第六章 重力式码头施工.ppt

第六章 重力式码头施工,一、概述 地基承载能力较好时，码头可采用重力式结构。包括：沉箱码头 方块码头 扶壁式码头 现浇砼码头或浆砌石码头 干地施工法，一般用于小型内河港口,旅顺羊头洼沉箱码头,大连25万吨矿石码头,大连30万吨油码头,施工特点：,需要大量砂石料（软地基处理、基床抛石、沉箱填充、沉箱后抛石、码头后回填）水下工作量大需要水上起重船舶。海上施工受水文、气象、波浪、水流影响大。码头组成：基础、墙身、上部结构等，后方填土,重力式码头一般的施工顺序,第一节基床施工,一、施工前准备（一）施工测量定位（平面位置和高程控制点）1、对顺岸式或突堤式码头，设前沿线和起始、终止端边线的控制点。对墩式码头，设墩中轴线和各墩中心点的控制点。,2、基槽挖泥、抛石、夯实等施工，需设导标、水尺。纵向标：中心标、边标、转向标。横向标：起始、终点、里程标、分段标、船位标。,码头基槽开挖导标布设图,（a）平面图,（b）挖槽断面,（二）砂石料出运设施,（大量砂石料从陆上出运到水上，为了不损失水上可作业天数，需修建砂石贮存场和出运码头）1、尽量利用现有码头；2、选择风浪小，离施工区较近的地点；3、储运场与码头设在一地，避免二次倒运；4、地基强度保证，减少基础处理费用；5、水深满足运输船作业；6、岸线长度够所需数量的运输船停靠；7、能贮存35天的日运出量。,（三）预制构件临时存放场,1、沉箱（等待安装或接高）避风处，有良好的掩护，波高不超过0.5m 水深满足要求 固定方便（锚、灌水）2、方块（一般在码头上）码头前水深足够 码头面承载能力足够,大窑湾三期码头临时预制场地,选择开挖方式：岩石地基爆破（视风化程度）、抓斗清渣或铲斗式砂质土基绞吸式挖泥船,二、基槽开挖,开挖注意事项:,挖泥前，向港监部门申请，发布“航行通告”复测水深，核实挖泥量（包括估计的回淤量）防止超挖、欠挖 基床平面尺寸不得小于设计规定，对水下非岩石地基，超宽2m，平均 1m对有标高和土质“双挖”要求的基床，挖至设计标高后，要核对土质，如地质情况与设计要求不符，应与设计单位研究解决办法。,三、基床抛石,宜在开挖后及时抛石，防止回淤。对松软地基，抛石前应先铺筑反滤层（基床底部铺0.30.5m厚的砾石或碎石，防止石块陷入土中）。（一）石头要求：10100 kg块石，注意级配。未风化，不成片状，无严重裂缝。有抗压强度要求（不能风化）水中饱和状态下的抗压强度：对有夯实要求的基床，50 MPa 对不夯实基床，30 MPa,（二）抛石顺序和分层,1、顺序 从一端向另一端分段抛石（当基床设计底标高相差不大时）若基床底标高差别较大，先抛低处，再抛高处2、分层 较厚的基床，分层抛石夯实，层厚2m，每层 厚度大致相等（预留夯实量厚度的10%12%),1、开底船或侧倾式抛石船 抛石顶面平整度差，但效率高，基床厚、抛石量大时多采用。2、推土机，装载机 方驳 效率较高，顶面平整度差，抛填量不易控制，多用于风浪较大时的基床顶部细抛或其余部位的粗抛。3、民船（或方驳）人工抛。精度好，但效率低，多用于基床顶部的细抛（风浪较小时）。,（三）抛石方式,抛石作业方式,抛石作业方式,抛石作业方式,（四）抛石要求,1、导标标位准确，勤对标，对准标，确保基床的平面和尺度。2、粗抛与细抛相结合，顶面以下0.50.8m应细抛（多在平潮时进行，流速小），顶层以下各层可粗抛。控制高差，粗抛一般为30cm，细抛一般为030cm。3、正式抛前应试抛，掌握水流、波浪对块石漂流和扩散情况的影响，以选定起始点位置和移船距离。4、勤测水深，防止漏抛或多抛（尤其在分段接茬处）。测点间距不宜超过1m，测锤的底部直径 30cm。,5、人力抛时，顺流抛，抛石和移船方向应与水流方向一致。6、当用开底式或侧倾式抛石船抛石时，应在 3090s 内抛下，使石堆厚度均匀。7、宁低勿高，因为水下扒除非常困难。,抛石船驻位移船方式 1,抛石船驻位移船方式 2,四、基床夯实,目的：减少沉降量 方法：重锤夯实法，爆破夯实（一）重锤夯实法：无专用夯实船，用抓斗式挖泥船或在方驳上安装起重设备吊重锤进行夯实。,夯锤,夯实要点：,1、夯实范围按设计规定，一般可按建筑物底面范围各边加宽1m。分层夯实时，应沿45扩散线向外加宽1m。,2、夯实前应对抛石面初步整平，防止局部高差太大“到锤”局部高差不宜大于30cm。3、应分层分段夯实，每层厚度大致相等，2m，分段打夯的搭接长度（重复夯）2m。4、夯锤重量一般46t，落距23m，冲击能 120kJ/m2（不计浮阻力）。无掩护的深水码头，150200kg/m2。,5、夯实一般采用纵、横向邻接压半夯，至少夯两遍，确保每点夯击8次。,6、当夯实后补抛的面积较大（大于1个方块的底面积或1个沉箱底面积的1/3）时，厚度普遍0.5m时，宜作补夯处理。7、夯明基床时，为防止夯坍边坡，每遍的夯实要先中间后周边。,8、当基床顶面标高不同时，先夯顶标高低的基床，并于其上安装预制构件后，再夯顶标高高的基床，邻近已安装构件的夯点，要减小夯击的落距，增加夯击遍数。9、基床夯实后，要作夯实检验。选择（均匀布置20个以上）复夯点，将锤落在基床上，测锤顶标高，吊起夯锤进行复夯，夯后不起锤再测锤顶标高，复夯点前后高差的平均值，即平均沉降量5cm。,（二）爆夯,五、基床整平,目的：使建筑物平整地座落的基床面上，使基床受力均匀。主要靠潜水员水下作业精度要求：粗平15cm 细平5cm 极细平3cm,(一)粗平,基床边坡只进行粗平，每层夯实前也需粗平1、悬挂刮道法,2、埋桩拉线法 在基床纵向两侧，每隔1530m埋设木桩。木桩间按整平标高拉铅丝线，两线之间用直径 3mm 的测缆作为滑动线，去高填洼。,埋桩拉线法,（二）、基床的细平和极细平,基床肩部、压肩方块下的基床，需要细平。墙身下的基床需要极细平。大块石之间不平整部分宜用二片石填充，二片石 之间用碎石填充，碎石允许成层，但厚5cm。导轨刮道法：沿基床纵向每隔511m安设砼小 方块，上安钢管，方块和钢管间垫钢板调整标 高，误差1cm。潜水员用刮道将碎石刮平。,导轨刮道法,第二节 墙体构件的预制安装,一、沉箱预制1、预制方式滑道式（航三预制厂）船坞式,吊放式（小沉箱，码头上预制，起重船吊运，500t）,2、预制方法,整体预制（模板、钢筋、浇砼一次连续完成）1）劳动力安排不均（模板工、钢筋工、砼工），模板周期长，钢筋现场绑扎、支立，时间长、效率低；2）外壁受力不均匀；3）模板多，易漏浆；4）高空作业，安全性差。,分层预制,1）三道工序分层完成（模板、钢筋、浇砼）；2）分层高度34m，满足砼自由下落，不易离析；3）劳动强度低，砼均匀；4）模板少，质量易保证。,沉箱出运,半潜船运输,3、沉箱接高,座床法优点：作业方便、安全、受风浪影响小。缺点：需要抛石基床，适用于预制数量多，风浪 大的地区，地基较好，水深适当漂浮接高优点：不需要基床，费用少缺点：锚系占用水域面积大，易受风浪影响，作 业条件差。标高作业时，H0.5m，适用 于数量少，风浪小，水深大，依托靠近码头,二、方块预制,砼方块主要用于重力式码头、防波堤和栈桥墩，以及其他一些港口建筑物的上部结构和护脚。优点：外形简单、预制方便 缺点：自重大，件数多，吊安效率 低。常为沉箱或扶壁所取代。,1、预制场地：,很少设置专门的预制场，多在其他构件预制场内 设一个方块预制区或就近利用现有岸壁和码头设 置临时预制场。因方块自重大其地基应有足够的承载力，利用岸壁和码头时，不应超过码头的承载能力或影响岸壁的稳定而且其前沿水深应满足起重船和方驳作业吃水的要求。,2、方块的吊运,当方块重量较轻，可采用埋设吊耳的方法，一般多采用倒丁字吊杆（俗称马腿）的方法。,为了节约水泥，降低造价1）块石边长3050cm，尺寸形状大致方正。有显著风化迹象，裂缝夹泥砂层、片状体或度低于砼粗骨料强度指标的块石，均不得采用。2）块石应冲洗干净，埋放前，表面应保持湿润。,3、掺块石,3）人工立摆。块石之间的净距不得小于10cm，或砼粗骨料粒径的2倍，使块石能为砼充分包裹。块石距构件表面的距离，有抗冻要求的不得小于30cm，无抗冻要求的，不得小于10cm或砼粗骨粒最大粒径的两倍。4）气温低于0c时，不得掺埋块石。（块石重量不30%）,4、浇筑与振捣,按高大构件浇筑，分层减水，降低坍落 度，顶层二次振捣和二次抹面。除顶层顶面用铁抹子压光外，其他各层方块的顶面应铁抹子压抹后，尚须用木抹子搓抹，造成“粗糙面”。,5、养护,除一般的养护方法外，优先采用砂围埝蓄水养护法；对设马腿盒的实心方块，吊孔应灌水，以利于水泥水化热的发散。冬季施工时，一般采用蓄热保温，包以草袋、帆布或塑料薄膜，吊孔不得有积水，并应封闭孔顶，防止雪、雨水进入孔内，结冰、冻裂方块。,三、沉箱安装,经整平后的抛石基床，为避免遭受风浪的破坏或回淤，应及时安装预制构件。1、安装顺序及其控制 顺岸式或突堤式码头，多由一排沉箱组成。从一端开始，顺次安装。,陆上设经纬仪直接观测其顶部，控制线（视线）距设计前沿线约1520cm。如基床有向里的坡度，设计前沿线应按坡度进行调整。,墩式码头：,由陆上经纬仪前方交会法先安一个墩的沉箱，以墩为单元，逐墩安装。在已安墩上用测距仪定线、测距，逐个安下一个墩。若一个墩有数个沉箱（例如大连湾油码头），每个墩由一角开始依次逐个沉箱进行安装。,2、安装要点：,1）检查基床整平面（有无扰动或障碍物），沉箱底部有无粘结物，采取必要措施。2）根据沉箱预制尺寸偏差，选定沉箱之间缝宽。平均宽度6cm，变形缝宽25cm。,3）第一个沉箱先粗安，待安好第二个沉箱后，抽水、起浮，重新进行安装。沉箱拖运至安装现场后，趁落潮采取措施，慢速拖进安装位置，系上缆。待潮落至沉箱底距基床顶0.30.5m时，通过滑轮组人力收、放缆，随潮落或开进水阀门下沉。边下沉边收紧缆对位。,安装第二个沉箱时，在第一沉箱上设控制点，精确控制第二个沉箱的位置。抽水浮起第一个沉箱，调整位置，再精细安装。沉箱座落在基床上后，应及时检查偏位、缝宽，如不合格应抽水起浮。后续沉箱可用两个锚，而将另两根缆系在已安装沉箱上，安装。,若是随落潮自沉，应适当灌水，使沉前吃水比浮游稳定吃水0.5m以上，以便抽水起浮时，还处于稳定状态。沉箱沉落在基床上后，需开进水阀门灌水，待涨潮满水后才关闭进入阀门，防止沉箱随涨潮浮起。,4）条件许可的情况下，最好安后停置12天，复测其位置，如仍合格，再填箱内填料。5）如浪大流急，人力收缆绳难以稳住沉箱时，可考虑在沉箱顶预埋吊耳，采用起重船一吊装架的方法，吊安沉箱。吊安时，沉箱内灌满水，增强其抗浪、流的能力。,6）对非岩石地基，应隔几个沉箱，在其顶部四角设置沉降、位移观测点，测初始值，在后续施工中注意观测位移和沉降。7）遇有风浪时，为提高沉箱抗浪能力，应及时填箱内填料，必要时安放压肩块体。,3、沉箱内填料,砂、卵石、渣石或块石均匀地填，各舱格两侧高差1m，以免造成沉箱倾斜和格舱壁开裂。对顺岸和突堤式码头，应结合墙后回填，形成通道，用翻斗车从陆上进行填充。对墩式码头，用船运填料，用人力或抓斗船进行填充。为防止填料砸坏沉箱壁顶部，其顶部要覆盖型钢、木板或胶皮。,当墙后无抛石棱体时，接头处设倒滤腔,沉箱安装质量标准：,接缝平均宽6cm，最大10cm。临水面与准线的允许偏差5cm，相邻沉箱错牙5cm，重力墩式沉箱，轴线允许偏差15cm。,四、方块安装,码头多用实心方块，很少用空心方块。一般用固定吊杆起重船。1、安装顺序 岸壁式和突堤式。由一端开始向另一端安装，码头较长时，也可由中间向两侧安装。,4种方式：,以块为单元的阶梯式。以段为单元的分层逐层式。以几段为单元的阶梯式。以整个码头为单元的分层逐层式。,依次前者比后者传给地基的荷载较为集中，当地基土的压缩变形较大时，墙身易产生不均匀沉降。但安装时，起重船移动幅度小，移锚次数少，安装效率高。根据地基土性质、码头长度、分段长度和层数，以及后续工序安排和风浪条件选择安装型式。,安装要点：,方块运输用方驳，后安的方块放里侧，先安的放外侧，对称放置，对称取用。有风浪时，注意加固。风浪大时，加固。,安装前检查方块，清除杂物。风浪大时，及时墙后抛填。非岩石地基，以一定间距设置沉降、位移观测点，测初始值，并在以后注意观测。,定位控制：,1、边线控制 第一层方块，在基床上边线外侧距边线1520cm设控制线，在陆上用经纬仪定位，船上用垂球引点。,岸壁式、突堤式码头，每段设23个小方块，起始端23个方块。墩式两起始边控制线各设23个方块。,安上层方块时，按一定间距在已安方块缝隙 楔入木板，钉铁钉，拉线。,2、总长度控制,调查预制尺寸偏差，选取缝宽控制值。安装时以段为单元，每层的前多数方块按选定控制值进行控制，末尾数块（45块）按实测剩余长度算得的 缝宽控制。,质量标准：,砌缝平均宽度3cm。相邻方块错牙（保持上下层错牙）3cm。临水面与准线允许偏差5cm（顺岸）7cm（墩式）顶面凹凸3cm 不平时，水下部分用袋装水泥砂浆找平，水上部分用水泥砂浆拌平。,五、扶壁预制和安装,（预制与沉箱类似，宜整体预制，砼浇筑一次完 成，以免出现施工缝）安装控制方法与沉箱基本 相同。吊运与方块一样（用方驳，为防止方驳横倾，扶 壁的肋应平行于方驳纵轴线，重心应位于方驳的 纵轴线上）,扶壁稳定性差（与沉箱相比），边安装，边用型钢连成一体，协同抗浪。,质量要求,平均按缝宽4cm，最大10cm，临水面与准线的允许偏差5cm，相邻扶壁临水面错牙3cm。扶壁后无抛石棱体时，应在接缝处 设置倒滤井。,第三节 抛填棱体，倒滤层,（方块码头墙后必须设置抛填棱体）方块码头抛填棱体的制作可在方块安装 完12层后开始。沉箱码头的减压棱体（或回填土）应在 沉箱内填料填完后进行。扶壁码头如设有尾板，在填棱体时防止石 料进入尾板下，而失去减小前趾压力的作用。,棱体材料：无明显风化，强度30MPa，10100kg块石。棱体表面铺0.30.5m厚的二片石层作为倒滤层基层。倒滤层：分层倒滤层一般用碎石层（24cm）和“瓜米石”或粗砂、砾砂层组成，每层15cm，总厚40cm。不分层倒滤层应采用级配较好的天然石料或 粒径28cm碎石（表面坡度按材料的水下自然坡度确定）,减压棱体和倒滤层一般用民船或方驳，水上抛填。（沉箱可以从沉箱上抛填一部分）抛前检查基床和岸坡有无回淤和塌坡，分 段分层抛每层错开一定距离，二片石抛完 后进行整理，允许偏差值，水上5cm，水 下10cm。,第四节 上部结构和回填,包括胸墙、管沟、路面、轨道和系靠船设施。,系船柱,鼓形护舷、护轮坎,大窑湾,大窑湾码头系船柱和预埋件,装卸机械、轨道,大窑湾三期码头后方堆场,大窑湾码头后方堆场连锁块地面,大窑湾码头后方堆场场桥,大窑湾码头钢筋混凝土大板,（一）胸墙,一般为现浇砼，少数小型码头和浆砌块石。1、胸墙体积较大时，除按设计要求分段外，可采取分层浇筑。但要采取措施防止出现温度裂缝。2、非岩石地基，胸墙顶应预留一部分（约20cm），待沉降稳定后续浇至设计标高。,3、模板设计要考虑波、流作用的附加力 分段处加涂沥青木板，以保证分段处平直。模板拼缝（和模板与已浇砼接触处）要严，采取止浆措施。,4、胸墙一般处于潮差段，应趁低潮浇筑，保证砼供应强度（或减小分段），在被淹没 前2小时浇筑完毕。管沟、路面砼浇完一段 后，要及时覆盖塑料薄膜，以免日晒风吹、龟裂。轨道梁应待沉降稳定后再施工。,（二）回填,一般采用陆上填（也有吹填）陆上填，用强夯法夯实，为防止码 头因震动而发生位移，夯实区离码头前沿应有40m距离。,吹填注意事项：,（1）吹填过程中，应采取排水措施，避免出现过 大水位差，影响码头稳定性；（2）池水口应设在码头背后远处，延长泥浆流程，提高吹填效果；（3）吹泥管管口距倒滤层坡角5m，防止冲刷；（4）取土地点距码头最小距离和取土深度要控制；（5）观测码头填土高度，内外水位、位移、沉降，有危险迹象应立即停止吹填，并采取有效措施。,