重力式码头施工技术.ppt

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1、方块重力式码头施工技术,重 力 式 码 头 概 述,重力式码头，顾名思义是靠自身重量来承受上部荷载及后方土压力等荷载，以保持码头结构稳定的建筑。重力式码头适用于软弱土层较薄，持力层顶面较高的地质条件。按结构形式分，重力式码头分为：方块重力式码头、空心方块重力式码头、扶壁重力式码头、沉箱重力式码头及其他圬工重力式码头等。,目 录,1 基床施工2.方块预制3 方块出运装船4 方块安装5 减压棱体与倒滤层施工6 上部结构施工,1.基 床 施 工,基床施工包括基槽挖泥、基床抛石、基床夯实、基床整平等；基床夯实分锤夯和爆夯两种，根据基床面积、厚度及周边环境条件选用；基床整平有人工整平和机械整平两种方式，

2、视基床面积、工期及施工条件决定。,1.1 基 槽 挖 泥,1.1.1 挖泥设备 重力式码头基槽挖泥最常用的挖泥设备是抓扬式挖泥船(即抓斗船)，也有少数工程使用链斗式挖泥船开挖基槽。1.1.2 挖泥方法 基槽开挖深度较大时，要分层开挖，分层开挖的高度根据土质情况、设备大小与开挖方法确定。基槽较长时，要分段开挖，分段长度根据施工工期、挖泥设备及海况确定。以能形成施工流水作业、避免或减少回淤经及避免开挖与抛石相互干扰为原则。,1.1.3 挖泥测量定位 远离海岸的挖泥可用RTK-GPS全球卫星定位系统定位；近岸挖泥可用常规测量加对标的方法定位。应优先使用RTK-GPS。1.1.4 基槽挖泥注意事项 1

3、)基槽开挖尺寸不应小于设计规定；2)基槽开挖至设计标高后，要对土质进行核对，若地质情况与设计不符，应及时反映并研究解决；3)爆破炸礁开挖的岩石基槽最浅点的基床厚度不能小于0.5m；4)每段基槽开挖后应及时抛填基床，以免回淤。,1.1.5 水下基槽开挖质量控制标准 水下基槽开挖质量控制标准按本工程执行的标准和设计要求确定。国内挖泥设备为48m3抓斗，土质为、类土，岩石地基基槽为爆破炸礁开挖，施工条件为无掩护海况施工时质量控制标准如下表。,8m3 抓 斗 挖 泥 船 挖 泥,1.2 基 床 抛 石,1.2.1 抛石船舶选择 根据本工程海况，定位船可使用400t方驳，抛石船舶宜用小型(40m3)开体

4、驳抛填，用方驳配反铲或横鸡趸补抛。1.2.2 抛石方法 对于较厚基床，宜用定位船定位，开体(底)驳靠定位船抛填，方驳反铲或横鸡趸补抛；对于太薄的基床，只能用方驳配反铲或横鸡趸抛填。1.2.3 抛石测量定位 由于基槽验收、基床抛填过程中要进行大量的水下断面测量，为提高工作效率，抛石测量及定位用均RTK-GPS。基床抛石用的定位船定位方法同海堤抛石定位船定位。,1.2.4 基床抛石注意事项 1)基床抛石前要检查基槽尺寸有无变化，如有变化要处理后才可抛石；2)对有回淤的港区应有防淤措施。当基槽底有含水率大于150%、厚度大于0.3m的回淤沉积物时，需进行清淤；3)抛石基床的顶宽不能小于设计宽度，顶高

5、不能超过既定的高程(如预留夯实量的高程)，也不宜低于既定高程0.5m；4)厚度大于2m锤夯的基床要分层抛填，分层抛填的基床上下层间不应有回淤物；5)需夯实的基床要预留夯实量，预留夯实量由试夯确定，一般在10%-20%之间；6)大规模抛石前要作典型试验施工，以确定水流、风浪、水位等对抛石位置的影响。,1.2.5 水下抛石质量控制标准 基床抛石质量控制标准按本工程执行的标准和设计要求确定，国内标准如下表：,开体驳+定位船抛基床石,横鸡囤+定位船抛基床石,方驳反铲+定位船抛基床石,1.3 基 床 夯 实,1.3.1 基床锤夯1)锤夯设备 根据海况，可用400t方驳上面配履带吊夯实基床。按规范规定的锤

6、底压强为40kpa-60kpa，计算锤底面直径和夯锤重量，夯锤落距可取2m-3m，每夯的冲击能不小于120kj/m2，夯锤竖向设泄水通道。2)基床锤夯方法 基床夯实采用纵横方向相邻夯点均接压半夯的方式夯实。分初、复夯各一遍，每遍4夯次，共8夯次，以防基床局部隆起或漏夯。3)基床锤夯定位 基床夯实采用GPS定位，分定船位或定锤位。定船位是用GPS定打夯方驳的位置，再量出夯锤(吊钩)与方驳的相对位置关系，从而定出夯点位置；定锤位是将GPS天线直接安装在吊机扒杆顶上，天线与吊钩(即夯锤)要在同一锤线上，即天线的平面坐标就是夯锤的平面坐标。天线的平面坐标通过传输线传到吊车驾驶室的电脑屏幕上，直接显示出

7、夯锤的位置，吊车司机根据电脑屏幕上的显示，转动扒杆进行夯实。,4)基床锤夯注意事项(1)夯前要对抛石面层粗平，使其局部高差不大于300mm；(2)大于2m厚的基床应分层分段夯实，分层厚度应大致相等，夯实后的厚度不宜大于2m(夯击能量较大时，分层厚度可适当加大)；分段夯实的搭接长度应不小于2m；(3)夯实范围按方块底面各边加宽1m，分层夯实时要根据分层处的应力扩散线各边加宽1m；(4)夯实应预留夯沉量，一般为该层抛石厚度的10%-20%；(5)夯实后补抛面积大于三分之一方块底面积，或连续面积大于30m3，且厚度普遍大于0.5m时，需进行补夯；(6)正式夯实前应按规范要求进行试夯，以确定夯击遍数及

8、预留夯沉量。5)夯实质量控制标准 国内夯实质量控制标准为：在已夯实的基床沉箱底面范围内任选不小于5m的一段复打一夯次，夯锤相接排列，不压半夯，其平均沉降量不大于30mm为合格。,基床面,1.3.2 基床爆夯,1)爆夯密实块石基床的机理 药包爆炸时将产生高温、高压、气体膨胀，在水中产生冲击波和气泡脉动，这些强烈压力作用在抛石体时，造成抛石体棱角变形断裂、破碎，随之石块之间发生位移，相对位置发生变化，孔隙体积减少，基床抛石体被压实。与此同时，药包爆炸的一部分能量转化为地震波，地震波使抛石基床出现颠簸和摇晃，抛石基床在这种垂直和水平方向震动的作用下，使原有的松散稳定结构遭到破坏，石块产生滑动、转动、

9、错位，小石块充填到大石块的缝隙中，抛石体重新排列组合、密度增大，达到抛填体在更高载荷下的稳定平衡。同时，由于膨胀气体产生的高压作用将使抛填体受到“锤击”效应，从而使抛填体达到进一步密实。水下爆破夯实抛石体实际上是爆炸引起的冲击波、高压气体脉动、地震波及流体运动与抛石体相互作用的结果。,2)爆夯施工操作步骤 a)船上制作药包，放置起爆头，引出导爆索或塑料导爆管；备好配重体；按爆夯设计数量的药包放于船舷上备用；b)将药包与配重体相连，并接好漂浮物，放置好控制绳索；c)施工船抛八字锚在爆夯区定位，锚长大于100m；d)用GPS确定垂直于基床轴线的布药位置，按照指挥员的口令将爆夯单元同步放于水面；e)

10、按照指挥员的口令，同步放药包至基床的表面，并保护好引出的导爆索；f)移船至下一个布药位置，按d）e）步循环施工，直至完成整个布药范围；g)将布设完成的导爆索或导爆管引线做成起爆头并放于浮漂待用；h)施工船撤离爆区至安全位置，经安全检查确认安全后起爆夯实。,3)爆夯施工要求及注意事项 a)过厚的基床要分层爆夯，最大分层厚度不应 超过9m；b)每层爆夯遍数要经计算确定，一般要爆夯3遍；c)每次爆夯单个药包重量及总重量，药包的排距和间距要经计算确定；d)每次爆夯前后均要对基床进行测量，爆后要计算夯沉量；e)水深超过20m，乳化炸药会因水压力过大产生“压死”现象而拒爆，故超过20m水深的爆夯要用通过改

11、良的耐压型乳化炸药或胶质炸药，小于20米水深时采用国内常用的乳化炸药。f)先爆夯基床的震动会对后爆夯基床产生密实作用，因此后爆夯基床的夯实率会相对减小。g)大规模爆夯前要先作试验性施工，并及时总结，以指导后续施工。,爆夯施工平面布置,药 包 制 作,药 包 沉 放,起 爆,1.4 基 床 整 平,1.4.1 整平设备 整平船：用基床夯实用的方驳，并兼作潜水船；潜水设备及相应的测量仪器：GPS、全站仪及水准仪等。1.4.2 整平准备工作 1)预制长30cm宽30cm厚20cm和长25cm宽25cm厚10cm两种规格的混凝土小方块，以备潜水员找点时使用；2)切割厚度5mm-20mm的厚度不同的小钢

12、板，以备调整轨道高程时使用；3)测量标杆制作：特制的测量标杆制作要求：A)标杆要密封焊接，钢管内不得进水；B)在海水中标杆的总重量要与所受的浮力大致相等，以便潜水员操作使用；4)制作整平导轨和刮道；5)材料准备：备足充分的蛇皮袋、尼龙绳等水下整平的常规材料，用于给潜水员供应整平材料、下放钢轨、刮道等；,基 床 测 量 标杆示 意 图,1.4.3 整平测量,由于RTK-GPS测量，不能满足整平导轨10mm高差的精度要求，故基床整平施工高程控制测量以全站仪或水准仪为主，辅以GPS测量，平面控制测量可用GPS。1)基床整平平面位置测量 a)基床整平施工平面控制测量的主要内容 基床整平范围：为方块底面

13、四周各加宽1m；垫块位置；导轨安装位置；局部补抛位置；其他需要平面控制的位置。b)基床整平施工平面控制测量方法 在特制的测量标杆顶部安装GPS接收天线，标杆在GPS显示的坐标引导下，找到所需要的平面控制点。具体施工方法为(以垫块安放为例)：整平船平行于基床轴线，移位到所测的控制点附近；竖立测量标杆，通过标杆顶端GPS天线和手簿，将标杆初步定位在已输入的坐标位置附近；潜水员顺标杆下水，到达基床顶面，潜水员和整平船上的操作人员共同扶正标杆，通过观察标杆上悬挂的测锤，使标杆尽量垂直；在GPS的引导下，缓慢移动定位标杆，直至GPS显示出所要测的控制点坐标置；潜水员在水下将垫块安放在标杆正下方，完成对该

14、位置的定位测量。,2 基床整平高程控制测量 高程的测量，是整个基床整平施工的重点。a)基床整平高程控制测量的主要内容 垫块顶标高测量；导轨顶标高测量；补抛顶标高控制测量；基床顶标高控制与验收。b)基床整平高程控制控制测量方法 基床整平高程控制控制测量方法有二：方法一：由GPS定点定位、全站仪标高测量，具体方法为：在距待测点较近、通视良好的位置设置测站，坐标、高程已知；标杆定位在待测点上并扶正（通过顶端悬挂测锤判定）；全站仪读出标杆顶塔尺读数，计算该处高程。方法二：由GPS定点定位、RTKN手簿直接读高程，具体方法为：标杆定位在待测点上并扶正；转换标杆顶端GPS测量的手簿工作状态，置于高程测量功

15、能，读出标杆顶的GPS天线高程；根据标杆上的天线标高和标杆长度，计算出水底待测点标高。,两种测量高程方法优缺点对比,为更好地发挥两种测量方法的优点，减少其缺点对施工的影响，在实际施工过程中应针对不同的测量内容，采用不同的测量方法。如用方法一测量导轨顶标高，用方法二测量补抛高程。使高程测量既能满足施工精度要求，又能提高测量速度，满足进度要求。,基床整平施工,1)整平船就位 先将整平船顺堤轴线定位，可方便垫块、导轨的安装施工；在导轨安装好后，再将整平船垂直堤轴线定位，刮道挂在一侧的船舷上，则对整平施工更加有利。整平船的抛锚、定位方法与一般定位船相同，不再赘述。2)垫块安装 导轨间距及单条整平宽度为

16、6m左右。导轨下布设的垫块间距为5m6m，两根导轨的接头处加设垫块，使导轨的接头处均有支垫；确定出要安放垫块的平面坐标；并用测量标杆和GPS在基床上找到该点；潜水员根据标杆所指示的垫块位置，在水下初步整平出一约50cm50cm的范围，使垫块能够平整地安放在该位置；用标杆测量垫块顶面标高，通过垫填调整使垫块顶面达到要求高程；复测垫块标高，完成该垫块的安装；同方法进行下一垫块的安装。,3)导轨安装 一排垫块安装完成后，立即进行该排垫块上的导轨安装。导轨安装施工步骤为：定位船移位，船舷一侧与导轨位置重合；将导轨两端用16白棕绳栓住，自整平船船舷处下放到基床上；潜水员在水下调整导轨位置，使之安放在垫块

17、上，解开绳索；用标杆测量导轨平面位置和顶面标高，用厚薄不等的钢板垫在垫块与轨道之间调整导轨标高，使导轨顺直的安放在准确位置，顶标高为设计基床顶标高；将石块堆码在导轨两侧，使导轨固定；依次进行下一导轨的安装，导轨间接头处应无明显的错开和空隙。前沿的导轨是方块安装的基准线，故安放的平面位置一定要准确。,4)基床粗平 潜水员将刮道放置在导轨上沿导轨刮行，发现低于刮道下口10cm的位置，用二片石补平，基床顶标高控制在设计标高以下0-10cm以内。对于高出刮道下口的石头，必须铲平，不得高于刮道。当一个位置粗平完成后，移动刮道，进行下一位置的粗平。5)基床细平 待二片石粗平出一定的工作面后，碎石细平工作也

18、可随之进行。细平方法与粗平方法相同：潜水员依据导轨上刮行的刮道，将低于导轨的低洼处用碎石铺平，对于高出导轨的碎石，则由刮道刮除，刮道经过后的区域的基床标高则与刮道下缘（即导轨顶面）齐平，也即是设计要求的标高。刮道刮行时，刮道一定要紧贴导轨顶面，确保不脱离导轨而刮高，之后，对于个别位置标高稍低或稍高处进行补铺碎石或铲平，再次用刮道刮平。如此反复平整，直至该区域完全整平。,6)基床极细平 根据交通部行业标准(JTJ290-98)第9.4.1条规定，构件底面积小于30m3时，要对基床作极细平。极细平方法同细平，只是所用的石料更小些(10-30mm碎石甚至瓜米石)要求的平整度更高(高差30mm)。每段

19、整平完成后应及时安装预制构件。7)导轨拆除 在整平施工完成后，构件安装以前将码头后方和方块底面下的导轨拆除。前方导轨因要作为安装构件的依据，须在构件安装完成后方可拆除。导轨拆除后会在基床顶面形成条状低洼带，潜水员还需对该区域补铺碎石，重新整平至与其它位置标高一致，达到设计要求的平整度。,水 下 整 平,基床整平施工,1.5 基 床 验 收,基床整平是基床施工的最后一道工序，整平完成后，对基床的整平效果，即整个基床进行验收。验收用测量标杆配合全站仪进行。验收标准：按照 港口工程质量检验评定标准(JTJ221-98)所规定，验收内容有：整平范围和方法符合规范规定；基床顶面的坡度符合设计要求；整平的

20、允许偏差、检验数量和方法符合以下规定：顶面标高允许误差：细 平：50mm；极细平：30mm检查数量：每2m一个检查断面，每个断面的单元测点数量为(n-1)2，其中n为整平导轨条数。,2 方 块 预 制(一),本工程有预制方块4557块、20余万方，单块长度13.7-7.7m，宽度1.6-5.18m，高度1.5-2.1m，计划15个月预制完。方块的底模用混凝土底模，表面采用脱模措施，但不可用油毡类影响底面摩擦系数的脱模材料；因方块侧模周转次数很多，故必须要有足够的刚度富余，检查宜以负误差控制，特别是两侧不可凸鼓，否则很难达到安装要求；本工程方块属大体积混凝土，除遵照大体积混凝土有关规定外，还要加

21、入大块石，不但有可观的经济效益，还可减少混凝土水化热，对混凝土抗裂也有好处，块石加前洗净、湿润；,2 方 块 预 制(二),本工程方块有凹凸榫，要特别注意凹凸榫的配合不可出现公榫大，母榫小而无法安装的现象；方块堆存场地要平，避免多层堆放时地面不平使底层方块受力不均，产生弯矩使底层方块断裂；卸荷板系单向受弯构件，一般只要上层配筋即可。,3 方块出运 装船,因方块体积大，重量重，故一般用龙门吊脱模、转运、堆存。故预制场地、堆存场地要在龙门吊的复盖之下；方块装船也使用龙门吊直接装船，故装运方块的码头、方驳也要在龙门吊的复盖之下；方块出运码头视水深条件而建设，水深条件好宜用挖入式港池，方驳进入港池，龙

22、门吊跨挖入式港池将方块装上船。水深条件较差宜用外伸式栈桥，方驳进入外伸式栈桥中间，龙门吊上栈桥将方块装上船。,方 驳,方块,方块,方块,龙门吊,轨道,挖入式港池,海岸,方 驳,龙门吊,方块,方块,海岸,栈 桥,栈桥码头,轨道,方块,方块,方块,方块,待装方块堆存区,待装方块堆存区,方块,4 方 块 安 装(一),方块安装前先检查基床和方块，若有破坏、淤积要先处理；底层方块安装时，潜水员在水下以前沿导轨为基准线，用自制卡尺控制方块安装位置，如图示。,方 块,导 轨,卡 尺,基 床,4 方 块 安 装(二),第二层以上各层方块安装应设置基准线，并参照 方块转角等特征线控制位置；方块要分层、分段安装

23、，阶梯形推进；底层方块和安装后不露出水面的方块，安装后要复核位置和高程；露出水面的方块用测量仪器控制其位置和高程；方块安装不仅要控制单个方块安装误差，还要控制累积误差，若累积误差(码头分段长度)超标，可预制调整专用方块消除累积误差；除沉降缝外方块安装不能出现通缝。,5 减压棱体与倒滤层施工,减压棱体是码头后方的抛石，作用是减小后方回填对方块码头的推力。棱体施工时后方陆域沿未形成，故只能由水上抛石；倒滤层位于减压棱体与后方回填料之间，一般由二片石、碎石、土工布组成。倒滤层是重力方块式码头的重要工序之一，其质量直接关系到以后码头面的稳定与码头前沿靠船的使用，故要精心施工，保证质量。万一倒滤层出现漏

24、洞或不连续，后方回填料将会从石头缝中流失，造成码头后方地面沉降码头前沿港池淤积，严重影响码头的使用。棱体形成后，铺填倒滤层，倒滤层铺设后应保护好，并及时回填后方陆域，复盖倒滤层。,倒 滤 层 施 工,6 上部结构施工,上部结构主要指胸墙，其他还有系船柱、靠船构件等等；胸墙施工系常规混凝土工程，需注意的事项有：1)因模板前沿临海，应在顶层方块上预留安装胸墙模板的预埋件；2)胸墙是码头的外露部分，外观质量较重要，模板要进行专门设计，刚度要留有一定的余地；3)胸墙底部处于水位变动区，为保证混凝土质量，混凝土浇筑应选好时机，宜在退潮至胸墙刚露出水面时开始浇筑，以免新浇混凝土被海水过早浸泡。,汕头海门电厂重力式沉箱码头胸墙施工,介 绍 结 束,谢 谢房 延 懋,