复杂码头基础施工工艺范文

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1本工程特点及难点

设计要求基床开挖至风化岩或砂石混砂层，这两个码头地质条件十分复杂，其中防波堤兼码头基础最复杂(见附图二)，有的部位淤泥层开挖厚度达10m，有的部位需要炸礁，码头的设计前沿水深也不同，造成码头基床十分复杂，抛石厚度从7.4m到0.5m不等。本文技术参数取防波堤数据论述。方案比选:目前码头基础夯实主要为重锤夯实和爆炸夯实。针对本工程的情况，若使用重锤夯实，夯实面积大，分层次数多，船舶交叉作业频繁，不利于进度、质量和安全控制;若使用爆炸夯实，其中有84m长的基床厚度不足1m，不适用爆炸夯实。

2施工总体安排

施工总体安排确定如下:(1)厚度小于2m基床采用重锤夯实工艺;(2)厚度大于2m基床采取爆炸夯实结合重锤夯实工艺;(3)根据基床厚度分段预留沉降量。

3工艺流程及操作要点

3．1方案原理基床重锤夯实为常规工艺，由起重机将特制的夯锤提升到一定高度后，自由下落;重复夯击基床表面，使基床受到压密加固，消除或减少其压缩沉降。因是海上作业，需用船载起重机进行施工。爆炸夯实原理:悬浮在基床顶面的药包在水中爆炸时释放出巨大的能量，药包周围的水直接受到高温的、高压爆炸冲击波的作用，强烈的压缩药包周围的水介质，使其压力、密度突然升高，形成强烈的冲击波，即冲击荷载。冲击荷载以压力的形式作用于抛石基床，并伴随低振效应，两种作用均使块石产生错动，相互压缩、填充并减少空隙，从而达到基床密实。冲击荷载和振动作用产生的夯实效果同单个药包的质量、药包的分布密度、药包的悬挂高度、爆夯遍数、基础厚度、地基持力层土质等因素有关。分段预留沉降量，根据挖泥炸礁后基槽标高，沿码头长度方向结合码头段长，分段预留沉降量，基床抛石层厚的、重锤夯实的部位预留量大，基床抛石层薄的预留量小。

3．2相关计算、技术参数及施工参数的确定(1)采用4t夯锤，落距3m。按两遍八夯次控制，视情况再增加一遍四夯次。(2)爆夯参数确定:根据《水运工程爆破技术规范》(JTS204－2008)①药包药重Q．按如下公式计算:Q=q×s×h×η/n。式中:q—爆夯单耗，Kg/m3，规范要求:4.0～5.5Kg/m3，根据经验取5.0Kg/m3;s—单药包夯实基床表面积(m2);h—分层厚度(m);η—夯实率，本工程暂取12%;n—爆夯遍数取3。Q—单药包重量(kg)。各分段布药存有差异，具体参数见表1。②悬挂高度h2。考虑水的隔离和配重物的影响效果，药包悬挂高度不宜过大，取药包半径的1/3≤h2≤(0.35～0.4)Q1/3，本工程悬挂高度为60cm左右。③布药网格。为使爆夯作用均匀，爆后基床平整，药包平面布置采用正方形网格布置，一层中的第二次布药位置在垂直轴线上与第一次布药位置均等差开，药包平面布置示意图见图1。(3)分段预留沉降量。《重力式码头设计与施工规范(JTS167－2－2009)》中2.3.14条，《港口工程地基规范(JT250－98)》中6.1.1及6.1.5条均无明确的数据参考，根据以往的施工经验，同时结合施工区的地质条件，预留沉降量根据基床厚度而定，重锤夯实部位按5%～7%，爆炸夯实部位1.5%～3%，具体数据见表2。

3.3工艺流程(1)整体施工流程(2)施工工艺。重锤夯实施工工艺为常规工艺，在此不做论述。主要论述爆炸夯实工艺:①爆夯分段进行，每段长度按不大于50米控制。根据爆夯分段，测量爆夯前抛石标高，并计算平均标高，为计算夯沉量做好准备。②炸药的选取:在水下爆破作业时，必需考虑炸药主要性能有:炸药的起爆感度;炸药抗水性能及炸药的威力。本工程选用防水乳化炸药。③药包制作:按设计要求的药包质量称取乳化炸药，并取一段1.5m的导爆索，按12cm一段折起，用胶布扎紧塞入药包中。然后将炸药连同导爆索一起放入编织袋中，扎紧袋口，留50－－－60cm导爆索作为起爆网络用。为了保证药包能悬浮，在每个药包中放一定数量的泡沫或空矿泉水瓶。④本工程主要采用非电塑料导爆管雷管传爆网络和毫秒微差爆破技术。为保证深水条件下的爆夯安全准爆，起爆系统与网络设计为:选用高能导爆索或普通导爆索双线起爆药包，电雷管起爆主导爆索，雷管脚线与起爆线相连，起爆线引至起爆器的起爆网络。具体见图3。⑤测量控制。垂直于码头前沿线方向，采用全站仪定轴线，布药方驳上设置测量绳，根据布药间距，提前在测量绳上设置布药控制点，布药时测量绳的位置根据全站仪轴线位置进行调整，对中后，根据测量绳上的布药控制点布药。沿码头长度方向，通过方驳锚机绞缆移船，全站仪控制定位。⑥布药工艺:考虑到布药宽度及每天引爆频率高的特点，采用自航方驳作为布药船，采用线形方式布药。主要布药工艺流程如下:a．船上制作药包，加入配重体，按爆夯参数将药包置于船边;b．按实测水深在药包上捆扎药包绳索，准备漂浮物备用;c．在船上按设计间距用导爆索将一排药包联接好，并将控制绳索放置好备用;d．施工船在爆区定位，用全站仪和测绳定出药包的位置;到位后人工沿船边放入药包至基床表面时，拉脱药包引绳;一次放置一排，然后移动布药船放置第二段药包。以此循环作业，直至完成布药施工。施工船撤离爆区至安全位置。⑦基床爆夯完成后，先测夯后基床标高，计算出夯沉量，夯沉量达到要求12%的要求后，对基床进行补抛找平，再进行基床重锤夯实，初步定为一遍四夯次。重夯后按《水运工程质量检验标准JTS257－2008》进行复夯验收，若达不到标准要求，再增加一遍四夯次后验收，直至验收合格。⑧基床整平采用常规工艺，沉箱部位基床整平进行细平，方块部位基床整平分细平、极细平两步。分段施工，根据预留量的不同计算出每段的整平标高。

3．4工艺实施效果本施工工艺自2009年6月18日开始实施，目前码头已经竣工。工程实施效果良好。面对复杂的地质条件，采取重锤夯实和爆炸夯实两种工艺结合，在预留沉降量方面根据基床厚度进行分段。码头胸墙浇注目前基本完成，根据目前的观测，码头沉降位移均匀，观感良好。

4实践中的经验教训及改进措施

(1)爆夯会产生抛石基床个别部位隆起，形成高点很难处理。解决办法为:一是抛石顶标高按设计标高控制，爆夯完后补抛;二是减小单药包重量，适当缩小药包间距，增加药包个数。三是在保证总用药量不变的前提下，增加第一遍单药包重量，减小第三遍单药包重量。(2)爆夯施工进度非常快，抛石施工成为制约工程进度的关键，施工时应该主要控制抛石进度。(3)根据本工程施工情况，爆夯部分的基床密实效果远比重锤夯实的要好。

5效益评估

爆炸夯实结合重锤夯实工艺处理基床，再加上分段预留码头沉降量，保证了码头的质量。以西霞口防波堤兼码头工程为例:单纯采用爆夯法，爆夯的基床长度为430m，，爆夯的施工效率大约50m/天，共需要8.6天即可完成爆夯部位施工。但剩余84m长基床基床厚度小于1m，不适合采用爆夯，从工艺上来说不可行。单纯采用重锤夯实法，大部分基床需要分层夯实，夯实的总面积23000m2，夯实施工效率大约500m2/天，需要46天完成，质量控制困难。爆夯法结合重锤夯实法，爆夯部位需要8.6天，重锤夯实部位面积为5500m2，需要11天完成，共计需要8.6+11=19.6天完成。质量容易保证。

6结语

重锤夯实、爆炸夯实均为常规的施工工艺，在实际施工中两者有机的结合能起到非常好的效果。以此类推，其他施工工艺在探索新技术的同时，有效把握成熟的常规工艺要点，加以整合，施工中灵活运用，在进度、质量、成本等方面也会有很好的成效。

作者：匡磊 单位：中交一航局第二工程有限公司