回淤区重力式码头厚大基础施工技术

王刚 王向宇

摘 要：码头基础对维持结构稳定，减小沉降位移至关重要。本工程施工水域回淤严重，厚大基础质量难以控制。通过对回淤情况进行探究，优化施工工艺，保证了施工质量，为今后回淤区码头基础施工提供了借鉴。

关键词：基槽回淤 厚大基础 沉降位移

1.工程概况

北良稻谷转运工程包括粮食物流通用中转设施水工工程和散稻中转设施水工工程两个单位工程，其中散稻码头为一个5万吨级泊位，全长521m，通用码头为两个5万吨级泊位，全长601m。两个码头均为沉箱重力式结构，共57座沉箱。码头基础自下而上施工顺序为基槽挖泥、基础换填、爆破夯实、基床抛石、机械夯实、基床整平。基槽底宽40m，顶宽200m，平均开挖深度20m。基础换填顶宽40m，厚8m，顶标高-22m，石料采用5～300kg开山石，采用爆破夯实工艺。基床抛石采用10～100kg块石，厚度3m，顶标高-19m。

2.施工区域地质情况

进入现场后项目部对陆域边线及泥面进行重新测量，与投标期间对比，存在如下变化：业主将陆域继续向海侧回填，原泥面升高，陆域呈扇形向海侧扩散，泥面从-6m扩散至-18m，坡比由1%增大至2%。淤泥流动性较大，外力作用下流动影响范围为400m～500m。陆域边线附近堆放27万方开山石料，陆域增加荷载约0.2Mpa。根据设计图纸及地勘报告，持力层为强风化板岩，向上分别为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥。

3.工程的特点与难点

本工程基础施工具备以下特点：（1）基槽开挖深度大，最大开挖深度25m，与陆域高差达50m；（2）淤泥厚度大，最大厚度18m，流动性强，流动范围400m～500m；（3）基槽边缘300m处存在石料堆，施工中极易出现淤泥失稳崩塌问题。因此，施工中防止基槽回淤，保证基础无淤泥夹层是本工程基础施工的难点。

4.回淤情况探究与分析

初步判断基础施工中可能存在回淤问题，但是否真实存在回淤及回淤参数无法确定。因此计划从回淤来源、回淤量及回淤速度三个方面探究回淤情况，以便制定合理的施工工艺。

4.1回淤情况探究方法

综合现场情况，回淤来源有以下几方面：①设计边坡塌陷造成基槽回淤；②基槽外流泥进入基槽造成回淤；③基槽边缘石料堆对底部淤泥形成重载，导致淤泥失稳流入基槽。

现制定如下方案对回淤来源、回淤量及回淤速度进行探究：基槽开挖完成后，立即进行验收，验收合格后搁置一段时间，每天观测基槽底部回淤厚度增加情况，据此计算回淤量及回淤速度。对基槽边坡及周边海域进行水深测量，以此判断基槽回淤物是否来自边坡塌落和外海流泥。在此基础上，在回填区边线处设置沉降观测点，定期观测是否回填区发生沉降，以此判断是否回填区底部淤泥流入基槽。

4.2回淤情况探究结论

通过观测对比发现，基槽底部回淤物厚度在基槽开挖后两天，每天以30cm增加，两天后基本不变化。基槽边坡刚开挖完成后呈锯齿状，两天后边坡逐渐平滑，但边坡比与开挖时基本无变化。基槽外水深基本无变化，陆上回填区基本无沉降。根据实测断面计算，基槽验收后底部回淤约2000方，基槽锯齿状边坡变平滑滑落至底部的淤泥量约500方，剩余1500方来自基槽外流泥。由于基槽外水域广阔，少量流泥引起的水深变化无法观测，因此基槽外水深无变化。

通过上述分析可得出以下结论：基础施工中确实存在回淤问题。回淤主要来源为基槽外流泥，其次是锯齿状基槽边坡滑落至底部的淤泥。回淤主要发生在基槽开挖后两天，回淤速度为30cm/d。

5.采取的防淤和减淤措施

针对上述回淤情况，拟从以下三个方面采取措施，保证基础施工质量：（1）施工中采取相应措施减少回淤物来源；（2）加快施工进度，在回淤完成前完成基础施工；（3）优化施工工艺，降低回淤物对基础施工的影响。

5.1减少回淤物来源

基槽开挖前，先将施工区域后方回填区挤出的淤泥全部挖除，减少开槽过程中流入基槽的淤泥；基槽采用分层阶梯式开挖，分层厚度3m，且不一次性将整段基槽全部挖完，而是先挖至粉质粘土层，然后对基槽边坡进行测量，保证基槽边坡轮廓线大于设计边坡轮廓线，待开挖完成的锯齿状边坡平缓后，再进行最后一层粉质粘土的开挖；基槽底宽两侧各加宽2米，使淤泥无法立即流入基槽；对每段基槽严格验收，保证实际轮廓线大于设计轮廓线，底部达到持力层且回淤物厚度不超过30cm；基槽验收在早晨进行，验收合格后立即进行抛填施工。

5.2加快基础施工进度

将原计划采用100方小型开体驳更改为500方大型开体驳，保证每天抛填量至少达到7000方。基槽底宽约40m，每个基槽施工段长60m，底层基础抛填速度为7000/（40*60）=2.9m/d，远远超过淤泥回淤速度30cm/d，保证回淤物不会流到抛填基础顶面。

5.3优化基础施工工艺

为保证基槽底部持力层与抛填石料间不形成淤泥夹层，现场采用100～300kg大块开山石进行底层3m基础抛填，剩余5m淤泥达不到的高度采用5～3 0 0kg开山石进行抛填。对业主提供的100～300kg大块开山石孔隙率进行测算，孔隙率均大于35%。根据前期探究得知，回淤物厚度最多在80cm，每60m一段基槽回淤量最多为1920方。100～300kg大块石空隙为2520方，大于1920方，从理论上可以保证，按照最不利情况考虑，基础抛石不会形成淤泥夹层。

与此同时，进一步对抛石顺序进行优化，在平面抛石顺序上，采用每60m一个施工段分层抛填的施工工艺，每层抛填高度为2m，每个施工段分4层进行抛填。在断面抛石顺序上，采取“先中间后两边，由低到高”的抛石原则，即由基槽的中間位置向两侧抛填，由基槽底部标高相对较低的位置向标高较高的位置抛填。

嚴格控制基础换填部分爆夯沉降量，及时调整爆破参数，对一次爆破夯沉量达不到设计要求的（设计要求夯沉量12%～15%）进行多次补爆，直到满足设计要求为止。

6.基础施工效果检验

6.1沉降位移观测阶段划分

沉降位移观测阶段划分如下：

第一阶段：沉箱填石及后方棱体回填完成，大部分荷载加载完成后，进行长时间沉降位移观测，待沉降稳定后，进行一层胸墙施工。

第二阶段：一层胸墙施工完成后，对沉降位移进行观测，待沉降稳定后进行二层、三层胸墙施工。

第三阶段：码头全部施工完成后对整个码头沉降位移进行观测，分析判断整个码头在全部施工荷载加载完成后是否稳定。

6.2沉降位移观测结果分析

第一阶段沉降位移观测结果分析：本阶段沉降位移主要发生在沉箱填石及后方棱体回填过程中，沉箱平均沉降量约7cm，位移约6cm。沉箱填石与棱体回填完成后，经过长达8个月的沉降位移观测，沉降与位移均不超过1cm。通过沉降位移曲线分析，沉箱沉降已趋于稳定，可以进行一层胸墙施工。

第二阶段沉降位移观测结果分析：沉箱一层胸墙已经施工完成，经过连续沉降位移观测，一层胸墙沉降在1cm左右。从沉降位移曲线分析，一层胸墙加载后，沉降在正常范围内，可以进行二层、三层胸墙施工。

第三阶段沉降位移观测结果分析：沉箱上部胸墙已全部施工完成，仅剩护轮坎、轨道梁安装未进行施工。对码头顶部沉降位移观测60天左右。对沉降位移观测数据进行分析，码头顶面沉降在0～5mm。

综合上述三个阶段的沉降位移观测与分析，累计沉降平均值在10cm以内，沉降主要发生在荷载发生变化时期，并且沉降已经趋于稳定，无异常沉降现象发生。

7.结束语

通过对北良稻谷转运工程基槽回淤问题深入探究，合理优化施工工艺，有效解决基槽回淤对厚大基础施工带来的不利影响，避免码头产生不均匀沉降，有效保证了工程的整体质量，值得类似工程借鉴。

参考文献：

[1]中交第一航务工程局有限公司.港口工程施工手册[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[2]周文.沉箱重力式码头施工期间沉降位移观测与分析[J].水运工程，2005（12）：93-96.