重力式碼頭施工技術(shù)

1、 重 力 式 碼 頭 概 述 重力式碼頭，顧名思義是靠自身重量來承受上部荷載及后方土壓力等荷載，以保持碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的建筑。 重力式碼頭適用于軟弱土層較薄，持力層頂面較高的地質(zhì)條件。 按結(jié)構(gòu)形式分，重力式碼頭分為：方塊重力式碼頭、空心方塊重力式碼頭、扶壁重力式碼頭、沉箱重力式碼頭及其他圬工重力式碼頭等。目 錄 1 基床施工 2. 方塊預(yù)制 3 方塊出運(yùn)裝船 4 方塊安裝 5 減壓棱體與倒濾層施工 6 上部結(jié)構(gòu)施工 基床施工包括基槽挖泥、基床拋石、基床夯實(shí)、基床整平等； 基床夯實(shí)分錘夯和爆夯兩種，根據(jù)基床面積、厚度及周邊環(huán)境條件選用； 基床整平有人工整平和機(jī)械整平兩種方式，視基床面積、工期及施工條

2、件決定。8m8m3 3 抓抓 斗斗 挖挖 泥泥 船船 挖挖 泥泥1.2 基 床 拋 石 1.2.1 1.2.1 拋石船舶選擇拋石船舶選擇 根據(jù)本工程海況，定位船可使用400t方駁，拋石船舶宜用小型(40m3)開體駁拋填，用方駁配反鏟或橫雞躉補(bǔ)拋。 1.2.2 1.2.2 拋石方法拋石方法 對(duì)于較厚基床，宜用定位船定位，開體(底)駁靠定位船拋填，方駁反鏟或橫雞躉補(bǔ)拋；對(duì)于太薄的基床，只能用方駁配反鏟或橫雞躉拋填。 1.2.3 1.2.3 拋石測(cè)量定位拋石測(cè)量定位 由于基槽驗(yàn)收、基床拋填過程中要進(jìn)行大量的水下斷面測(cè)量，為提高工作效率，拋石測(cè)量及定位用均RTK-GPS。 基床拋石用的定位船定位方法同

3、海堤拋石定位船定位。n1.2.4 1.2.4 基床拋石注意事項(xiàng)基床拋石注意事項(xiàng) 1) 基床拋石前要檢查基槽尺寸有無變化，如有變化要處理后才可拋石； 2) 對(duì)有回淤的港區(qū)應(yīng)有防淤措施。當(dāng)基槽底有含水率大于150%、厚度大于0.3m的回淤沉積物時(shí)，需進(jìn)行清淤； 3) 拋石基床的頂寬不能小于設(shè)計(jì)寬度，頂高不能超過既定的高程(如預(yù)留夯實(shí)量的高程)，也不宜低于既定高程0.5m； 4) 厚度大于2m錘夯的基床要分層拋填，分層拋填的基床上下層間不應(yīng)有回淤物； 5) 需夯實(shí)的基床要預(yù)留夯實(shí)量，預(yù)留夯實(shí)量由試夯確定，一般在10%-20%之間； 6) 大規(guī)模拋石前要作典型試驗(yàn)施工，以確定水流、風(fēng)浪、水位等對(duì)拋石位

4、置的影響。開體駁+ +定位船拋基床石橫雞囤+定位船拋基床石方駁反鏟+定位船拋基床石1.3 基 床 夯 實(shí)1.3.1 基床錘夯o1) 1) 錘夯設(shè)備錘夯設(shè)備 根據(jù)海況，可用400t方駁上面配履帶吊夯實(shí)基床。按規(guī)范規(guī)定的錘底壓強(qiáng)為40kpa-60kpa ，計(jì)算錘底面直徑和夯錘重量，夯錘落距可取2m-3m，每夯的沖擊能不小于120kj/m2，夯錘豎向設(shè)泄水通道。o2) 2) 基床錘夯方法基床錘夯方法 基床夯實(shí)采用縱橫方向相鄰夯點(diǎn)均接壓半夯的方式夯實(shí)。分初、復(fù)夯各一遍，每遍4夯次，共8夯次，以防基床局部隆起或漏夯。o3) 3) 基床錘夯定位基床錘夯定位 基床夯實(shí)采用GPS定位，分定船位或定錘位。定船位

5、是用GPS定打夯方駁的位置，再量出夯錘(吊鉤)與方駁的相對(duì)位置關(guān)系，從而定出夯點(diǎn)位置；定錘位是將GPS天線直接安裝在吊機(jī)扒桿頂上，天線與吊鉤(即夯錘)要在同一錘線上，即天線的平面坐標(biāo)就是夯錘的平面坐標(biāo)。天線的平面坐標(biāo)通過傳輸線傳到吊車駕駛室的電腦屏幕上，直接顯示出夯錘的位置，吊車司機(jī)根據(jù)電腦屏幕上的顯示，轉(zhuǎn)動(dòng)扒桿進(jìn)行夯實(shí)。打夯船10t夯錘40t吊機(jī)打夯后面層標(biāo)高基床面1.3.2 基床爆夯1) 1) 爆夯密實(shí)塊石基床的機(jī)理爆夯密實(shí)塊石基床的機(jī)理 藥包爆炸時(shí)將產(chǎn)生高溫、高壓、氣體膨脹，在水中產(chǎn)生沖擊波和氣泡脈動(dòng)，這些強(qiáng)烈壓力作用在拋石體時(shí)，造成拋石體棱角變形斷裂、破碎，隨之石塊之間發(fā)生位移，相對(duì)位

6、置發(fā)生變化，孔隙體積減少，基床拋石體被壓實(shí)。與此同時(shí)，藥包爆炸的一部分能量轉(zhuǎn)化為地震波，地震波使拋石基床出現(xiàn)顛簸和搖晃，拋石基床在這種垂直和水平方向震動(dòng)的作用下，使原有的松散穩(wěn)定結(jié)構(gòu)遭到破壞，石塊產(chǎn)生滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、錯(cuò)位，小石塊充填到大石塊的縫隙中，拋石體重新排列組合、密度增大，達(dá)到拋填體在更高載荷下的穩(wěn)定平衡。同時(shí)，由于膨脹氣體產(chǎn)生的高壓作用將使拋填體受到“錘擊”效應(yīng)，從而使拋填體達(dá)到進(jìn)一步密實(shí)。水下爆破夯實(shí)拋石體實(shí)際上是爆炸引起的沖擊波、高壓氣體脈動(dòng)、地震波及流體運(yùn)動(dòng)與拋石體相互作用的結(jié)果。2) 2) 爆夯施工操作步驟爆夯施工操作步驟 a) 船上制作藥包，放置起爆頭，引出導(dǎo)爆索或塑料導(dǎo)爆管；備

7、好配重體；按爆夯設(shè)計(jì)數(shù)量的藥包放于船舷上備用； b) 將藥包與配重體相連，并接好漂浮物，放置好控制繩索； c) 施工船拋八字錨在爆夯區(qū)定位，錨長(zhǎng)大于100m； d) 用GPS確定垂直于基床軸線的布藥位置，按照指揮員的口令將爆夯單元同步放于水面； e) 按照指揮員的口令，同步放藥包至基床的表面，并保護(hù)好引出的導(dǎo)爆索； f) 移船至下一個(gè)布藥位置，按d）e）步循環(huán)施工，直至完成整個(gè)布藥范圍； g)將布設(shè)完成的導(dǎo)爆索或?qū)П芤€做成起爆頭并放于浮漂待用； h) 施工船撤離爆區(qū)至安全位置，經(jīng)安全檢查確認(rèn)安全后起爆夯實(shí)?；裁鎸?dǎo)爆索藥包八字錨爆夯作業(yè)船100m爆夯布藥方向藥 包 制 作藥 包 沉 放起

8、爆1.4 基 床 整 平 1.4.1 1.4.1 整平設(shè)備整平設(shè)備 整平船：用基床夯實(shí)用的方駁，并兼作潛水船；潛水設(shè)備及相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器：GPS、全站儀及水準(zhǔn)儀等。 1.4.2 1.4.2 整平準(zhǔn)備工作整平準(zhǔn)備工作 1) 預(yù)制長(zhǎng)30cm寬30cm厚20cm和長(zhǎng)25cm寬25cm厚10cm兩種規(guī)格的混凝土小方塊，以備潛水員找點(diǎn)時(shí)使用； 2) 切割厚度5mm-20mm的厚度不同的小鋼板，以備調(diào)整軌道高程時(shí)使用； 3) 測(cè)量標(biāo)桿制作：特制的測(cè)量標(biāo)桿制作要求：A) 標(biāo)桿要密封焊接，鋼管內(nèi)不得進(jìn)水；B) 在海水中標(biāo)桿的總重量要與所受的浮力大致相等，以便潛水員操作使用； 4) 制作整平導(dǎo)軌和刮道； 5) 材

9、料準(zhǔn)備：備足充分的蛇皮袋、尼龍繩等水下整平的常規(guī)材料，用于給潛水員供應(yīng)整平材料、下放鋼軌、刮道等； 天 線錘 球 吊 桿錘 球調(diào) 節(jié) 拉 桿基 床 測(cè) 量 標(biāo)桿示 意 圖浮 筒2 0 m2 m6 m 5 0 m m無 縫 鋼 管3 m 板 尺封 底 鋼 板1 4 m 8 0 m m無 縫 鋼 管w2 2 基床整平高程控制測(cè)量基床整平高程控制測(cè)量 高程的測(cè)量，是整個(gè)基床整平施工的重點(diǎn)。 a) 基床整平高程控制測(cè)量的主要內(nèi)容 墊塊頂標(biāo)高測(cè)量；導(dǎo)軌頂標(biāo)高測(cè)量；補(bǔ)拋頂標(biāo)高控制測(cè)量；基床頂標(biāo)高控制與驗(yàn)收。 b) 基床整平高程控制控制測(cè)量方法 基床整平高程控制控制測(cè)量方法有二：w 方法一：由GPS定點(diǎn)定位

10、、全站儀標(biāo)高測(cè)量，具體方法為： 在距待測(cè)點(diǎn)較近、通視良好的位置設(shè)置測(cè)站，坐標(biāo)、高程已知； 標(biāo)桿定位在待測(cè)點(diǎn)上并扶正（通過頂端懸掛測(cè)錘判定）；全站儀讀出標(biāo)桿頂塔尺讀數(shù)，計(jì)算該處高程。 方法二：由GPS定點(diǎn)定位、RTKN手簿直接讀高程，具體方法為： 標(biāo)桿定位在待測(cè)點(diǎn)上并扶正； 轉(zhuǎn)換標(biāo)桿頂端GPS測(cè)量的手簿工作狀態(tài)，置于高程測(cè)量功能，讀出標(biāo)桿頂?shù)腉PS天線高程； 根據(jù)標(biāo)桿上的天線標(biāo)高和標(biāo)桿長(zhǎng)度，計(jì)算出水底待測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。兩種測(cè)量高程方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 方法一方法二備注優(yōu)點(diǎn)1.光學(xué)測(cè)量，測(cè)量精度可以分析，測(cè)量誤差人為控制；2.衛(wèi)星信號(hào)的影響??；3.測(cè)量數(shù)據(jù)可靠。1.全GPS衛(wèi)星測(cè)量，不受距離、通視、能見度的限

11、制；2.測(cè)量誤差因素單一；3.測(cè)量速度快，操作簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)1.測(cè)量操作復(fù)雜，需要較多的人和測(cè)量設(shè)備；2.受距離、通視、能見度影響大；3.影響測(cè)量誤差的因素多，存在誤差的疊加。1.單次測(cè)量的精度不高，高程誤差在1025mm 范圍；2.受衛(wèi)星信號(hào)限制，個(gè)別時(shí)段無法測(cè)量或精度較差；3.測(cè)量成果不易檢查。 為更好地發(fā)揮兩種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)，減少其缺點(diǎn)對(duì)施工的影響，在實(shí)際施工過程中應(yīng)針對(duì)不同的測(cè)量?jī)?nèi)容，采用不同的測(cè)量方法。如用方法一測(cè)量導(dǎo)軌頂標(biāo)高，用方法二測(cè)量補(bǔ)拋高程。使高程測(cè)量既能滿足施工精度要求，又能提高測(cè)量速度，滿足進(jìn)度要求。3) 3) 導(dǎo)軌安裝導(dǎo)軌安裝 一排墊塊安裝完成后，立即進(jìn)行該排墊塊上的導(dǎo)軌安

12、裝。導(dǎo)軌安裝施工步驟為： 定位船移位，船舷一側(cè)與導(dǎo)軌位置重合；將導(dǎo)軌兩端用16白棕繩栓住，自整平船船舷處下放到基床上；潛水員在水下調(diào)整導(dǎo)軌位置，使之安放在墊塊上，解開繩索；用標(biāo)桿測(cè)量導(dǎo)軌平面位置和頂面標(biāo)高，用厚薄不等的鋼板墊在墊塊與軌道之間調(diào)整導(dǎo)軌標(biāo)高，使導(dǎo)軌順直的安放在準(zhǔn)確位置，頂標(biāo)高為設(shè)計(jì)基床頂標(biāo)高；將石塊堆碼在導(dǎo)軌兩側(cè)，使導(dǎo)軌固定；依次進(jìn)行下一導(dǎo)軌的安裝，導(dǎo)軌間接頭處應(yīng)無明顯的錯(cuò)開和空隙。 前沿的導(dǎo)軌是方塊安裝的基準(zhǔn)線，故安放的平面位置一定要準(zhǔn)確。511刮 道 浮鼓式下料漏斗混凝土方塊圖5-9-5 導(dǎo)軌刮道法整平導(dǎo)軌浮筒測(cè)尺錨纜導(dǎo)軌混凝土方塊511511511下料豎管錨纜二片石墊實(shí)點(diǎn)潛水

13、工作船整平船刮道 浮鼓式下料漏斗d）整平30cm25cm15cm 混凝土方塊c）測(cè)導(dǎo)軌頂標(biāo)高整平船水平儀觀測(cè)浮筒導(dǎo)軌移船方向二片石墊實(shí)點(diǎn)錨纜整平船錨纜潛水工作船水 下 整 平1.5 基 床 驗(yàn) 收 o基床整平是基床施工的最后一道工序，整平完成后，對(duì)基床的整平效果，即整個(gè)基床進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收用測(cè)量標(biāo)桿配合全站儀進(jìn)行。o驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：按照 港口工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(JTJ221-98) 所規(guī)定，驗(yàn)收內(nèi)容有： 整平范圍和方法符合規(guī)范規(guī)定； 基床頂面的坡度符合設(shè)計(jì)要求；o整平的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法符合以下規(guī)定：n頂面標(biāo)高允許誤差：細(xì) 平：50mm； 極細(xì)平：30mmn檢查數(shù)量：每2m一個(gè)檢查斷面，每個(gè)斷

14、面的單元測(cè)點(diǎn)數(shù)量為 (n-1)2，其中n為整平導(dǎo)軌條數(shù)。w本工程方塊有凹凸榫，要特別注意凹凸榫的配合不可出現(xiàn)公榫大，母榫小而無法安裝的現(xiàn)象；w方塊堆存場(chǎng)地要平，避免多層堆放時(shí)地面不平使底層方塊受力不均，產(chǎn)生彎矩使底層方塊斷裂；w卸荷板系單向受彎構(gòu)件，一般只要上層配筋即可。3 方塊出運(yùn) 裝船w因方塊體積大，重量重，故一般用龍門吊脫模、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆存。故預(yù)制場(chǎng)地、堆存場(chǎng)地要在龍門吊的復(fù)蓋之下；w方塊裝船也使用龍門吊直接裝船，故裝運(yùn)方塊的碼頭、方駁也要在龍門吊的復(fù)蓋之下；w方塊出運(yùn)碼頭視水深條件而建設(shè)，水深條件好宜用挖入式港池，方駁進(jìn)入港池，龍門吊跨挖入式港池將方塊裝上船。w水深條件較差宜用外伸式棧橋，

15、方駁進(jìn)入外伸式棧橋中間，龍門吊上棧橋?qū)⒎綁K裝上船。方方 駁駁方塊方塊方塊龍門吊軌道挖入式港池海岸方方 駁駁龍門吊方塊方塊海岸棧棧 橋橋棧橋碼頭軌道方塊方塊方塊方塊方塊 方塊安裝前先檢查基床和方塊，若有破壞、淤積要先處理； 底層方塊安裝時(shí)，潛水員在水下以前沿導(dǎo)軌為基準(zhǔn)線，用自制卡尺控制方塊安裝位置，如圖示。方方 塊塊導(dǎo)導(dǎo) 軌軌卡卡 尺尺基基 床床第二層以上各層方塊安裝應(yīng)設(shè)置基準(zhǔn)線，并參照 方塊轉(zhuǎn)角等特征線控制位置；方塊要分層、分段安裝，階梯形推進(jìn)；底層方塊和安裝后不露出水面的方塊，安裝后要復(fù)核位置和高程；露出水面的方塊用測(cè)量?jī)x器控制其位置和高程；方塊安裝不僅要控制單個(gè)方塊安裝誤差，還要控制累積誤差，若累積誤差(碼頭分段長(zhǎng)度)超標(biāo)，可預(yù)制調(diào)整專用方塊消除累積誤差；除沉降縫外方塊安裝不能出現(xiàn)通縫。 上部結(jié)構(gòu)主要指胸墻，其他還有系船柱、靠船構(gòu)件等等； 胸墻施工系常規(guī)混凝土工程，需注意的事項(xiàng)有： 1) 因模板前沿臨海，應(yīng)在頂層方塊上預(yù)留安裝胸墻模板的預(yù)埋件； 2) 胸墻是碼頭的外露部分，外觀質(zhì)量較重要，模板要進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，剛度要留有一定的余地； 3) 胸墻底部處于水位變動(dòng)