■胡 杰

（福建省港航勘察設(shè)計研究院，福州 350002）

1 工程概況

本工程地處三都澳西北部、寧德市區(qū)東北方向約15km處。項目建設(shè)規(guī)模：新建4萬噸級通用泊位1個（水工結(jié)構(gòu)按照靠泊5萬噸級散貨船設(shè)計，并預(yù)留滾裝功能）及相應(yīng)的配套設(shè)施，設(shè)計年吞吐量145萬噸。

2 工程方案

2.1 碼頭結(jié)構(gòu)平面布置

本工程水工結(jié)構(gòu)為重力式結(jié)構(gòu)，滿堂式布置，泊位長度234m，其中，重力式結(jié)構(gòu)段長度200m，碼頭東側(cè)端部布置一個系纜墩，尺度10m×10m，系纜墩與碼頭主體通過一座鋼便橋連接。前方作業(yè)帶寬度取30m，停泊水域設(shè)計底高程-13.7m（理基，下同），碼頭面高程取9.1m。

2.2 碼頭結(jié)構(gòu)

碼頭結(jié)構(gòu)采用沉箱結(jié)構(gòu)，持力層為卵石或中風(fēng)化花崗巖?；玻ê?4m，-13.7～-17.7m）拋石及基床下（厚 1.7～11.3m）的換填塊石為10～100kg塊石，基床頂面高程-13.7m。拋石基床采用分層錘夯密實?；采习卜配摻铐懦料?，標(biāo)準(zhǔn)沉箱長×寬×高=16.05m×12.50m×16.70m，單個沉箱重量約為1750噸，沉箱上現(xiàn)澆C30砼胸墻，胸墻嵌入沉箱400mm，胸墻高6.5m，其頂高程為9.1m。沉箱采用平接，沉箱垂直縫寬為70～80mm，沉箱后側(cè)回填拋石棱體（10～100kg）。拋石棱體后方設(shè)置二片石墊層、碎石倒濾層和一層土工布，土工布后方回填陸域回填料。碼頭斷面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 碼頭結(jié)構(gòu)斷面圖

3 基床夯實施工工藝

碼頭拋石基床的密實方法，國內(nèi)外工程界采用的有：重錘夯實法、爆破密實法（簡稱爆夯法）、預(yù)壓法和自行沉實法，其中重錘夯實法和爆夯法是最常用的兩種方法。重錘夯實法施工的優(yōu)點在于施工機(jī)動靈活，對周邊建筑物產(chǎn)生的地震效應(yīng)影響小，施工干擾??；缺點在于施工成本高、施工速度慢。爆夯法施工優(yōu)點在于施工成本低，施工速度快；缺點在于對周邊環(huán)境（建筑物等）產(chǎn)生的地震效應(yīng)明顯，施工受周邊環(huán)境的制約。為減少基床密實施工對工程區(qū)域周邊水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響和確保相鄰已建9號泊位的安全，本工程采用重錘夯實法，為確定夯實參數(shù)的合理性，確保拋石基礎(chǔ)夯實施工的質(zhì)量，選取K0+90～K0+100作為實驗段進(jìn)行試夯。

3.1 重錘夯實機(jī)理

水下拋石基床由大小不規(guī)則的拋石塊體組成，拋石塊體具有離散體特征，不同拋石粒徑和級配組成導(dǎo)致拋石基床具有不同的密實程度。水下基床重錘夯實時，由船上的起重機(jī)械將特制的夯錘提升到一定高度后，自由下落，勢能轉(zhuǎn)化為夯擊能，重復(fù)夯擊拋石基床表面。拋石基床在反復(fù)夯擊能的作用下，拋石塊體發(fā)生移位相互咬合更加緊密，空隙逐漸減小，最終使拋石基床密實度得到提高，從而消除或減少其在上部荷載作用下的壓縮沉降。

3.2 錘夯參數(shù)

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，基床錘夯時“每層厚度宜基本相等，每層夯實后的厚度不宜大于2m”。對于該工程中達(dá)5.7m～15.3m（含基床及基床下地?fù)Q填）厚的拋石而言，如果按照規(guī)范推薦的2m/層的分層錘夯工藝，夯實面積大，工程造價高，同時也限制了施工速度。

重力式碼頭重錘夯實基床分層厚度、夯擊能量與夯沉量之間的關(guān)系一般通過現(xiàn)場試夯確定，為了提高重錘夯實法的有效加固深度，必須增大夯擊能，通過增大夯錘重量或提高夯錘落距的方式均可達(dá)到增大夯擊能的目的，然而通過提高夯錘落距的方式會造成夯擊能的較大損失，是不經(jīng)濟(jì)的。目前國內(nèi)類似的項目較多，如廈門港嵩嶼港區(qū)二期岸壁工程，厚度從14m～17m不等，基床夯實分層厚度為4m/層，所用夯錘的重量設(shè)計為15t，錘落距為4m，在不計水阻力、浮力影響的情況下單位面積夯擊能達(dá)到了339kj/m2，錘夯段的平均夯沉率達(dá)到了14.85%。

根據(jù)本工程項目拋石基床厚度、施工進(jìn)度要求、現(xiàn)有資源等情況選擇基床拋石分層厚度，試夯段基床拋石分層厚度為3m。錘夯參數(shù)見表1。

表1 錘夯參數(shù)表

3.3 錘夯方法

夯實船由GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行平面位置控制，通過對定位船平面位置的控制進(jìn)行對水下夯錘的控制?；埠粚嵃?遍10夯次要求進(jìn)行施工，采用相鄰壓半夯的夯實方法。

4 錘夯總結(jié)

4.1 夯沉率檢測

對試驗段夯后進(jìn)行水深測量（測深儀器法），根據(jù)測量結(jié)果采用平均標(biāo)高法進(jìn)行夯沉率計算，結(jié)果見表2。

表2 平均沉降量及夯沉率

根據(jù)統(tǒng)計資料，累計平均夯沉率約為15%，潛水員對試夯段基床夯實情況進(jìn)行水下探摸，反映基床夯實效果良好，基床表面塊石密實，無塊石破碎嚴(yán)重現(xiàn)象。

4.2 復(fù)夯驗收

驗收方法：在夯錘的主鋼絲繩上做好刻度，將夯錘緩慢放在基床上，拉緊鋼絲繩，控制并指揮吊機(jī)操作手使夯錘、鋼絲繩垂直，觀測并記錄讀數(shù)（夯前讀數(shù)），在原位復(fù)打一夯次，按照相同辦法觀測并記錄讀數(shù)（夯后讀數(shù)），兩次讀數(shù)差值（夯前讀數(shù)-夯后讀數(shù)）即為復(fù)打一次夯的沉降量。根據(jù)復(fù)夯數(shù)據(jù)統(tǒng)計，復(fù)夯平均沉降量為26mm，滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

本文通過分析碼頭沉箱拋石基床試夯段分層厚度、夯錘重量、落距、錘夯遍數(shù)等參數(shù)，結(jié)合夯沉量、復(fù)夯驗收資料，論證試夯參數(shù)的合理性。經(jīng)分析，拋石基床分層累計平均夯沉率約15%，達(dá)到爆夯水平，復(fù)夯平均沉降量為26mm，滿足規(guī)范要求，試夯各技術(shù)參數(shù)可用于后續(xù)拋石基床分層錘夯施工。

[1]JTS 165-2013,海港總體設(shè)計規(guī)范.

[2]JTS 167-2-2009,重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范.

[3]JTS 144-1-2010,港口工程荷載規(guī)范.

[4]福州港三都澳港區(qū)漳灣作業(yè)區(qū)10號泊位工程施工圖設(shè)計.