黃海祥　曹恒

（中交四航局三公司　廣東　湛江　524009）

天盛新舊碼頭連接縫解決方案

黃海祥曹恒

（中交四航局三公司廣東湛江524009）

新舊碼頭接縫處的模板設(shè)計(jì)是解決該處水下混凝土澆注的關(guān)鍵，本文分析了該處施工存在的難點(diǎn)，并介紹如何通過一些常規(guī)的施工方法解決該處水下混凝土的澆注。

模板的設(shè)計(jì)；水下混凝土澆注

廣西天盛港務(wù)有限公司欽州港10萬(wàn)噸級(jí)散貨碼頭水工工程位于廣西欽州市欽州港果子山東南約500m處，東南連接已建的天盛7萬(wàn)噸級(jí)散貨碼頭，設(shè)計(jì)的10萬(wàn)噸級(jí)碼頭結(jié)構(gòu)型式與舊碼頭一致，均為岸壁重力式。均采用薄壁圓筒結(jié)構(gòu)圓筒，圓筒直徑18m，高度為18.3m。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在新舊碼頭的連接處，需要澆注280m3的C30水下混凝土，如圖1所示；該處水下混凝土把新舊碼頭連接起來(lái)，避免后方的漏砂。

圖1

1　接縫處特點(diǎn)、難點(diǎn)

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)天盛碼頭施工現(xiàn)場(chǎng)水流在退潮時(shí)候，水流較急，該處水流從岸側(cè)向海測(cè)流動(dòng)，潛水員在無(wú)法作業(yè)，待漲潮及平潮時(shí)候，水流平緩，水流與風(fēng)向一致。并且澆注該處的水下混凝土存在難點(diǎn)：①原有7萬(wàn)噸煤碼頭的圓筒沒有設(shè)計(jì)耳朵，在光滑的薄壁圓筒上難以安裝并加固鋼模板；澆注18.3m高的水下混凝土，模板的承載力將如何考慮；②新舊碼頭的圓筒底不在同一高程面上，另外還需要定制缺口模板；③新舊碼頭的圓筒實(shí)際安裝垂直度對(duì)縫寬影響較大，每塊模板拼接上下兩層產(chǎn)生的錯(cuò)牙，易導(dǎo)致模板不嚴(yán)密而漏漿。

2　施工對(duì)策

（1）接縫處的模板的設(shè)計(jì)及安裝是該處水下混凝土澆注的關(guān)鍵。模板如采用普通的鋼模板是無(wú)法滿足該處施工的需要，項(xiàng)目部組織各方技術(shù)骨干，經(jīng)過反復(fù)的方案比選，方案優(yōu)化，研究得到采用預(yù)制的混凝土塊作為該處的模板最為妥當(dāng)，混凝土塊模板較鋼模有如下優(yōu)點(diǎn)：

①省去拆除模板，與水下混凝土緊密粘結(jié)在一起。

②可以預(yù)制出一種可以滿足接縫的模板，不需每塊模板按照縫寬來(lái)定制。

③預(yù)制混凝土塊的寬度足夠大，能有效的避開上下層模板的錯(cuò)牙的漏漿。

（2）為了接縫出圓筒不在同一高程面上，基礎(chǔ)擬采用拋石整平基礎(chǔ)，基礎(chǔ)高程定在舊碼頭圓筒的墻身與前趾的交界處。

（3）根據(jù)實(shí)際接縫寬度設(shè)計(jì)出兩種混凝土插塊：接縫插塊1、接縫插塊2。結(jié)構(gòu)型式如圖2。

圖2

①插塊設(shè)計(jì)為梯形形狀，梯形短邊設(shè)計(jì)比接縫最小縫寬更小，而長(zhǎng)邊的設(shè)計(jì)需比接縫最大縫寬大，為了確保插塊能與圓筒的弧度邊有效的卡緊。

②一側(cè)設(shè)計(jì)帶耳朵，為了與圓筒的耳朵相頂靠。

③為了保證插塊的安裝穩(wěn)定，插塊的寬度設(shè)計(jì)的足夠保證安裝平穩(wěn)，并且能有效避免上下插塊的錯(cuò)牙導(dǎo)致的漏漿。

④上下兩層設(shè)計(jì)暗吊環(huán)用于吊運(yùn)安裝。

⑤接縫插塊1設(shè)計(jì)明拉環(huán)用于安裝拉桿安裝的連接卡環(huán)的連接，接縫插塊2設(shè)計(jì)預(yù)留孔φ60mm，拉環(huán)與預(yù)留孔須在同一設(shè)計(jì)平面上。

⑥拉桿的螺牙設(shè)計(jì)得足夠長(zhǎng)，由于于插塊的距離存在一定差別，設(shè)計(jì)的足夠長(zhǎng)，設(shè)計(jì)30cm長(zhǎng)。

（4）其他計(jì)算

①混凝土側(cè)壓力計(jì)算：

式中：F——新澆注混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（kN/m2）；

γc——混凝土的重力密度（kN/m3），水下混凝土重力密度采用15kN/m3；

t0——新澆注混凝土初凝時(shí)間，計(jì)算用6h；

β1——外加劑影響修正系數(shù)，摻有緩凝劑的外加劑取1.2；

β2——混凝土塌落度影響修正系數(shù)，取1.15；

V——混凝土澆注速度（m/h），擬混凝土澆注40m3/h，該區(qū)域面積為7.28m2，澆注速度為5.5m/h。

混凝土有效壓頭高度h=F/γc=64/15=4.27m；新舊碼頭接縫處水下混凝土的澆注不采震動(dòng)棒振搗，實(shí)際側(cè)壓力比計(jì)算值小。

②拉桿、螺帽、卡環(huán)受力計(jì)算選型。

由于接縫插塊1安裝完成后立即回填倒濾料，接縫插塊1受到的混凝土側(cè)壓力不做驗(yàn)算。

單塊接縫插塊2所受到的有效側(cè)壓力為：

單塊接縫插塊2設(shè)計(jì)4根拉桿，平均每根拉桿受力為：

擬采用φ20圓鋼作為拉桿：

符合。

根據(jù)《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》中常用對(duì)拉螺栓性能表中M20螺栓容許拉力為38.2kN，大于F拉，由于計(jì)算值略大于受力，為了確保施工的安全性，擬采用雙螺帽上緊拉桿，確保受力。

根據(jù)F拉=37.7kN/根，擬采用5t卡環(huán)作為兩種插塊的連接。

3　施工思路、順序及流程

天盛碼頭施工現(xiàn)場(chǎng)水流在退潮時(shí)候，水流較急，該處水流從岸側(cè)向海測(cè)流動(dòng)，潛水員在無(wú)法作業(yè)，漲潮及平潮時(shí)候，水流平緩，水流與風(fēng)向一致。因此在選擇插塊安裝順序上，首先選擇安裝接縫插塊1，首先能有效止住該處的水流，便于后續(xù)施工，其次在安裝的之后，不會(huì)被水流的擾動(dòng)破壞安裝成果。

待10萬(wàn)噸碼頭第一個(gè)圓筒安裝完成，實(shí)際測(cè)量新舊圓筒之間的距離；預(yù)制設(shè)計(jì)型式的插塊，同時(shí)對(duì)插塊水下安裝位置進(jìn)行拋石，放軌水下整平接縫插塊1和接縫插塊2所在位置；然后立即安裝第一塊已經(jīng)預(yù)制接縫插塊1，和第一塊接縫插塊2。在調(diào)節(jié)到大致位置后，穿φ20的拉桿通過接縫插塊2，與接縫插塊1連接，上緊墊片與螺母；然后用同樣的方法安裝第二塊插塊1、第二塊插塊2，并進(jìn)行加固，…；后方拋填倒濾料及潛水員進(jìn)行水下檢查和堵縫可同時(shí)進(jìn)行；完成后澆注水下C30混凝土。

圖3

4　施工機(jī)械及人員（如表1～2）

5　實(shí)際施工

5.1預(yù)制接縫插塊1及接縫插塊2

預(yù)制插塊根據(jù)接縫的大小同時(shí)需要兼顧現(xiàn)場(chǎng)吊機(jī)的起重能力和經(jīng)濟(jì)的原則而設(shè)計(jì)，接縫插塊1設(shè)定為塊體高度為0.75m，斷面形狀如圖4所示，每塊塊體混凝土方量為3.30m3；接縫插塊2設(shè)定塊體長(zhǎng)度為1.5m，斷面形狀如圖4，每塊塊體混凝土方量為1.82m3；插塊1及插塊2在端部均需要設(shè)置暗吊環(huán)用于吊裝；插塊1需要預(yù)埋用于2個(gè)內(nèi)徑不小于15cm的明拉環(huán)，插塊1又分成A型及B型，兩種型式區(qū)別在于設(shè)置的兩個(gè)明拉環(huán)位置不同，安裝時(shí)候需根據(jù)插塊2的孔位對(duì)齊便于拉桿正位；插塊2需要預(yù)留4個(gè)φ6cm的孔，用于穿拉桿及加固。

表1　所需機(jī)械列表

表2　所需人員列表

圖4

5.2拋石整平

由于10萬(wàn)噸泊位的圓筒位置腳趾有斜坡，不利于穩(wěn)定安裝插板1和插板2，因此在高度上需要拋填二片石至7萬(wàn)噸泊位圓筒的最墻身與腳趾的連接處，然后潛水員水下整平。

圖5

5.3安裝接縫插塊1及接縫插塊2并加固

安裝的過程選擇在平潮或漲潮。首先安裝接縫插塊1，25T吊機(jī)起吊接縫插塊1，通過系繩牽引插塊，避開胸墻后，根據(jù)水流的引導(dǎo)使得接縫插塊1順著圓筒壁垂直平穩(wěn)安裝到整平基礎(chǔ)上。插塊1安裝兩塊完成后，立即進(jìn)行插塊2安裝；插塊2也用相同的方法吊到指定位置，潛水員在水下探摸確定插塊與圓筒壁沒有空隙后即可安裝拉桿，插塊在不解吊鉤的情況下由潛水員用拉桿、卡環(huán)把插塊1與插塊2進(jìn)行對(duì)拉連接，確保插塊2不翻倒。首先在一側(cè)已穿上螺帽，并在拉桿穿透過插塊2后裝了另一側(cè)的螺帽，然后用5t卡環(huán)把插塊1與插塊2連接完成，再把所有的螺帽擰緊，在確保插塊1及插塊2連接牢固后再進(jìn)行第二層插塊安裝，安裝的方法相同，直至安裝到7萬(wàn)噸碼頭胸墻底部。由于7萬(wàn)噸泊位與10萬(wàn)噸泊位圓筒頂部有1m高差，剩余部分也外露于水面，在乘低潮時(shí)候安裝模板并同常規(guī)方法加固完成。

5.4檢查和堵縫

在完成安裝接縫插塊的安裝后，潛水員立即對(duì)每個(gè)接縫插塊和對(duì)拉拉桿進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)拉桿加固不牢或者插塊移位的，立即采取進(jìn)行糾正；然后對(duì)插塊的接縫檢查，發(fā)現(xiàn)有縫隙均用土工布進(jìn)行堵塞，防止漏漿；由于基礎(chǔ)部分為碎石，一次澆注17.3m高的混凝土，則混凝土易從石縫冒出，因此底部采用墊鋪土工布的方法。

5.5澆注水下C30混凝土

檢查和堵縫完成后，立即進(jìn)行混凝土澆注，澆注水下的C30混凝土，選擇采用水下不分散混凝土（是在攪拌混凝土?xí)r加入高分子外加劑，使混凝土拌和物在水下不離析）施工可以實(shí)現(xiàn)不排水施工，用吊機(jī)吊裝20m長(zhǎng)φ200mm硬導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)放置一個(gè)長(zhǎng)20cm，φ200mm的泡沫堵塞，導(dǎo)管伸到接縫底板處，汽車泵則轉(zhuǎn)其混凝土出口到導(dǎo)管入口處，即可開始進(jìn)行泵送澆注，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)填充滿混凝土后，吊機(jī)緩慢提起導(dǎo)管20cm，混凝土沖出管口埋住管口，汽車泵連續(xù)澆注混凝土；邊澆注，導(dǎo)管邊向上提起，通過混凝土的輸入把倉(cāng)內(nèi)的海水漸漸排出，實(shí)現(xiàn)混凝土的澆注；施工方法和常規(guī)水下混凝土澆注方式相同。在澆注的過程中，需要安排兩個(gè)潛水員分別在混凝土塊的兩側(cè)水下進(jìn)行探摸，對(duì)混凝土插塊的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即處理。

6　施工體會(huì)

采用預(yù)制混凝土塊作為水下混凝土的模板，能在制作出指定形狀，能較好的解決異形水下混凝土模板的問題，能為后續(xù)異形水下混凝土澆筑提供參考。

U656.1

A

1673-0038（2015）04-0132-03

2015-1-8

黃海祥（1981-），男，廣西平南人，助理工程師，本科，主要從事水運(yùn)工程施工管理、施工技術(shù)、工程管理工作。