鋼板樁高度較大

25、，則會(huì)受樁架高度限制，無(wú)法使下一根鋼板樁的鎖口套上，且在錘擊時(shí)因樁自由度過(guò)大，容易產(chǎn)生傾斜；如果入土太深，一方面沉樁困難，另一方面因?yàn)殇摪鍢吨g鎖口長(zhǎng)時(shí)間摩擦熱量高而局部發(fā)紅熔化造成變形損壞，鎖口間的止水材料也會(huì)熔化流失。振動(dòng)插樁時(shí)，在樁頂焊加勁板（厚3厘米，與沉樁方向平行）以便夾樁。插樁定位采用移動(dòng)式雙層剛性導(dǎo)架，導(dǎo)架由大型H型鋼焊接加工而成，該導(dǎo)架利用自重（約21噸）來(lái)限制鋼板樁的平面位置，很適合陸上沉樁（照片4.2）。由于CAZ36鋼板樁為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，塢室側(cè)長(zhǎng)25米，塢外側(cè)長(zhǎng)20米，所以，在插樁過(guò)程中，樁頂有向塢外傾倒的趨勢(shì)，因此，只要在下層導(dǎo)架塢室側(cè)和上層導(dǎo)架塢外側(cè)安裝限位滾輪即可，不

26、需要進(jìn)行四點(diǎn)限位。導(dǎo)架通過(guò)一邊燒焊在已經(jīng)插好的鋼板樁上，另一邊焊在樁架底部的走道鋼板來(lái)固定。一次可連續(xù)插樁7根，然后再移動(dòng)樁架重新定位。在插好一定數(shù)量的鋼板樁、機(jī)械設(shè)備互不影響后，再用柴油錘（錘型為D80）錘擊送至標(biāo)高。柴油錘采用三檔（四檔容易將樁頂打變形），錘擊數(shù)一般為2000擊左右，最后貫入度約為5mm。實(shí)踐證明：這種工藝切實(shí)可行，一般情況下，每天可插樁6根左右。因各種因素，鋼板樁在沉樁過(guò)程中易發(fā)生扇形傾斜，若不及時(shí)預(yù)防和修正，誤差累積將影響鋼板樁的施工質(zhì)量。我們采取通過(guò)優(yōu)化沉樁順序分組送插鋼板樁來(lái)減少傾斜，當(dāng)傾斜較大時(shí)，及時(shí)加工楔形樁一次糾偏到位，從而保證施工質(zhì)量。在前期沉樁中，出現(xiàn)了幾

27、處鎖口脫開(kāi)現(xiàn)象。主要是由于箱形鋼板樁剛度較大（尤其樁頂處焊有加勁板后），使得送樁時(shí)，鋼板樁無(wú)法象單片的拉森板樁一樣通過(guò)自身變形來(lái)消除沉樁時(shí)產(chǎn)生的對(duì)樁體的擠壓應(yīng)力，因此沉樁時(shí)，在錘擊力作用之下，鋼板樁應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，頂部鎖口向塢室內(nèi)擠出，造成鎖口脫開(kāi)（長(zhǎng)度約3m左右，脫開(kāi)鎖口在后道工序中已經(jīng)焊接補(bǔ)牢）。后采取割加勁板的方法，通過(guò)鋼板樁箱體的自身變形來(lái)減小擠壓應(yīng)力從而有效地防止了鎖口脫開(kāi)。但是加勁板割得太多，樁又容易產(chǎn)生扇形傾斜。在實(shí)際沉樁時(shí)可密切觀(guān)察樁頂水平軸線(xiàn)變化及鎖口間隙大小，采取相應(yīng)的措施，當(dāng)樁頂軸線(xiàn)折角較大、鎖口交合處間隙增大時(shí)，要割開(kāi)加勁板來(lái)預(yù)防脫開(kāi)。實(shí)踐表明：每610根鋼板樁割一

28、塊加勁板較為合適。采用這種措施后的沉樁施工中，再無(wú)鎖口脫開(kāi)現(xiàn)象。振動(dòng)插樁時(shí)，鋼板樁鎖口振動(dòng)磨擦發(fā)熱而造成鎖口間止水材料融化流失，影響止水效果。因此，在插樁時(shí)，在樁頂鎖口處連續(xù)澆水降溫以達(dá)到保護(hù)止水材料的目的。在最后的數(shù)十根鋼板樁（接近塢口）施工中，因施工總體需要，塢口降水使地下水位較低，土體含水量減少，磨擦角增大，不易液化，樁側(cè)阻力增大，造成沉樁困難（只能入土6m左右），受樁架高度影響無(wú)法滿(mǎn)足下根樁的插樁要求。后采取小面積水沖工藝，增加土體含水量，從而保證順利插樁。CAZ36塢墻鋼板樁施工分兩期，一期沉樁從97年3月15日至97年7月3日，兩臺(tái)樁架施工（一臺(tái)插樁，一臺(tái)送樁），共沉樁257根，二

29、期沉樁從98年1月16日至98年3月13日，三臺(tái)樁架施工（上下游各一臺(tái)樁架插樁，還有一臺(tái)樁架專(zhuān)門(mén)送樁），共完成326根。5. 降水與基坑開(kāi)挖5.1降水5.1.1降水井的布置船塢工程有大量的土方開(kāi)挖，其中塢室68m×323.5m范圍的基坑需挖土至-7.5m標(biāo)高，塢口區(qū)門(mén)墩開(kāi)挖至-9.5m標(biāo)高，水泵房開(kāi)挖至-13.5m標(biāo)高，開(kāi)挖深度達(dá)12m14m之間，現(xiàn)場(chǎng)的地下水位為地表以下約30cm左右，故在土方開(kāi)挖及塢室塢口結(jié)構(gòu)施工中必須考慮完整的降排水體系以利干施工。另外，為保證塢室施工時(shí)塢墻的穩(wěn)定，CAZ-36鋼板樁后側(cè)的地下水位在塢室開(kāi)挖前必須降至-4.0m以下，故在塢墻鋼板樁后側(cè)亦須同時(shí)布置

30、降水設(shè)施。施工現(xiàn)場(chǎng)整平后標(biāo)高為+4.5m左右，塢口區(qū)經(jīng)水上挖泥并完成止水鋼板樁施工后的地面標(biāo)高為±0.0m左右。地質(zhì)剖面物理參數(shù)為：-2層砂質(zhì)粉土埋深為-13m-23m左右，滲透系數(shù)為0.899m/d，-3層為粉砂層，埋深在-10m-28m左右，滲透系數(shù)為0.385m/d。根據(jù)本工程干船塢的特殊性，可考慮CAZ36鋼板樁的止水作用，即當(dāng)鋼板樁塢壁及塢口PU16止水鋼板樁形成之后，整個(gè)體系為一止水系統(tǒng)。根據(jù)施工要求以及現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，-2層的滲透系數(shù)為最大，且基本上為施工作業(yè)影響范圍，故主要考慮利用此地層降水，降水設(shè)施須進(jìn)入此地層。 圖5.1 降水深井結(jié)構(gòu)船塢區(qū)的降水采用鋼筋砼深井降水

31、工藝，布置排水明溝，集水井和鋼筋砼深井。深井結(jié)構(gòu)如圖5.1所示。深井管為預(yù)制，砼標(biāo)號(hào)R20，井管分節(jié)長(zhǎng)度分別為2m和4m，內(nèi)徑Æ300，外徑Æ360。端頭處預(yù)埋一圈30×3鐵皮及Æ6鋼筋，井底用一6鐵板封住。井管除最上節(jié)外均為濾水管，既在井壁管上布置Æ50400的透水孔，外裹一層聚乙烯塑料絲及一層60目尼龍紗布。深井鉆孔為Æ800，井管外側(cè)與鉆孔間采用中粗砂回填?；靥钪写稚皯?yīng)有良好的級(jí)配，含泥量不得超過(guò)規(guī)范要求。根據(jù)船塢底板的分塊，塢內(nèi)井的間距取為16m。挖土面標(biāo)高為 -7.5m，設(shè)計(jì)降水面標(biāo)高為-8.5m，每4口井為一降水井區(qū)間，對(duì)

32、角線(xiàn)長(zhǎng)度取為24m。對(duì)于滲透系數(shù)K=0.899m/d的粉砂而言，參考經(jīng)驗(yàn)值抽水影響半徑R=50m。取降水的水力坡度I=1:3，可得設(shè)計(jì)井深為17m。考慮井底的淤積及泵的吸水深度，取井深為18m。降水漏斗曲線(xiàn)見(jiàn)圖5.2所示。 圖5.2 降水漏斗曲線(xiàn)示意塢室內(nèi)井的間距為16m，塢墻后井的間距為18m，井深根據(jù)降水漏斗曲線(xiàn)分別取為18m和14m（后改為15m）。每個(gè)深井內(nèi)設(shè)置一臺(tái)0.75KW的潛水泵，功率為2t/h。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水位難以下降時(shí)，可增大泵的功率。所有深井以軟管系統(tǒng)相聯(lián)系，匯入集水坑中，然后以?xún)膳_(tái)80t/h的大泵排入長(zhǎng)江。塢口區(qū)的降排水體系須根據(jù)塢口的不同結(jié)構(gòu)來(lái)分別設(shè)計(jì)

33、,門(mén)墩及底板處的井深為16m，水泵房井深為20m。降水井布置匯總表位置井?dāng)?shù)（口）泥面高程（米）井長(zhǎng)（米）塢室區(qū)塢室內(nèi)80+4.518塢墻后46+4.514塢口區(qū)東門(mén)墩3±0.016西門(mén)墩2±0.016水泵房8±0.020底板8±0.016觀(guān)測(cè)井5+4.510總計(jì)1522502具體布置見(jiàn) 圖5.3 船塢降水深井布置圖。5.1.2.降水深井的施工 深井施工的流程為：測(cè)放井位鉆機(jī)到位開(kāi)挖泥漿池及循環(huán)池鉆孔清孔焊接吊放井管回填濾砂洗井安放潛水泵抽水營(yíng)運(yùn)。鉆機(jī)型號(hào)采用PJ-500，占用場(chǎng)地小，且移動(dòng)靈活，適宜在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)條件下作業(yè)。鉆孔方式同鉆孔灌注樁，成孔直徑為

34、0.8m，垂直度控制在1%以?xún)?nèi)，鉆孔深度須比深井設(shè)計(jì)長(zhǎng)度深50cm。鉆孔采用反循環(huán)鉆進(jìn)排渣，泥漿護(hù)壁，泥漿比重約為1.25×103kg/m3，施工時(shí)須及時(shí)添加膨脹土以增大泥漿比重。鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行清孔，將孔內(nèi)殘?jiān)疟M，保證成孔的直徑、長(zhǎng)度均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。此時(shí)泥漿比重稀釋至約1.131.17左右。吊放井管，管節(jié)采用電焊連接。根據(jù)透水層厚度，一般深井下部采用鋼筋砼濾水管，上部一節(jié)(4m)采用鋼筋砼井壁管。井管下至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，利用塑料布臨時(shí)封住管口，在管井外均勻回填中粗砂，直至泥面。砂的直徑應(yīng)大于23mm，含泥量小于3%。邊填砂邊用清水向井管內(nèi)沖洗，溢出的泥漿及時(shí)用泵抽走。填砂完畢后立

35、即放入潛水泵，剛開(kāi)始時(shí)抽出的皆為混水，此為成孔時(shí)的泥漿所致。抽水直至出水變清，此時(shí)一口深井方才施工完畢。 5.1.3.降水體系運(yùn)作降水體系形成之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以及開(kāi)挖的需要分層降低地下水位。在開(kāi)挖之前的一周內(nèi)，地下水位必須降至-4m標(biāo)高以滿(mǎn)足第一層開(kāi)挖要求。根據(jù)降水漏斗曲線(xiàn)此井內(nèi)控制水位標(biāo)高為-8.0m，隨開(kāi)挖的進(jìn)行再逐步降低控制抽水水位，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。塢室外井管理論抽水控制水位為-8.0m，抽水過(guò)程中須保證深井內(nèi)的動(dòng)水位在-8.0m以下，方可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。地下水位應(yīng)提前降至開(kāi)挖層面1m以下，在開(kāi)挖過(guò)程中，挖機(jī)及自卸車(chē)必須注意對(duì)深井及軟管系統(tǒng)的保護(hù)。深井的管頂砼可隨開(kāi)挖面的下降而逐步下

36、降。我們?cè)趦煽诔樗罹?dāng)中布置一口觀(guān)測(cè)井（井深10m），用于觀(guān)測(cè)地下水位。本工程共布置5口觀(guān)測(cè)井，觀(guān)測(cè)井的結(jié)構(gòu)及施工同抽水井。塢室內(nèi)及塢口區(qū)的地下水位值則通過(guò)每天選擇觀(guān)測(cè)井測(cè)得。在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中根據(jù)需要選取幾口典型井位，停抽24小時(shí)觀(guān)測(cè)其地下水位，取平均值即可作為此時(shí)塢室內(nèi)開(kāi)挖層面的地下水位值。塢室內(nèi)降水情況完全符合理論計(jì)算。剛成井時(shí)出水量非常大，潛水泵基本處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)。之后由于鋼板樁的止水作用，出水量逐漸變小。降水施工過(guò)程中水位變化參見(jiàn)圖5.4。圖5.4 降水施工過(guò)程中水位變化示意塢墻外由于降水區(qū)域處于開(kāi)敞狀態(tài)，地下水位變動(dòng)十分迅速。根據(jù)漏斗曲線(xiàn)理論計(jì)算，只要確保深井內(nèi)的動(dòng)水位在-8.0m

37、以下，即可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)鋼板樁上地下靜水位-4.0m的要求。根據(jù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，地下水位一般在-2.0m-4.2m之間變動(dòng)，最低時(shí)曾達(dá)到-5.4M的靜水位。與理論預(yù)計(jì)比較吻合。塢口區(qū)降水情況則又有所不同。塢口區(qū)的地下水位超過(guò)泥面，在止水鋼板樁還未完成之前，深井內(nèi)的出水十分迅猛，水泵稍微停一個(gè)小時(shí)，即可發(fā)現(xiàn)地下水位翻過(guò)深井管向外冒。待止水鋼板樁完成大部分之后，則出水也隨之穩(wěn)定，與塢室內(nèi)的情況相同。 在本工程的施工過(guò)程中，降水基本滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)與土方開(kāi)挖的要求，而且相對(duì)于其它的降水工藝，在成本控制上有了極大的節(jié)約。圖5.3 船塢降水深井布置圖 285.2.塢室挖土船塢塢室開(kāi)挖至-7.35m7.95m，（含江防大堤

38、1.5萬(wàn)m3），由于江防大堤的影響以及交叉作業(yè)的因素，施工分為大堤內(nèi)部分，江防大堤及大堤外部分。大堤外部分又分為塢室和塢口二個(gè)區(qū)間。具體工程量如下： 部位方量（m3）施工時(shí)間棄土方式塢室1#22#6268897.8.3098.4.20汽車(chē)外運(yùn)7500098.5.398.5.26汽車(chē)外運(yùn)12036898.6.399.12.26汽車(chē)外運(yùn)715098.12.2699.1.6水力沖排塢口22#26#3668598.6.1498.10.25船外運(yùn)合計(jì)34331797.8.3099.12.26船塢基坑開(kāi)挖塢室和塢口兩部分以大堤（即13軸線(xiàn)）為界，大堤內(nèi)的泥面標(biāo)高為+4m大堤外的河泥面平均標(biāo)高為+3.8m，

39、塢口為0.5m。開(kāi)挖時(shí)考慮到大堤的穩(wěn)定性，先開(kāi)挖1號(hào)至13號(hào)軸。為防止已建成的塢墻向塢室傾斜，塢室開(kāi)挖必須在塢墻與錨錠系統(tǒng)可靠聯(lián)體、錨錠墻前水泥土加固、錨錠梁前拋石及墻后降水至-4m后方可進(jìn)行。土方開(kāi)挖總體原則是“先塢尾再向大堤延伸，先中間后兩邊”的盆式開(kāi)挖方式。配4臺(tái)挖機(jī)，運(yùn)土斜坡道向塢室延伸，斜坡道寬度為10m，坡度1:10，坡道表面鋪30cm山坡石和20cm厚碎石。整個(gè)塢室開(kāi)挖自上而下分圖5.4 盆塢室式分層開(kāi)挖示意圖五個(gè)層次（圖5.4）：第一層次抽槽開(kāi)挖，開(kāi)始時(shí)兩邊各留10m寬的通道(盆口)，標(biāo)高+3.8m，以備后期開(kāi)挖時(shí)作為運(yùn)土通道，同時(shí)也可使得突然失去被動(dòng)土的鋼板樁塢墻內(nèi)應(yīng)力有個(gè)緩

40、變過(guò)程，中間“盆底”挖至-1.0m。第二層次繼續(xù)分別將“盆口”與“盆底”挖至-1.0及-5.5m。第三層次將堆在兩塢墻內(nèi)側(cè)的-1.0m“盆口”挖去至“盆底”-5.5m。第四層次開(kāi)挖由人工配合挖土機(jī)進(jìn)行，挖土深度為1.5m至7m標(biāo)高。此層作業(yè)與第三層次是同步，故仍可利用1m標(biāo)高上的予留接力平臺(tái)，在進(jìn)行此層土開(kāi)挖時(shí)必須注意對(duì)塢底板的予留外伸筋和樁頭的保護(hù)，樁四周采用人工清挖。第五層次為人工開(kāi)挖，根據(jù)底板砼和減壓排水系統(tǒng)的施工而展開(kāi)可分塊放線(xiàn)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)要求的底標(biāo)高，施工時(shí)要注意避免擾動(dòng)原狀土。待圍堰形成后可進(jìn)行大堤外塢室挖土，挖土工藝分二步進(jìn)行，第一步先以18軸至大堤開(kāi)挖，第二步待塢口砼澆注到一定厚

41、度后，再?gòu)?2軸至18軸開(kāi)挖，其開(kāi)挖方法和開(kāi)挖順序與大堤內(nèi)相同。連接段1522軸處塢室開(kāi)挖，在其它各段結(jié)構(gòu)基本完成后開(kāi)工，開(kāi)挖進(jìn)由中間向上、下游方向后退，最后部分開(kāi)挖通過(guò)水力沖排土完成。原大堤穿過(guò)船塢區(qū)1315軸，由于防汛要求，該大堤在施工初期不能拆除，同時(shí)也利用它作為施工初期的主干道。塢口圍堰建成并通過(guò)南通市水利防汛部門(mén)驗(yàn)收后即可拆除大堤，大堤拆除由中間向上、下游退挖，挖到與塢墻鋼板樁有一定臺(tái)階后，并順到塢室內(nèi)基坑開(kāi)挖，施工順序同前。 照片5.1 塢室基坑開(kāi)挖與底板施工同步進(jìn)行6.大體積砼施工及裂縫的防治本工程中現(xiàn)澆砼約10萬(wàn)m3。型式有箱形結(jié)構(gòu)（廊道），板塊結(jié)構(gòu)（塢底板），墩臺(tái)結(jié)構(gòu)（塢門(mén)墩

42、），墻板結(jié)構(gòu)（水泵房）等，大部分屬大體積砼，一般均又有抗?jié)B要求。上述砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較高，故在施工中必須加以重點(diǎn)控制。6.1 廊道結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生與防止船塢塢墻廊道為箱型結(jié)構(gòu)(圖6.1)，底板、墻體及頂板厚度均為80cm，伸縮段長(zhǎng)度為16m，為盡快將錨碇拉桿與底板錨接連體，以便塢室能開(kāi)挖作業(yè)，因而先施工廊道底板，一般在一 圖6.1 圖6.2個(gè)月后才會(huì)再進(jìn)行墻身砼的施工，但不久墻身普遍出現(xiàn)至上而下的垂直裂縫，每段伸縮段均出現(xiàn)3條以上，裂縫先從伸縮段長(zhǎng)度的中間出現(xiàn)，后又在伸縮段長(zhǎng)度的四分之一處再出現(xiàn)（計(jì)3條），部分結(jié)構(gòu)不久又在伸縮段長(zhǎng)度的八分之一處再繼續(xù)出現(xiàn)類(lèi)似裂縫（計(jì)7條）。裂縫寬度約0.2m

43、m。分析后認(rèn)為產(chǎn)生這類(lèi)裂縫的主要原因是墻體砼澆筑后必定要產(chǎn)生體積收縮，而已澆筑好的底板砼將會(huì)給墻體砼的收縮產(chǎn)生“約束”，從而引起墻體砼產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫(圖6.2)。找準(zhǔn)原因后即對(duì)施工次序進(jìn)行了調(diào)整，要求底板砼澆筑后盡快澆筑墻體砼（一般不超過(guò)七天）。因此時(shí)底板砼的收縮也還在進(jìn)行，相比原工藝而言，給塢墻墻體的收縮產(chǎn)生的“約束力”要小的多。采取上述措施后，墻體砼的裂縫再未出現(xiàn)過(guò)。因塢墻廊道頂板有吊車(chē)道梁結(jié)構(gòu)，而塢室開(kāi)挖后與塢墻連體的廊道結(jié)構(gòu)必定會(huì)產(chǎn)生向塢室的位移。為保證吊車(chē)道軸線(xiàn)的準(zhǔn)確，廊道頂板不得不在塢墻位移相對(duì)穩(wěn)定后才進(jìn)行澆筑（一般均在三個(gè)月以后）。因而由于同樣的原因，廊道頂板澆筑后不久即產(chǎn)

44、生了上述收縮裂縫。要徹底解決這類(lèi)裂縫的產(chǎn)生，必須盡量縮短墻體與頂板的間隔施工時(shí)間，但如何解決因先施工頂板而引起的吊車(chē)道軸線(xiàn)的位移是當(dāng)時(shí)尚未解決的一個(gè)課題。目前在外高橋船塢施工中，已將與塢墻廊道頂板結(jié)構(gòu)連體的吊車(chē)道結(jié)構(gòu)暫緩施工。即頂板澆筑仍然抓緊進(jìn)行，以避免約束裂縫的產(chǎn)生，吊車(chē)道結(jié)構(gòu)待塢墻位移相對(duì)穩(wěn)定后再施工。采取上述措施后，這類(lèi)問(wèn)題也得到了徹底解決。 6.2 砼面層表面微裂縫產(chǎn)生的原因分析與防治方法現(xiàn)澆砼面層特別是采用泵送砼施工的現(xiàn)澆砼面層，砼表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫的機(jī)率極大，幾乎達(dá)100%。南通船塢工程塢室底板現(xiàn)澆砼面積約2.4萬(wàn)m2、板厚0.8-1.4m，全部采用泵送砼施工。為預(yù)防砼表面裂縫的產(chǎn)

45、生，通過(guò)查閱大量的砼施工技術(shù)文獻(xiàn)，并結(jié)合以前的工程實(shí)例進(jìn)行研究分析，認(rèn)為：產(chǎn)生砼表層裂縫的根本原因是泵送砼的灰骨比太大，砼振搗后富余水泥砂漿浮集于砼表層，該層“浮漿”，特別是最頂層的浮漿，因砼的泌水集中于此，水灰比較大、強(qiáng)度較低（目前的條件還不可能將該層浮漿全部換掉），砼一旦受到任何應(yīng)力，該層“浮漿層”首先破壞，從而產(chǎn)生表層的裂縫。找準(zhǔn)原因以后，只要設(shè)法避免該層“浮漿”受力，即可基本解決裂縫的產(chǎn)生。而“浮漿”受力僅僅只是砼的收縮應(yīng)力，而砼的收縮應(yīng)力不外乎三種，具體分析與相應(yīng)的裂縫防治措施分述如下：1. 砼的干燥收縮。砼硬化后一旦失水，砼本體首先是頂層浮漿立即出現(xiàn)體積收縮，而頂層浮漿的強(qiáng)度較低，

46、裂縫必然產(chǎn)生。對(duì)此，只要注意加強(qiáng)砼的養(yǎng)護(hù)即可以解決此問(wèn)題，但不能澆水（原因后文有述）。為此我們?cè)跐仓琶鎸幽娼Y(jié)束后即在表層覆蓋一層塑料薄膜，因塑料薄膜阻止了砼內(nèi)部的水分蒸發(fā)，杜絕了砼失水的可能性。因而這類(lèi)裂縫得到了徹底的控制。2. 砼的溫差收縮。這種收縮一般不被人重視，是目前產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。砼水化過(guò)程中將有大量的熱量放出（現(xiàn)澆層厚度大時(shí)，這種情況更為突出），特別是澆筑后四天內(nèi)放熱量更為集中，若此時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水與砼表層溫差比較大時(shí)，表層砼受冷收縮，裂縫必然產(chǎn)生。為此我們?cè)谒芰夏ど显俑采w2層草袋，將砼與外界的溫度交換進(jìn)行隔離。船塢底板（厚度為1.01.4m）施工時(shí)外界氣溫5

47、6;C，而草袋塑料膜下的砼表層溫度達(dá)40°C，砼內(nèi)部溫度更是高達(dá)50°C，養(yǎng)護(hù)結(jié)束覆蓋層撤除后砼表層呈滲透狀，均無(wú)任何裂縫出現(xiàn)。需要說(shuō)明的是，采取保溫養(yǎng)護(hù)法時(shí)要注意保溫層撤除的時(shí)機(jī)，須在砼表層（10cm）內(nèi)埋設(shè)溫度計(jì)，當(dāng)該處溫度與外界溫差小于25°C時(shí)方可撤除保溫層。3. 砼碳化收縮。這種收縮更不曾被引起過(guò)重視，也是目前表層裂縫產(chǎn)生的主要原因，這種收縮裂縫一般在砼澆筑后2-3個(gè)月后出現(xiàn)，是目前出現(xiàn)機(jī)率極大的一種，也是幾種砼體積收縮中收縮率最大的一種（圖6.3）。砼水化后產(chǎn)生大量的氫氧化鈣（Ca(OH)2），它與空氣中的二氧化碳（CO2）反應(yīng)后生成碳酸鈣與水(Ca(

48、OH)2+CO2=CaCO3+H2O),但同時(shí)體積收縮而產(chǎn)生裂縫。為此我們用超量取代法在砼內(nèi)摻入一定數(shù)量的粉煤灰，粉煤灰中的細(xì)顆粒多呈球形，且較為致密，吸水性較小，而且還有一定的潤(rùn)滑作用，因而干縮性較小，抗裂性較好，水化熱較低。粉煤灰取代了20%的水泥，水泥用量相應(yīng)減少，對(duì)降低水化熱大有好處，又不影響砼的28天強(qiáng)度。更為有利的是粉煤灰的主要成份氧化硅（SiO2）、氧化鋁(Al2O3)將與砼內(nèi)的水泥水化生成物氫氧化鈣(Ca(OH)2)反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣（該兩生成物也是水泥與水反應(yīng)的生成物之一）：圖6.3xCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·nH

49、2O yCa(OH)2+Al2O3+mH2O=yCaO·Al2O3·nH2O上述反應(yīng)發(fā)生后降低了砼內(nèi)氫氧化鈣的含量，當(dāng)然也就減少了碳化收縮裂縫的產(chǎn)生。Ca(OH)2與粉煤灰反應(yīng)降低了堿性，理論上對(duì)鋼筋防銹不利，但根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量的研究證明，只要28天強(qiáng)度與基準(zhǔn)砼相等，可認(rèn)為對(duì)鋼筋防銹無(wú)不利影響。船塢底板砼采取上述措施（蓋塑料膜、草袋、砼摻粉煤灰）后，未曾出現(xiàn)大體積砼的溫差裂縫，表面碳化裂縫也大大減少，收到了極為滿(mǎn)意的效果。此方法也可推行運(yùn)用到碼頭現(xiàn)澆面層砼的防裂措施中去，南通船塢工程的工作船碼頭面層采用此方法后，面層砼沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何形式的微裂縫。6.3 船塢塢門(mén)墩大體積砼的防

50、裂措施船塢塢口的兩側(cè)高達(dá)12.8m的塢門(mén)墩與3.5m厚的大底板結(jié)構(gòu)上相聯(lián)，其中西塢墩還與水泵房結(jié)構(gòu)相聯(lián)，現(xiàn)澆砼總方量為2.2萬(wàn)立方米（砼標(biāo)號(hào)R30抗?jié)BS6）。因多種原因，無(wú)法采取諸如在砼內(nèi)埋設(shè)冷凝管，投放石塊，選用低水化熱水泥（實(shí)際采用425普通水泥），用低溫水?dāng)嚢璧瘸Ｒ?guī)的大體積砼施工措施。為防止大體積砼的溫度裂縫，我們?cè)谑┕ぶ谐藢?duì)砼原材料進(jìn)行常規(guī)的質(zhì)量控制外，同時(shí)再采取下述措施：1. 摻加粉煤灰（華能級(jí)灰）： 用超量取代法（超代系數(shù)1.2）取代20%的水泥，將水泥用量控制在300kg/m3左右。實(shí)際施工為：425普通水泥用量286320kg/m3，28天平均強(qiáng)度35Mpa左右，抗?jié)BS6以上

51、， s =1.53.5Mpa。2. 分層分塊澆筑： 結(jié)合具體的結(jié)構(gòu)，我們將塢口砼分為20次澆筑（最大一次澆筑量為3200m3）,以減少砼水化熱的積累（同時(shí)注意將兩次砼澆筑間隔時(shí)間控制在10天內(nèi)）。3. 采用保濕保溫養(yǎng)護(hù)： 砼澆筑后，面層采取如同塢底板的養(yǎng)護(hù)方法（鋪塑料膜，蓋草包）。而墩臺(tái)側(cè)面?zhèn)仍谀０宀鸪螅瑐?cè)面粘貼塑料膜后再掛聚乙烯泡沫板（厚20cm）保溫。盡管埋在塢墩內(nèi)部的溫度計(jì)顯示的溫度與外界氣溫最大相差40°C以上，但因有良好的隔熱層，墩臺(tái)砼均未出現(xiàn)溫差裂縫。4. 砼表層布置防裂鋼筋：設(shè)計(jì)圖中墩臺(tái)鋼筋為F25200，保護(hù)層70mm，很容易會(huì)順?shù)摻畛霈F(xiàn)裂縫，為此我們?cè)趬]墩的側(cè)面，

52、水泵房墻體（厚1m）側(cè)面均布置了6100的防裂鋼筋（此措施因各種原因沒(méi)有在東塢墩采取，后東塢墩果然出現(xiàn)了與鋼筋順直的裂縫）。安放防裂鋼筋后，塢墩及水泵房墻體均未出現(xiàn)上述保護(hù)層裂縫。通過(guò)南通船塢的施工實(shí)踐，積累了一些防治砼產(chǎn)生裂縫的經(jīng)驗(yàn)，如控制二次砼的澆筑間隔時(shí)間，大體積砼中大量摻加粉煤灰，采取保濕保溫養(yǎng)護(hù)，砼側(cè)面增加防裂筋等措施，均取得了較好的效果。但該工程中砼裂縫仍沒(méi)有得到全部滅絕（如廊道頂板的收縮微縫等），我們正在進(jìn)一步分析原因，繼續(xù)采取相應(yīng)措施，以利以后的工程中能有更好的收獲。7 建議與看法經(jīng)過(guò)本工程的施工實(shí)踐結(jié)合工程交付使用后的一些實(shí)際情況，特提出一些建議與看法，為以后類(lèi)似工程施工與設(shè)計(jì)時(shí)作參考1、 CAZ鋼板樁作為塢壁結(jié)構(gòu)兼顧止水墻在本工程中獲得成功，但鎖口之間嵌入的止水材料效果不理想，建議采用摻入一定比例的遇水膨脹材料，作為鎖口間的止水材料，效果將會(huì)有改觀(guān)。2、 塢墻廊道頂板上設(shè)有門(mén)式起重機(jī)軌道，為防止施工過(guò)程中塢墻廊道向塢室方向位移（屬正?，F(xiàn)象），故頂板待塢墻位移穩(wěn)定后再澆筑，但因此頂板砼出現(xiàn)許多約束裂縫，為此建