重力式码头施工技术

1、 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 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，视基床面积、工期及施工条

2、件决定。8m8m3 3 抓抓 斗斗 挖挖 泥泥 船船 挖挖 泥泥1.2 基 床 抛 石 1.2.1 1.2.1 抛石船舶选择抛石船舶选择 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)开体驳抛填，用方驳配反铲或横鸡趸补抛。 1.2.2 1.2.2 抛石方法抛石方法 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 1.2.3 抛石测量定位抛石测量定位 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

3、海堤抛石定位船定位。n1.2.4 1.2.4 基床抛石注意事项基床抛石注意事项 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

4、置的影响。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o1) 1) 锤夯设备锤夯设备 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。o2) 2) 基床锤夯方法基床锤夯方法 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。o3) 3) 基床锤夯定位基床锤夯定位 基床夯实采用GPS定位，分定船位或定锤位。定船位

5、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。打夯船10t夯锤40t吊机打夯后面层标高基床面1.3.2 基床爆夯1) 1) 爆夯密实块石基床的机理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

6、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、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) 2) 爆夯施工操作步骤爆夯施工操作步骤 a) 船上制作药包，放置起爆头，引出导爆索或塑料导爆管；备

7、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) 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。基床面导爆索药包八字锚爆夯作业船100m爆夯布药方向药 包 制 作药 包 沉 放起

8、爆1.4 基 床 整 平 1.4.1 1.4.1 整平设备整平设备 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 1.4.2 整平准备工作整平准备工作 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

9、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； 天 线锤 球 吊 杆锤 球调 节 拉 杆基 床 测 量 标杆示 意 图浮 筒2 0 m2 m6 m 5 0 m m无 缝 钢 管3 m 板 尺封 底 钢 板1 4 m 8 0 m m无 缝 钢 管w2 2 基床整平高程控制测量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：w 方法一：由GPS定点定位

10、、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 方法一方法二备注优点1.光学测量，测量精度可以分析，测量误差人为控制；2.卫星信号的影响小；3.测量数据可靠。1.全GPS卫星测量，不受距离、通视、能见度的限

11、制；2.测量误差因素单一；3.测量速度快，操作简便。缺点1.测量操作复杂，需要较多的人和测量设备；2.受距离、通视、能见度影响大；3.影响测量误差的因素多，存在误差的叠加。1.单次测量的精度不高，高程误差在1025mm 范围；2.受卫星信号限制，个别时段无法测量或精度较差；3.测量成果不易检查。 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。3) 3) 导轨安装导轨安装 一排垫块安装完成后，立即进行该排垫块上的导轨安

12、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。511刮 道 浮鼓式下料漏斗混凝土方块图5-9-5 导轨刮道法整平导轨浮筒测尺锚缆导轨混凝土方块511511511下料竖管锚缆二片石垫实点潜水

13、工作船整平船刮道 浮鼓式下料漏斗d）整平30cm25cm15cm 混凝土方块c）测导轨顶标高整平船水平仪观测浮筒导轨移船方向二片石垫实点锚缆整平船锚缆潜水工作船水 下 整 平1.5 基 床 验 收 o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。o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；o整平的允许偏差、检验数量和方法符合以下规定：n顶面标高允许误差：细 平：50mm； 极细平：30mmn检查数量：每2m一个检查断面，每个断

14、面的单元测点数量为 (n-1)2，其中n为整平导轨条数。w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；w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；w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w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；w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；w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，龙门吊跨挖入式港池将方块装上船。w水深条件较差宜用外伸式栈桥，

15、方驳进入外伸式栈桥中间，龙门吊上栈桥将方块装上船。方方 驳驳方块方块方块龙门吊轨道挖入式港池海岸方方 驳驳龙门吊方块方块海岸栈栈 桥桥栈桥码头轨道方块方块方块方块方块 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。方方 块块导导 轨轨卡卡 尺尺基基 床床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，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