预防方块重力式码头区过大沉降和码头过大位移的对策

1、 营口港工程监理咨询有限公司是具有甲级资质的水运工程监理单位。在国家振兴东北老工业基地的政策引导下,辽宁及其周边地区经济迅猛发展。经济的发展对营口港提出了更高的要求,为了满足社会需求,扩大港口功能,近几年营口港每年的港口建设投资均在20亿元左右,95%以上的港口建设监理任务由本监理公司承担。2005年1月交通部质监总站确定将营口港鲅鱼圈港区四期54#56#泊位集装箱码头工程作为全国水运工程通病治理示范项目,并成立由交通部质监总站、辽宁省交通厅质监站、营口市交通质监站及港务局相关领导组成的领导小组,下设工作小组,组长由营口港工程监理咨询有限公司总经理担任(17名工作小组成员中本监理公司占了8位,

2、均是业务骨干。结合营口港工程建设实际,监理公司与施工单位共同研究编制了鲅鱼圈港区四期54#56#泊位治理质量通病名录,共计18项,其中方块重力式码头区产生过大沉降和位移是最重要而又难于治理的一项质量通病。为了更好地完成54#56#泊位码头工程的监理工作,着重从以下几个方面展开工作:1分析、调查、观测已建工程,找出原因、总结经验为预防并治理好重力式码头产生沉降和位移的质量通病,首先对鲅鱼圈港区20世纪80年代中期建设的方块重力式码头进行沉降、位移的调查和观测。1.1工程设计基本情况营口港鲅鱼圈港区已投入生产使用的一、二、三3个时期21个泊位码头工程和目前正在建设的预防方块重力式码头区过大沉降和码

3、头过大位移的对策王志刚,陈广桐(营口港工程监理咨询有限公司,辽宁营口115007摘要:根据营口港一、二、三期方块重力式码头区沉降及码头位移的调查,通过现象及原因分析,对四期54#56#泊位码头工程,从设计、施工方面采取一系列措施,预防了码头区过大沉降和码头过大位移的发生。关键词:重力式码头;沉降;位移;防治;设计;施工中图分类号:U656.1+11文献标识码:B文章编号:1002-4972(200706-0071-04Countermeasures for Overlar ge Settlement and Displacement of Gr avity Wha rfWANG Zhi-gan

4、g ,CHEN Guang -tong(Yingkou Port Engineering Supe rvision Consultants Co.,Ltd.,Yingkou 115007,China Abstr act :According to the survey ing result o f settlement and displacement of w harv es of Phases I ,II &III ,and based o n the analysis o f the causes ,a series of measures w ere taken for ber

5、ths Nos.5456of Ying kou Port Bayuquan Port Area Phase IV project ,by w hich the common defects o f overlarg e settlement and displacement w ere controlled.Key words :g ravity w harf ;settlement ;displacement ;preventio n and co ntrol ;design ;construction收稿日期3作者简介王志刚(,男,工程师,从事港口工程建设管理工作。2007年6月第6期总第

6、404期Jun.2007No.6S erial No.404水运工程Port &W aterw ay Engineering:2007-04-0:1974-2007年水运工程四期10个泊位码头工程,设计均为砼方块重力式结构,3万5万吨级。具体结构从下至上依次为:抛石基床四层砼方块一层钢筋砼卸荷板钢筋砼胸墙。码头区包括码头及门机后轨道以内的区域。件散杂货码头门机两轨道之间的宽度一般取1012m;集装箱码头装卸桥两轨之间的宽度一般取3040m。上述两种港机的前轨设计在码头胸墙上,后轨位于吹填或回填区内,后轨道梁地基进行加固处理或打桩。1.2码头沉降和位移的实际情况1.2.1一、二期码头区沉

7、降和位移情况经调查观测,营口港鲅鱼圈港区一期和二期18个件散杂货泊位码头经过使用后,码头墙身沉降78cm,胸墙错牙未超过5mm;门机后轨梁座落在抛石棱体的斜坡上,回填碎石经过机械碾压后浇注砼轨道梁,沉降15cm左右,最大沉降达19cm,造成门机向后倾斜,在装卸生产过程中很容易发生倾倒事故,后经轨道梁改造加高调整解决;后轨道梁外测堆场地基,一期为吹填砂,二期为回填山皮土,因未进行地基处理,沉降大致在20cm左右,严重处达30cm,由于沉降不均形成凹凸地面,造成积存雨水,给机械作业行走和清场带来不便。一、二期码头墙身前倾位移基本未发生,处于稳定状态。1.2.2三期码头区沉降和码头位移情况营口港鲅鱼

8、圈港区三期工程为3个5万吨级集装箱泊位,2002年3月开始建设,2004年底建成投入使用。通过观测:码头墙身沉降一般在5cm左右(使用期,最小沉降3.1cm,最大沉降6.1cm;集装箱桥吊后轨道沉降一般1.0cm左右(使用期,最大一处2.0cm,因轨道梁基础设计为灌注桩,沉降量较小,前轨因坐落在胸墙上,使用期沉降量一般随码头同步;码头区两轨道之间30m宽砼大板沉降一般在10cm左右,最大处达12.3cm,最小处为6.2cm,该范围内为吹填砂,虽然经过振冲地基加固处理,但沉降量仍然较大,降雨积水排不出去,给生产作业带来不便。施工期码头前倾近3,胸墙错牙基本未发生,处于稳定状态。2对码头区过大沉降

9、和码头位移的原因分析根据一、二、三期工程实例,结合正在施工的四期工程情况,曾经召开过一次较大型的专题研讨会和两次小型专项研究会,分析原因,采取措施。码头区产生过大沉降和不均匀沉降及影响码头位移的因素涉及多方面:1与基槽底土质有关。如果基底为风化岩或坚硬土质,在码头自重和上部荷载作用下,压缩量会较小;如果土质密实度较小,在强大荷载作用下,压缩量就会较大。营口港鲅鱼圈港区码头基底大多为中等粉质黏土,较均匀也较密实,压缩量不大。2施工时与基槽内沉积回淤物厚度和含水率大小有关。回淤物厚度小,含水率高,基床施工后整个荷载上去,其沉降量就会小,反之就会大。如基槽开挖基底面外倾也会影响码头位移,尤其是岩基面

10、更容易产生滑移。3与基床施工厚度均匀性及夯实的密实度情况有关。基床厚度施工如果控制不好,就会产生不均匀沉降;夯实不到位,密实度达不到设计要求,或者夯实不均,都会造成基床过大沉降和沉降不均。4码头前沿局部挖泥超深过大,会严重影响局部码头位移前倾,危及码头安全。5施工期码头后边吹填或回填速度过快,也会影响码头墙身位移或倾偏。6施工期码头后边地基处理,包括强夯、振冲和打桩的振动冲击,很容易造成码头墙身位移或前倾。7倒滤层级配不良,回填密实度不够或施工期遭到破坏,会造成倒滤层全部或局部失效,一方面倒滤层后边的泥沙会被潮水抽走而塌陷,另一方面也会影响码头墙身的稳定。8设计问题。如果设计考虑不周,如施工期

11、和使用期不考虑码头沉降预留,一旦产生过大的沉降或不均匀沉降,不仅造成码头顶面设计高程降低,而且也会给港机作业带来安全隐患;如果设计不考虑上下层方块之间衔接咬口,或卸荷板与上层方块之间不考虑穿孔浇注连接固定,整体72cm第6期性不好,在较大倒压力作用下,有可能产生前倾或滑移,给码头带来安全隐患。9投产后使用时若荷载超过设计荷载,一方面会造成码头区过大沉降或不均匀沉降,同时也容易产生垂直分力对码头的推力,对码头安全稳定极为不利。3对沉降位移采取的防范措施1-3正在建设的四期10个泊位码头工程总长2800m,其中54#56#集装箱泊位总长1000.04m,为示范项目。码头在施工期和使用期如果产生过大

12、的沉降或不均匀沉降及过大的位移,不仅对装卸机械作业产生安全威胁,而且会给码头本身造成安全隐患,所以在设计、施工和使用时,都必须尽心协力采取防范措施。对54#56#泊位码头工程所采取的措施如下:3.1设计措施1砼大方块一层与二层之间,二层与三层之间,三层与四层之间均设计有榫槽相互咬口,四层方块与卸荷板之间设计有穿钢筋笼砼灌注孔,以保证码头自身的整体性,增加层与层之间的抗滑能力。2码头设计基底高程为-19.0m,基床顶高程为-15.5m,基床厚3.5m,码头顶面高程为5.5m,码头墙身高为21.0m。根据鲅鱼圈港区一期、二期和三期码头工程在施工期和使用期实际的沉降情况,在设计上对码头抛石基床预留1

13、0cm沉降量,对使用后期预留沉降量7cm,这样在施工时基床沉降夯实后顶面高程应为-15.4m,胸墙浇注后顶面高程应为5.57m。2005年10月末54#55#码头胸墙浇注后测量,施工期沉降达到910cm,对基床预留的10cm,基本上抵消,这说明设计预留施工期的沉降量是正确的。3集装箱装卸桥后轨道梁基础设计与三期相同。为钢筋砼灌注桩,通过对三期使用一年多的考验,一般沉降在1.0cm左右,沉降量较小,所以对四期在设计上未做沉降预留。三期集装箱桥吊两轨道之间砼大板在施工期和使用初期沉降一般在左右,最大处达12cm。根据在四期设计时该处预留沉降12cm,同时考虑码头方向设计纵向排水设施。3.2施工措施

14、施工期跟踪监测,平均每6天进行1次码头沉降和位移(倾偏测量,从2005年7月末开始至12月初观测的基本情况为:码头方块、卸荷板安装完工后沉降量一般为78cm,胸墙浇注后沉降量累计达到910cm;胸墙浇注后码头位移向前倾偏一般为3cm左右,最大一处达5.7cm。监测结果表明,方块重力式码头沉降量和位移倾偏值还是不小的,应该给予重视必须采取措施进行防治。1在基槽挖泥过程中,施工、监理派专人在船上进行监控,严格控制超深,尽力做到基底平整。挖到设计高程时,由船方、施工、监理和质监单位一同进行水砣测量,同时,潜水员下水探测浮泥厚度并取样分析:浮泥厚度不得大于30cm;回淤物的含水率不得小于150% (或

15、重度<12.6kN/m3,不准有杂物,否则须清理;基底土质要符合设计要求,如果较差,则重新考虑设计或采取相应的技术措施。营口港鲅鱼圈港区四期54#56#泊位基槽挖泥,由于各方面相互配合,严格控制,上述指标均在规范允许的范围之内。2基床施工必须达到规范要求。鲅鱼圈港区四期码头抛石和夯实(3.5m厚分2层进行,施工采用方驳上固定返铲、全站仪定位抛石法,克服了人工抛石不均的现象,初平、细平和极细平均通过潜水员水下找平和检查,包括夯实均控制在设计和规范允许范围之内。3为预防码头前倾,基床应做成倒坡,码头前趾一般可考虑比后趾高35cm。鲅鱼圈港区四期54#56#泊位施工时做的是平基床,考虑码头上部

16、前倾,对胸墙开始预留倾偏3cm,施工过程中因各种外力因素作用,54#泊位(333m长一般倾偏3cm,超过3cm有8处。为避免超标,从第18段(18×21.74m=391m开始过渡倾偏预留加大至5,这是必要的,但尚须进行严格控制。王志刚,陈广桐:预防方块重力式码头区过大沉降和码头过大位移的对策73410cmcm2007年水运工程7结语一年多来,监理人员在现场监理过程中,始终秉承“守法、诚信、公正、科学”的执业准则,认真、细致地做好治理质量通病工作。如今通过监理公司与施工现场各家施工单位的共同努力,最终使四期工程在治理质量通病方面取得了一些成绩。该工程的54#56#泊位已通过初步验收,下

17、一阶段,我公司将继续消化吸收治理质量通病工作所取得的经验及成果,总结先进经验,并逐步将好的经验向其他项目推广。参考文献:1朱立岩,阎德胜,赵雷,等.严格管理热情服务做建设项目总监J.水运工程,2001(3:64-68.2许桂荣,刘刚.浅淡施工质量控制J.港口技术,2005(3:48-49.3JTJ29098,重力式码头设计与施工规范S.4姜素君,严亚勋.主动控制在监理工作中的应用J.水运工程,2002(2:55-57.4控制码头后方围堰(距码头近70cm及其附近的强夯振动,该部位的强夯要赶在码头与围堰之间吹填之前进行,减小动力传递,降低对码头的推力。5码头后方吹填避免高潮位进行,尽量在低潮位分层吹填,同时,吹泥管嘴不直对或斜对码头墙身,以降低吹填时波浪对码头的冲击,减少位移。6卸荷板上部棱体在吹填和振冲之前做好,压载后会缓解吹填和振冲对码头产生位移和前倾的影响。7严格控制方块、卸荷板安装时的误差,特别是向码头外侧的偏差,在监理人员的严格监控下,施工单位一航局一公司一直控制得较