高平原，任一飛，祝業(yè)浩

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 背景介紹

重力式碼頭胸墻施工工藝比較成熟，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)工程質(zhì)量要求的不斷提高，部分施工工藝由于其局限性已阻礙工程質(zhì)量的提升。筆者在營(yíng)口港地區(qū)重力式碼頭工程的施工技術(shù)管理過程中，對(duì)原有胸墻施工工藝的不足進(jìn)行了分析，并對(duì)若干項(xiàng)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

2 施工工藝的改進(jìn)及實(shí)施效果

2.1 卸荷板外伸鋼筋保護(hù)

在方塊重力式碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，胸墻下部通常采用卸荷板結(jié)構(gòu)，卸荷板頂部設(shè)有外伸鋼筋與胸墻連成一體，確保工程主體的整體性。施工中由于外伸鋼筋通常處于水位變動(dòng)區(qū)（圖1）干濕交替的腐蝕環(huán)境中，極易發(fā)生銹蝕，影響卸荷板與胸墻的黏結(jié)力，對(duì)此以往采用在外伸鋼筋外刷一層水泥漿的阻銹措施。但是由于卸荷板安裝入水至胸墻澆筑的間隔時(shí)間較長(zhǎng)（在北方，冬季一般無法進(jìn)行混凝土施工，間隔時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月以上），水泥漿受到海水沖刷而脫落，難以起到有效的阻銹效果。

圖1 某工程上部結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.1 Section of the topside structure of a project

為了確保卸荷板外伸鋼筋在胸墻澆筑時(shí)不發(fā)生明顯銹蝕，將鋼筋的阻銹措施進(jìn)行改進(jìn)。改用人工在鋼筋外裹上一層厚度不小于5 mm的水泥砂漿，增加抗海水沖刷的能力，同時(shí)為減小海水沖刷及其他外力因素對(duì)砂漿層的影響，在砂漿層外纏繞1層透明膠帶，以消除或減少海水沖刷等外力對(duì)砂漿層的破壞。以上措施在卸荷板澆筑完成后實(shí)施，直至澆筑胸墻混凝土?xí)r將膠帶與砂漿層清除，對(duì)卸荷板外伸鋼筋起到很好的阻銹效果，確保胸墻混凝土與卸荷板連成一體。

2.2 混凝土施工

混凝土的施工質(zhì)量是影響構(gòu)件質(zhì)量的重要因素，胸墻為大體積混凝土，易發(fā)生強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、裂縫、蜂窩等質(zhì)量問題，必須予以高度重視。為確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量，從配合比的設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量以及混凝土的澆筑、振搗等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制和工藝改進(jìn)。

胸墻最小斷面尺寸≥3 m，僅靠外部的潮濕養(yǎng)護(hù)不能使內(nèi)部的水化熱有效散出，由于溫度應(yīng)力作用易產(chǎn)生混凝土裂縫，針對(duì)此情況在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，摻加緩凝型高效減水劑，還特別設(shè)計(jì)了夏季施工配合比，在混凝土中添加了?；郀t礦渣粉摻合料[1]。

嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量，碎石在使用前經(jīng)過循環(huán)淡水篩洗，對(duì)包括減水劑、礦渣粉在內(nèi)的各類原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保其質(zhì)量，并對(duì)原材料中的含泥量及氯離子含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

在混凝土澆筑振搗作業(yè)時(shí)，控制混凝土的下落高度＜2 m，同時(shí)針對(duì)胸墻橫斷面寬度較寬（一般為3.5 m左右），在混凝土澆筑時(shí)前后模板存在明顯高差，不利于振搗作業(yè)，易發(fā)生漏振或者過振等問題，特別設(shè)計(jì)了振搗跳板，即根據(jù)前后模板高差制作掛梯，混凝土澆筑前掛在胸墻前沿模板上，并在掛梯與胸墻后沿間搭設(shè)跳板，跳板上設(shè)置振搗刻度線，施工人員在跳板上可以順利規(guī)范地進(jìn)行振搗作業(yè)（圖2）。

圖2 胸墻振搗跳板Fig.2 Thevibrating spring-board of breast wall

2.3 胸墻拉桿套管安裝

在重力式碼頭胸墻與軌道梁間通常設(shè)有拉桿以減緩胸墻位移，拉桿在胸墻預(yù)埋部分的安裝通常采用圓臺(tái)芯模與模板固定，圓臺(tái)芯模在每次安裝時(shí)需要焊接在模板板面上，在拆模時(shí)拆除芯模，拉桿的預(yù)埋部分與外接部分的連接形式為焊接，這樣不但工序繁瑣，同時(shí)由于芯模反復(fù)拆裝，易使模板受損變形而造成拉桿邊緣混凝土平整度較差。

為解決這一問題，現(xiàn)將拉桿的連接方式由焊接改為套筒連接，預(yù)埋拉桿與外接拉桿的一端加工成螺紋，安裝時(shí)預(yù)埋拉桿與套筒連接，套筒通過螺栓固定在模板上，混凝土澆筑完成后擰下螺栓模板即可拆除，外接部分的拉桿通過旋擰進(jìn)套筒進(jìn)行安裝（圖3）。

圖3 拉桿套筒連接示意圖Fig.3 Sketch of theconnection of pull rod sleeve

工藝改進(jìn)使施工操作簡(jiǎn)單，且由于不使用圓臺(tái)芯模，避免了對(duì)模板的往復(fù)焊拆而造成的損傷，拉桿周邊混凝土的平整度得到了保證。

2.4 PVC管橡膠塞封堵安裝

胸墻上通常設(shè)有用于排水的預(yù)埋PVC管，PVC管的一端外露于胸墻混凝土表面，在模板支立時(shí)需要對(duì)管口進(jìn)行封堵止?jié){，通常采取的封堵措施是將PVC管端頭填充泡沫并用透明膠帶密封的工藝。但由于PVC管用膠帶封堵后不能與模板緊密粘貼，PVC管口外容易存留灰漿，不但需要人工進(jìn)行清理，而且清理后管口邊的混凝土?xí)霈F(xiàn)毛邊，影響胸墻的觀感質(zhì)量。

為解決上述問題，采用橡膠作為封堵介質(zhì)，即根據(jù)PVC管的管徑特制橡膠塞，橡膠塞套在PVC管的外露端頭然后與模板貼靠（圖4）。由于橡膠塞本身具有彈性，可以與模板緊密貼靠，起到較好的止?jié){效果，拆模后的PVC管與混凝土表面連接平整，無漏漿現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)橡膠塞安拆簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用，減少了人力和物料投入。

圖4 PVC管套橡膠塞與模板貼靠Fig.4 The rubber plug of the PVC pipe sleeveclingsto the formwork

2.5 護(hù)舷安裝

在胸墻迎水面通常安裝護(hù)舷，護(hù)舷本體以橡膠結(jié)構(gòu)為主，通過螺栓與胸墻內(nèi)的預(yù)埋螺母連接進(jìn)行安裝。為了保證預(yù)埋螺母的位置準(zhǔn)確，以前的做法是預(yù)埋螺母通過定位鋼板進(jìn)行定位，定位鋼板外露于混凝土表面，長(zhǎng)期使用會(huì)有流銹對(duì)胸墻混凝土表面造成污染，同時(shí)由于定位板難以與胸墻模板完全貼靠，容易造成定位板與混凝土表面錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致在護(hù)舷安裝時(shí)螺栓深入預(yù)埋螺母的螺紋長(zhǎng)度不足，影響護(hù)舷的安全使用。

為解決以上問題，將定位板臥進(jìn)混凝土中（圖5）。具體做法是首先將定位板上的預(yù)留孔進(jìn)行同心擴(kuò)孔，孔徑略大于預(yù)埋螺母外徑，然后將螺母從預(yù)留孔中穿出，穿出長(zhǎng)度不小于鋼筋保護(hù)層厚度，將定位板與螺母焊接固定，然后再進(jìn)行整體安裝，安裝時(shí)預(yù)埋件與模板緊貼的部分已由原來的定位板改為預(yù)埋螺母。這樣從根本上解決了定位板的銹蝕問題，預(yù)埋螺母與模板緊貼，接觸面遠(yuǎn)小于定位板，較好地消除預(yù)埋件與混凝土間的錯(cuò)臺(tái)，保證了螺栓的緊固長(zhǎng)度。

圖5 改進(jìn)后護(hù)舷安裝工藝Fig.5 Installation process of the improved fender

2.6 馬蹄盒模板止?jié){

胸墻在迎水面通常設(shè)有用于懸掛護(hù)舷拉鏈的U形環(huán)，并且一般在U形環(huán)位置胸墻會(huì)留有馬蹄狀凹槽。為了保證該凹槽施工定位準(zhǔn)確，施工時(shí)會(huì)依凹槽形狀制作小片馬蹄盒模板，在胸墻前沿模板支立完成后根據(jù)測(cè)量放線位置固定在前沿模板上，但由于馬蹄盒模板與前沿模板均為鋼模板，相接部位難免產(chǎn)生孔隙，針對(duì)此處孔隙，通常采用貼膠帶紙的止?jié){辦法，常有拆模后膠帶紙粘貼在混凝土表面的情況發(fā)生，影響到胸墻迎水面的觀感質(zhì)量以及后續(xù)護(hù)舷拉鏈的安裝。

為解決以上問題，選用玻璃膠作為止?jié){材料，即在馬蹄盒模板固定好以后，在馬蹄盒模板與胸墻前沿模板連接的縫隙處均勻涂抹一層玻璃膠，當(dāng)玻璃膠凝固后再澆筑胸墻混凝土，此時(shí)兩塊模板間已封堵嚴(yán)密，不會(huì)再有漏漿情況發(fā)生，同時(shí)玻璃膠在施工完成后也便于清理，不會(huì)存留在混凝土表面，拆模后的馬蹄盒邊線順直，無漏漿現(xiàn)象。

2.7 預(yù)埋鐵件防腐

胸墻作為上部結(jié)構(gòu)最重要的組成部分，其上通常設(shè)有多種類型的預(yù)埋鐵件，由于胸墻處于水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)，干濕交替，空氣濕度大，鹽分高，致使包括管溝預(yù)埋板、頂面護(hù)邊角鋼等預(yù)埋鐵件極易發(fā)生銹蝕，必須進(jìn)行防腐處理，但常規(guī)的刷鐵紅防銹漆的做法，防腐性能不佳，并且對(duì)于外露于胸墻頂面的預(yù)埋鐵件（如護(hù)邊角鋼），由于碾壓摩擦致使防腐漆涂層破壞，無法起到防腐的效果。

為了提高預(yù)埋鐵件的耐腐蝕能力，對(duì)不同類型的預(yù)埋鐵件采取不同的防腐處理。

對(duì)于管溝預(yù)埋件，考慮到其上需要焊接管道支架，選擇了附著力高，受電焊切割時(shí)燒傷面小的環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、聚氨酯面漆3層組合防腐漆進(jìn)行涂刷，同時(shí)為了進(jìn)一步提高預(yù)埋件與防腐涂料間的附著力[2]，對(duì)管溝預(yù)埋件的表面處理方式由手工打磨改為機(jī)械噴砂除銹。

針對(duì)護(hù)邊角鋼這類不適用涂刷防腐涂料的預(yù)埋鐵件，采取熱浸鋅的防腐措施。經(jīng)過熱浸鋅處理的護(hù)邊角鋼不但防腐效果良好，而且表面光潔美觀。

通過以上防腐措施的實(shí)施，各類預(yù)埋鐵件的耐腐蝕能力得到顯著提高，通過對(duì)已完工工程的回訪，發(fā)現(xiàn)預(yù)埋鐵件發(fā)生銹蝕的幾率較工藝改進(jìn)前有大幅度的減小，由預(yù)埋鐵件銹蝕引發(fā)的工程觀感質(zhì)量缺陷和耐久性差的問題得到有效解決。

2.8 胸墻養(yǎng)護(hù)

胸墻養(yǎng)護(hù)以往采用的是覆蓋土工布人工澆水養(yǎng)護(hù)，由于潮濕的土工布長(zhǎng)期覆蓋在鋼筋表面，極易導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕。同時(shí)由于是人工進(jìn)行操作，當(dāng)需要養(yǎng)護(hù)的胸墻數(shù)量較多時(shí)，不但耗費(fèi)大量人工，養(yǎng)護(hù)的均勻和及時(shí)也難以保障。

為此對(duì)養(yǎng)護(hù)方式改變?yōu)椋菏紫雀鶕?jù)鋼筋間距將土工布裁成不同寬度的長(zhǎng)條，將土工布按不同位置鋪在混凝土表面，這樣可以避免潮濕的土工布長(zhǎng)期覆蓋鋼筋而造成鋼筋銹蝕。另外將人工澆水養(yǎng)護(hù)改為水管噴淋養(yǎng)護(hù)，將養(yǎng)護(hù)水管接入給水閥門，然后將水管布設(shè)在胸墻頂面，養(yǎng)護(hù)水管每間隔1 m開設(shè)2 mm孔洞，需要養(yǎng)護(hù)時(shí)，將閥門打開，在水壓作用下，水由孔洞噴出，均勻地噴灑在土工布上。

通過以上對(duì)胸墻養(yǎng)護(hù)方式的改變，不但將土工布與鋼筋隔離，減少了鋼筋與水的接觸，從而避免鋼筋銹蝕，而且此種養(yǎng)護(hù)方式可以做到各胸墻同時(shí)養(yǎng)護(hù)，即節(jié)約了人工投入，又保證了養(yǎng)護(hù)的及時(shí)性。同時(shí)，與人工直接澆水相比，采取水管噴淋養(yǎng)護(hù)噴灑更加均勻，養(yǎng)護(hù)效果更佳。

2.9 軌道槽支模工藝

胸墻頂部通常設(shè)有用于安放碼頭門機(jī)行走前軌道的軌道槽，沿碼頭岸線通長(zhǎng)布置，寬度40~50 cm，深度20 cm左右，兩側(cè)設(shè)有護(hù)邊角鋼。通常施工順序?yàn)橄冗M(jìn)行護(hù)邊角鋼的安裝，然后支立軌道槽模板，在胸墻面層混凝土澆筑完成拆除模板后軌道槽成型。軌道槽模板為長(zhǎng)條狀鋼模板，與護(hù)邊角鋼貼嚴(yán)支立，以往軌道槽模板通常采用鋼筋焊接或者木方進(jìn)行支撐加固。不但操作繁瑣，同時(shí)鋼筋焊接加固會(huì)對(duì)模板造成損傷變形，木方加固又不能保證模板支立的穩(wěn)定，長(zhǎng)期使用均會(huì)造成軌道槽的尺寸偏差。

針對(duì)這一情況，將軌道槽支模工藝改為較成熟的緊張器支撐加固方式，即在兩側(cè)模板上增設(shè)同徑反向螺栓，通過螺栓套筒的旋擰達(dá)到對(duì)模板位置的調(diào)整。同時(shí)考慮到模板長(zhǎng)期使用出現(xiàn)的變形，為了保證模板與護(hù)邊角鋼貼靠緊密，將通常采用的“緊張器-模板”一體式結(jié)構(gòu)改為分體式緊張器結(jié)構(gòu)，即緊張器不再直接固定在模板上，而是通過在螺栓外端焊接角鋼，利用角鋼對(duì)模板進(jìn)行施力調(diào)整。

采用分體式緊張器結(jié)構(gòu)的軌道槽模板可以對(duì)緊張器的數(shù)量和支立位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)模板的支立質(zhì)量進(jìn)行更有效地控制，保證模板與護(hù)邊角鋼貼靠緊密，確保軌道槽的尺寸（圖6）。

圖6 軌道槽采用分體式緊張器支立模板Fig.6 The split tenser and supported formwork used in trial groove

2.1 0 胸墻面層混凝土防裂

胸墻施工中，因其胸墻頂部設(shè)有護(hù)輪坎、系船柱、軌道槽、拖纜槽、管溝蓋板等設(shè)施，為了這些設(shè)施的施工方便和準(zhǔn)確定位，通常將胸墻頂部20~25 cm厚的混凝土作為胸墻面層單獨(dú)進(jìn)行澆筑。但在施工中發(fā)現(xiàn)胸墻面層極易出現(xiàn)裂縫，尤其是在系船柱等截面變形處易產(chǎn)生45°裂縫。

為此對(duì)胸墻面層裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)主要原因?yàn)樾貕γ鎸踊炷林械乃槭橇显跐仓罢駬v過程中向下方沉積致使面層頂部灰漿偏厚所致。為此，我們將面層混凝土的塌落度進(jìn)行了下調(diào)，當(dāng)采用翻斗車運(yùn)送混凝土?xí)r塌落度控制在1~3 cm，當(dāng)采用混凝土罐車運(yùn)送時(shí)塌落度控制在6~7 cm，并且規(guī)范面層混凝土的振搗，嚴(yán)防過振情況發(fā)生，以此最大限度地減小混凝土頂部砂漿層的厚度。對(duì)系船柱等截面變形處混凝土易產(chǎn)生45°裂縫問題，經(jīng)過分析認(rèn)為是應(yīng)力集中所致，為此采取在系船柱周邊粘貼一層橡膠條的辦法以緩解應(yīng)力集中的產(chǎn)生（圖7），其次將正常截面與變截面的混凝土分成兩次澆筑（圖8），這樣可以引導(dǎo)應(yīng)力在兩次澆筑混凝土間的施工縫處進(jìn)行釋放。

通過采取以上措施，有效減少了胸墻面層混凝土裂縫的發(fā)生，同時(shí)消除了系船柱周邊由應(yīng)力集中產(chǎn)生的裂縫。

圖7 系船柱底座周邊貼橡膠條Fig.7 Pastetherubber strip around thebaseof bollard

圖8 混凝土分兩次澆筑Fig.8 Pouring concretein twice

3 結(jié)語

通過對(duì)原有胸墻施工工藝的分析，經(jīng)探索與嘗試，對(duì)卸荷板外伸筋保護(hù)、混凝土施工、拉桿、PVC管及護(hù)舷安裝、馬蹄盒止?jié){、預(yù)埋鐵件防腐、養(yǎng)護(hù)、軌道槽支模、面層混凝土等多項(xiàng)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，使重力式碼頭胸墻施工形成一套成熟的、先進(jìn)的施工方法，工程質(zhì)量得到較大提升，為碼頭胸墻施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]JTS202-1—2010，水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程[S].JTS 202-1—2010，Technical specification for thermal cracking control of massconcreteof port and waterway engineering[S].

[2] 何麗芳.水性無機(jī)富鋅涂料的應(yīng)用研究[J].表面技術(shù)，2006，35（1）：55-59.HELi-fang.Application study on water-borne inorganic zinc-rich coating[J].Surface Technology，2006，35（1）：55-59.

[3]楊春生，高科.秦皇島港戊碼頭胸墻混凝土的防裂措施及效果[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2000（5）：52-57.YANG Chun-sheng，GAO Ke.Craft-control measures and its effects of breast wall concrete of the F wharf project of Qinghuangdao Port[J].China Harbour Engineering，2000（5）：52-57.