浅谈基床锤夯典型施工

浅谈基床锤夯典型施工

一、工程概况

莆田兴化港区涵江作业区1-3号泊位工程新建码头水工主体、港池疏浚、护岸工程、陆域形成及软基处理工程。其中码头水工主体结构为重力沉箱结构,码头泊位总设计690m。码头面设计高程+10.0m,码头前沿设计底高程-15.61m。

工程基床抛石12.5万m3,石料规格10~100kg,饱水抗压强度≮50MPa。基床采用分层抛填,基床锤夯区域为沉箱前后趾加宽1m,分层锤夯范围为分层处沉箱应力扩散线各加宽1m,基床锤夯面积为54240m2。

二、基床锤夯施工工艺

2.1夯锤设计

夯锤重6t,夯锤底面直径1.2m,底面积1.13m2。

2.2船机配备

基床锤夯投入船机设备:1~2艘打夯船(600t以上方驳)、1~2台25起重机、1艘锚艇、1艘交通船。1艘打夯船工效为:每次纵向移船按四道夯点间距(2.4m)控制,每天纵向5个船位共20道夯点,横向根据分层基床宽度进行分条带施工。

2.3试验段基床锤夯施工控制

①夯锤重6t,采用纵横向相邻接压半锤,并分初、复夯各一遍,共计两遍八夯次进行锤夯;

②试夯施工过程中,严格按照相关规范及其引用文件的要求执行,每一断面均采用GPS进行精确定位,并建立良好的值班制度(每班2人),现场施工人员严格控制提锤高度及移锤距离,并详细记录。

③由于其他原因而暂停施工时,现场人员对停工时的位置作好标记(记录),后续施工时做好搭接,不漏夯。

④施工中严格要求作业人员佩戴好劳保防护用品,并每4小时要求吊机操作手将夯锤提出水面检查夯锤各吊点情况,确保夯锤安全。

⑤基床夯实施工,落实质量旁站监督控制。

2.4试验段基床锤夯验收方法

试验段基床(KA0+460~KA0+380底层)锤夯验收方法:夯前夯后沉降量对比法。将标记系在夯锤主绳上的适当位置,后将夯锤缓慢放在基床上,利用夯锤自重使钢丝绳自然绷紧。依靠全站仪控制且指导吊机操作员使夯锤和钢丝绳垂直,并将棱镜放在主钢丝绳的标记上,利用全站仪观测棱镜并记录读数(夯前读数),在原位复打一夯次,按照相同办法观测棱镜并记录读数(夯后读数),两次读数差值(夯前读书-夯后读数)即为复打一次夯的沉降量。

三、典型施工工艺及参数的确定

3.1试验段锤夯施工工艺

在试夯段抛石完成后立即进行锤夯施工,纵横向采用一夯压半夯的施工方法进行两次锤夯,基床表面每点夯击次数将达到八次。施工参数按照试验段参数选取。

施工流程:基床抛石验收→打夯船定位→施打→测量验收→进行下道工序。

①拋石基床验收

基床夯实前对该段基床抛石进行夯前验收测量,基床的顶宽不小于设计宽度,且边坡符合设计要求。

在进行基床锤夯前应对抛石面层进行粗平,保证局部高差小于30cm。

②定位

打夯船定位采用RTK进行平面位置控制。

③夯锤施打

基床锤夯按二遍八夯次要求进行夯实施工。采用纵横向相邻一夯压半夯方式进行锤夯(详见下图所示),确保基床平整和不出现漏夯的情况。

按相关设计及规范要求,本工程将锤夯范围做如下扩大处理:基床顶层两边比沉箱底边各宽1m、基床底面一下按应力扩散线两边各扩1m。

基床分段夯实,其施工顺序按照抛石的分段顺序进行,分段搭接长度不小于2m,现场负责人认真做好分段处记录,避免漏夯。

④质量保证

锤夯完成后抽取不小于5m一段夯实基床复打一夯次,通过比较锤夯前后平均标高对锤夯质量进行评定。我们应保证复夯前后平均沉降量不大于30mm,否则应继续夯实。

3.2试验参数选取及效果分析

3.2.1试验参数选取

本工程采用对基床锤夯进行典型试验段施工的方法,以达到确保施工质量,准确掌握夯实参数,并用以指导后续锤夯施工的目的。根据本项目基槽及其基床层厚分布特性,试验段选在抛石基床现场有代表性的区段:

①KA0+460~KA0+440,码头前沿线往海侧4.37m,往岸侧21.22m(抛石基床顶标高-16.9m,平均抛石厚度2.5m)。夯锤取6t,夯锤落距3m,夯击能150kJ/m2。采用纵横向相邻接压半夯,夯实遍数按两遍八夯次进行试夯。

②KA0+430~KA0+410,码头前沿线往海侧4.37m,往岸侧21.22m(抛石基床顶标高-16.9m,平均抛石厚度2.5m)。夯锤取6t,夯锤落距3.5m,夯击能180kJ/m2。采用纵横向相邻接压半夯,夯实遍数按两遍八夯次进行试夯。

③KA0+400~KA0+380,码头前沿线往海侧4.37m,往岸侧21.22m(抛石基床顶标高-16.4m,平均抛石厚度3m)。夯锤取6t,夯锤落距3.5m,夯击能180kJ/m2。采用纵横向相邻接压半夯,夯实遍数按两遍八夯次进行试夯。

3.2.2效果分析

①复夯验收

对试验段进行复夯验收,并对验收夯沉量进行分析:

A、平均抛石厚度2.5m,夯击能150kJ/m2,复夯平均沉降量为22mm。

②夯沉率检测

复夯验收完毕后,对试验段夯后进行水深测量(测深仪器法),根据测量结果采用体积法进行夯沉率计算,结果如下表所示:

A、平均抛石厚度2.5m,夯击能150kJ/m2,基床夯沉率为9%。

③夯实后基床表面块石检查

为了能反映出基床夯实后基础表面块石密实及其破碎情况,在试夯段完成八夯次后,专门请专业潜水队伍对试夯段基床夯实情况进行水下探摸,通过水下探摸情况反映基床夯实效果为:

A、平均抛石厚度2.5m,夯击能150kJ/m2的基床锤夯后顶面块石密实度高,无明显的破碎现象;

B、平均抛石厚度2.5m,夯击能180kJ/m2的基床锤夯后顶面块石密实度高,无明显的破碎现象;

C、平均抛石厚度3.0m,夯击能180kJ/m2的基床锤夯后顶面块石密实度较差,无明显的破碎现象。

四、典型施工结论及问题改进

4.1试夯段基床锤夯各项指标的检验,通过对不同抛石厚度、不同夯击能进行试夯试验以及试夯结果从沉降量、夯沉量、密实度进行分析可知:抛石厚度为2.5m时,分别采用夯击能150kJ/m2、180kJ/m2的基床锤夯效果均满足规范要求;抛石厚度为3.0m,采用夯击能180kJ/m2的基床锤夯后顶面块石密实度较差。综上所述,最终确定基床抛石厚度2.5m,采用夯击能180kJ/m2即夯锤底面直径1.2m的6吨夯锤、落距3.5m进行基床夯实,可以满足质量要求。

4.2基床夯实施工中,由于施工海况变化如大风、大浪现象,有时造成水上作业船舶跑缆。今后应及时注意施工时船舶带紧锚缆,并尽量选择在平潮时施工,确保锤夯夯击点位准确,如遇有大风、大浪,超过船舶抗风浪等级应停止作业。

4.3锤夯前参考抛石验收数据对抛石面层进行粗平,使局部高差小于30cm。

结束语

在重力式沉箱码头的建设中,基床锤夯从抛石基床质量控制的角度来看,作为关键分项进行控制。本文重点介绍基床锤夯的参数选择和施工方法分析,仅供参考。

参考文献

[1]JTS167-2-2009.重力式码头设计与施工规范[S].

[2]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).

[3]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).

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