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悬挑式码头施工技术研究

2021-11-24刘伟张皓铭中国港湾西部非洲区域公司

珠江水运 2021年9期
关键词:胸墙扁钢底模

刘伟 张皓铭 中国港湾西部非洲区域公司

1.工程概况

该工程位于规划的第四港池北侧岸线西端,为新建3个7万吨级专业化煤炭装船泊位,码头结构全部按10万吨级散货船设计,由码头及码头护岸两部分组成。码头设计长度为820 m,为突堤式结构,海侧为码头岸线,陆侧为护岸,码头面顶高程为5.00m,码头前沿底标高为-15.7m,胸墙海测悬挑1m。

2.施工安排和施工技术准备

整体施工顺序由西向东紧紧围绕现浇胸墙这一核心内容进行组织,其他工序以为胸墙施工创造条件和不形成干扰为原则进行安排,形成流水作业。本次胸墙施工的难点在胸墙海测悬挑1m,悬挑部位较多,上部荷载很大。

在施工过程中首先按照常规工艺进行封仓混凝土、盖板的浇筑,待盖板浇筑后进行胸墙的施工。胸墙分两层进行浇筑,第一层厚度为2.85m,第二层厚度为0.25m。其中第二层为面层及护轮坎等构筑物。

3.模板设计

胸墙模板自下向上分由三角拖架、胸墙模板、护轮坎及面层模板组成,均采用整体工具式模板。由于本工程胸墙前沿悬挑1m,在施工过称中存在较大难度。

(1)由于水下基础属于隐蔽作业,在沉箱安装过程中本身存在高差,导致沉箱之间出现预留大头螺母的不同高差。

(2)沉箱预制时间较早,安装后经过半年的压载沉降,部分沉箱出现了不同程度的沉降,使不同沉箱预留的大头螺母出现了不同的高差。

(3)悬挑1 m 处混凝土自重较大,并且要承受较大的混凝土侧压力。

(4)为保证后方道路通畅,在后方设置了顶标高为3.5m的浆砌石挡浪墙,整体前后片模板的对拉杆需设置在3.6m,3.6m以下浇筑混凝土的侧压力全部集中中前片模板,底脚压力较大容易发生侧移。

(5)三角架由于胸墙的悬挑,拆、装难度增大。

4.关于悬挑部位的具体施工措施总结

4.1 三角托架

本工程胸墙悬挑出沉箱1.0m,三角架作为模板底口的加固辅助件除承受常规的混凝土侧压力和模板自重外,还要承受部分混凝土的自重。

在前期准备中,项目部发现沉箱上预留的圆台螺母可能满足不了施工所要求的强度,另一方面受沉箱安装的高差及沉降影响,圆台螺母的高度已经出现了不同的高差,而且由于三角托架在胸墙浇筑完成后全部处于胸墙悬挑部位的正下方极不易拆除。经过仔细研究,对三角托架项目部进行了两方面处理方法,一是针对圆台螺母的高差及三角托架的拆除,不将三角托架连成整体,采用单个三脚架独立支拆,此方法虽给三角托架的安装带来不便,但对三角托架的后期拆除极为方便及安全;二是针对圆台螺母强度不足问题,项目部在胸墙悬挑部分的整体支撑上,对每个三角托架增加了一条钢板带与沉箱预留钢筋连接,起到一定的受力作用。

扁钢与三脚架、沉箱连接的详细做法。在沉箱顶口的第一排甩筋后加设了一排通长槽钢,槽钢与甩筋焊接,将扁钢与槽钢和三脚架进行双面焊接。槽钢与扁钢所有接触面积全部通长焊,三脚架与扁钢采用双面焊,焊缝长度不小于15cm。进一步加大了安全系数,扁钢的设置增大了抗拉系数,也为本工程的安全提供了较大的保证,整体受力计算满足码头结构施工规范要求。

三角托架的安装。三角托架的安装在胸墙施工之间进行,利用沉箱预留的圆台螺母将三角架固定在沉箱前墙上。先根据胸墙底标高及底模厚度计算出三角架顶标高,并标记在沉箱前墙上,据此安装调整三角架;在三角托架调整完成后将预先焊接在三角托架上的扁钢与沉箱甩筋进行连接。

4.2 悬挑部位的底胎铺设及后续模板的支立

三脚托架安装完成后先进行悬挑部位底模铺设,底模铺设完成后进行侧片模板的支立,再进行前片及后片模板的支立。

侧片模板底口及顶口通过10#槽钢利用沉箱垫层钢筋预埋钢筋和沉箱预留筋进行支顶加固。侧片支立完成后进行前片即临水面模板的支立,在前片模板最终加固前,利用沉箱隔墙上的甩筋进行临时加固,等后片模板支立完成后,通过顶拉杆、中部的对拉杆以及抱角拉杆将模板整体加固完成。

悬挑部位的底胎铺设:在施工前期,悬挑部位的底模采用木质结构,先在三脚托架上铺设纵向木枋和横向木枋,上面铺设50mm厚的木板,通过铅丝与三脚托架绑扎固定,并在底模木板上标记出胸墙前沿线和钢筋前轮廓线;然后绑扎钢筋,最后支立模板。

在施工过程中项目部发现由于胸墙底标高为1.9m,处于潮汐影响范围内,单段胸墙的施工经常需要跨两个潮水施工,而且施工的海域为无掩护的开敞海域,海浪较大,在木板铺设后由于风浪作用,经常导致铺完的底模在一个潮水过后全部被海浪冲散,甚至造成了支立完成的模板的移位。

经过仔细分析,项目部及时制定改进措施:胸墙的悬挑部位底模采用钢木结合的底胎模板,模板由钢和木两部分组成。钢底胎呈镂空状,用以消浪,泄水,防止底胎在施工期内被海浪冲散;钢底胎根据胸墙长度分成4段,镂空部位用于木质底模的铺设。施工时先铺设钢底胎用于模板的支立。钢底胎镂空部位的铺设在胸墙混凝土浇筑前进行,采用固定尺寸的50mm厚木板铺设。此方法减少了风浪对胸墙底胎的损坏,提高了胸墙的施工效率。

4.3 混凝土的施工

胸墙混凝土的下灰方式采用反铲下灰,混凝土施工中的一大难点在于混凝土的长距离运输。由于多方面原因,胸墙的混凝土搅拌站距离施工现场约26km,加上路况的影响,单程混凝土的运输时间在1h左右,因此如何控制混凝土的质量成为了施工中的重点。

在前期的配合比委托阶段,项目部在出机塌落度的选择上预留出了3cm的塌落度,将混凝土运输过程中的塌落度损失考虑在内,即出机控制在12cm坍落度,到达现场时混凝土的塌落度正好等于9cm。

由于混凝土运输距离较远,对混凝土运输过程中罐车的行为控制较为薄弱,项目部采用抽查和突击检查的措施,杜绝罐车随意加水、随意加外加剂的行为,取得了一定的控制效果。

5.经验与不足

本次施工总结主要围绕的是胸墙悬挑后所带来的模板支撑加固体系的改变和设计,施工中的经验与不足主要有如下几点:

(1)充分做好施工前期的准备工作,本次施工中沉箱中的预留圆台螺母在施工时未能满足上部结构施工时的荷载要求,导致后续模板加固及支立产生了困难,因此施工时需要加强注意,以减少后期不必要的措施以及成本增加。

(2)本次采用的扁钢吊三角托架的工艺,原意是对三角托架支撑结构的一种辅助及保险措施,但在实际使用和受力计算中发现扁钢成为了上部悬挑胸墙的主要受力部件,而原预留在沉箱上的圆台螺母所装设的螺杆只作为模板的底口受拉杆件。因此此类加固方式一定要注意对扁钢的材质及扁钢与其他构件之间的焊接质量的检查,才能保证工程的安全性。

(3)因受风浪的影响,本次施工中悬挑部位的底模一度成为施工中的重要环节,采用钢制底胎特别是镂空设计提高了底模的抗风浪能力,在采用此施工措施后胸墙的施工效率大大提高。

(4)远距离混凝土运输的注意事项。本次施工由于混凝土的运输距离过远,带来过程中的管控环节增多、管控难度增大,在施工中出现随意加水的现象,影响了混凝土的内在质量。因此远距离运输混凝土时一定要详细布控混凝土的配料、搅拌、运输、浇筑等环节,保证混凝土的质量。另外远距离运输时,混凝土塌落度损失的预留量应考虑不同的季节,这样才能达到预想的效果。

6.结语

本工程位于某港四港池内,是投资的第一个专业煤炭码头泊位,在码头整体设计过程中借鉴了专业码头的设计形式。由于本工程胸墙悬挑1m,与传统码头的施工工艺有些许不同,为工程施工带来来极大难度。本文对码头胸墙悬挑1m部位的几项主要施工工艺进行了总结,可为今后类似项目提高借鉴。

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