李芙蓉 张建鑫

摘 要：重力式码头抛石基床厚度越来越大，采用传统的重锤夯实工艺每层夯实后的厚度不宜大于2m。通过增加锤重，加大夯锤落距的方法增大夯锤夯击能，计算夯锤有效夯击能，将重锤夯实基床分层厚度从传统的2m/层提高到3m/层。马村港区三期散杂货码头工程抛石基床的夯实施工结果表明，通过增加锤重，加大夯锤落距增加夯锤夯击能的重锤夯实工艺效果较好，平均夯沉率达到了14.62%，施工效率明显提高，節省了工期，降低了工程造价，可为类似工程提供参考。

关键词：重力式码头 厚基床 重锤夯实法 分层厚度

1.引言

重力式码头抛石基床夯实工艺一般为重锤夯实法和爆夯法，爆夯法工效高，施工速度快，但是对周边环境会产生明显的地震效应，因此爆夯法受周边环境的制约。重锤夯实法施工机动灵活，对周边环境影响小，施工干扰小。本工程左边紧邻华能电厂码头，右边紧邻新兴港码头，不适合爆夯法。本工程基床厚度平均6m，基床底标高-22.4m，基床顶标高-16.4m。依据《重力式码头设计与施工规范》的规定，采用重锤夯实法夯实基床，每层厚度宜大致相等，夯实后厚度不宜大于2m。对于本工程厚度为6米的基床，如果按照规范2m一层需分3层夯实，如果按照3m一层，则只要2层，夯实面积可以减少1/3，本文从基床夯实分层厚度的角度出发探讨通过增大夯锤夯击能从而增加基床夯实分层厚度的可行性。

2.夯锤估算

2.1夯击能计算

本工程拟采用圆台形夯锤，锤重12.42t，落距4m，夯锤直径1.44m（扣除排气孔后的夯锤底面积为1.625m2），不计浮力、阻力影响，夯击能计算如下：

经过计算，η=0.869，夯锤绕流阻力系数取1.2时，ε=191.9KJ/m2，考虑了浮力、阻力影响后，夯击能损失达36%。夯锤绕流阻力系数取1.6时，ε=174.7KJ/ m2，考虑了浮力、阻力影响后，夯击能损失达41.7%。可见绕流阻力系数对夯锤有效夯击能量的影响较大。

2.3有效加固深度估算

根据文献[3]的工程实例，当单位面积有效夯击能为222KJ/m2时，有效加固深度可达4米。本工程夯锤为圆台形，且有竖向排气孔，绕流阻力系数可取小值，在绕流阻力系数取1.2时，有效夯击能为191.5KJ/m2，足以对3米厚抛石基床进行有效加固。

3.典型施工验证

本次典型施工选取里程为AK0+000～AK0+014为试夯段，长度14m。试验段基床底标高-22.4m，考虑夯沉量后的基床抛石平均厚度3.5m，基床顶宽19.6m。采用8m3抓斗船作为打夯船，配备12.42T夯锤，基床夯实按八夯次进行施工，采用相邻压半夯的夯实方法，打夯遍数不少于两遍（即初夯、复夯各一遍）。基床夯实过程中严格控制夯锤吊高，夯实边线及范围，不得漏夯。在试夯范围内选取八个断面，每个断面上1点/1m进行夯沉观测，求出平均值。观测时对夯前和第八夯次后各测一次，分析夯沉量和夯沉率，并以不小于150KJ/ m2的夯击能复打一夯次的平均沉降量不超过30mm为标准控制。

经过测量计算试夯段平均夯沉率为14.62%，复夯测量的平均夯沉量为22.4mm，小于30mm，均满足规范要求。

4.沉箱沉降量观测

沉箱安装及回填一段时间后，从2016年10月到2017年2月对沉箱沉降进行了观测，沉箱沉降总体较小，平均沉降量92mm，具体沉箱量见图4。

5.结论

通过增加锤重，加大夯锤落距的方法增大夯锤夯击能，将重锤夯实基床分层厚度从传统的2m/层提高到3m/层是可行的。

采用12.4t夯锤，落距4米可满足本工程抛石基床3m厚度夯实要求，实际施工中基床平均夯沉率为14.62%，复夯平均夯沉量22.4mm，均满足规范要求，沉箱沉降量也不大。

适当的提高抛石基床重锤夯实分层厚度，可有效提高施工效率，加快施工进度，保证工期。

参考文献：

[1]王德利，水下夯锤的冲击能[J].水运工程1985（01）.

[2]王德利，不同夯锤的水下夯实效果及夯锤阻力理论在水下夯实中的运用探讨[J].水运工程1990（03）.

[3]童新春等，重力式码头抛石基床重锤夯实施工效率改进研究[J].水运工程2013（03）.

[4]叶峰等，重锤夯实抛石基床的有效加固深度试验研究[J].岩土力学2011（04）.

[5]谢立全等，水下抛石基床重锤夯实及夯锤工作性能数值分析[C].全国水工岩石力学学术会议2010.

[6]中华人民共和国交通部JTS167-2-2009，重力式码头设计与施工规范[S].北京：人民交通出版社.