中交第三航务工程局有限公司宁波分公司 浙江宁波 315200
摘要：近年来，梅山口岸整车进口业务迅猛发展，同时随着吉利春晓基地投产，批量整车出口将成为常态。另根据梅山产业集聚发展规划，未来梅山保税港区将重点发展钢铁、镍、铜、铝等为主的金属材料的进口分拨分销业务，因此未来滚装及杂货多用途码头的建设项目将会在梅山及周边区域增多。与现有集装箱码头不同，为解决滚装作业水位变幅和全天候作业的问题，滚装码头面标高相对较低，其下部横梁一般均淹没于高水位下，需在低潮水工况下进行施工，且施工时间相对传统集装箱码头较短。因此在横梁混凝土拌合中添加早强剂有助于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展，从而缩短初凝时间，减少涌浪等对梁顶的冲刷，保证梁顶施工质量，为打造精品工程及创优创造有利条件。
关键词：滚装码头 标高低 下横梁 低潮水 施工时间短 早强剂
1工程概况
宁波—舟山港梅山港区滚装及杂货码头工程位于宁波市梅山岛东南侧,梅山保税港区1#集装箱码头工程西侧，四面环海，东临国际航道和锚区，与舟山市佛渡岛、六横岛隔海相望。
本工程建设规模为1个7万吨级滚装及杂货码头及相应配套工程，码头岸线长度450m，宽35m，采用高桩梁板结构。码头与后方陆域通过一座引桥相连，引桥长229.5m，宽21m，采用高桩墩式结构。后方陆域总面积20.9万㎡，主要布置堆场、道路、生产及辅助设施区等，其中建筑物面积约2.18万㎡。
滚装码头面高程+5.84m（采用梅山理论最低潮面），较梅山一期码头面层（标高为+7.52m）低了1.68m，横梁底标高为仅为+2.0m，详见图1-1 标准断面图。
图1-1 标准断面图
2横梁设计结构
本工程码头现浇下横梁共计53根，其尺寸及设计参数详见表2-1：下横梁尺度一览表。混凝土采用C40高性能混凝土，由搅拌船水上浇筑。
表中下横梁尺寸为横梁典型断面尺寸，不包括八字口、扩大段等。详见图2-1：横梁平面图及图2-2：横梁典型断面图。
图2-1：横梁平面图
图2-2：横梁典型断面图
3自然条件
3.1基准面及换算关系
梅山港区基准面关系见图3-1：梅山港区基面关系。
图3-1：梅山港区基面关系
其换算关系为：梅山港区理论最低潮面为基准面标高=85国家高程基准面标高+2.02m；
梅山港区理论最低潮面为基准面标高=潮高基准面标高-0.12m。
3.2潮流性质
本港区潮汐属于正规半日潮类型。
3.3设计水位
4工艺选择
在下横梁初始典型施工中，我项目部发现由于潮水时间短，下横梁浇筑完成后，梁顶混凝土未达到早期强度即淹没于高潮位下；受涌浪影响，梁顶冲刷严重，造成水泥浆流失严重，出现大面积麻面、石子露漏、表面凹凸等问题。针对典型施工中暴漏的问题，我项目部召开专题会议，讨论施工工艺，以解决该问题，提高下横梁浇筑质量。
施工工艺一：分层浇筑
下横梁分层浇筑，减少浇筑时间，以增加初凝时间，提高早期强度。此工艺包括模板一次安装和分次安装两种施工方法。
施工工艺二：使用早强剂，一次浇筑完成
根据潮位表，分析研究单次潮水可作业时间，合理安排浇筑时间，以增加混凝土初凝时间；并进行梁顶配合比优化，采用早强型混凝土，以提高梁顶早期混凝土强度，减少海水冲刷的不利影响，提高外观质量。
对上述方案优缺点进行讨论分析，详见表4-1。
通过表4-1分析可知，方案一无论采用何种模板安装方案，上下层结合面均需进行凿毛处理，凿毛工程量大；且由于下横梁钢筋较密，不易凿毛，凿毛工作耗时较长，无法满足业主工期要求。方案二，则通过合理安排浇筑时间，延长混凝土初凝时间，且梁顶混凝土拌合中添加早强剂，加速水泥水化速度，提高早期强度；一次性浇筑减少了上下层结合面凿毛工序，缩短横梁整体浇筑时间，对工期控制有利。因此项目部决定采用方案二，并进行典型施工以验证工艺可行性。
5施工工艺
5.1潮水施工时间计算
根据梅山港区基面关系，下横梁设计标高与潮水水位对应关系详见表5-1：横梁设计标高与潮水水位对应表。
下横梁施工时间为2015年3月至7月，此处混凝土浇筑时间以2015年5月潮水进行分析计算。根据设计标高与潮位对应关系，混凝土浇筑施工需在水位低于212cm下进行，通过查阅5月潮汐表，除平潮施工时间较短，为5h左右外，其余潮水施工时间为6～7h。单根梁混凝土浇筑方量约为140m³左右，耗时约为3.5h，而高性能混凝土初凝时间根据天气变化，一般为3~5h，因此正常施工，梁顶早期强度弱，易受涌浪冲刷，破坏梁顶质量。而通过使用早强剂，可以将初凝时间缩短到1～2h，大大缩短初凝时间，从而确保每个潮位时间能够满足混凝土浇筑并保证梁顶质量。
5.2施工工艺流程
横梁施工工艺流程为：桩顶偏位、标高复核→钢围囹安装→木方、底板铺设→测量放样→钢筋骨架安装→预埋件安装→模板拼装→验收→混凝土浇筑→养护。
5.3主要施工方法
5.3.1钢围囹施工
为解决传统吊筋工艺修复困难问题，提高结构耐久性，围囹采用桩芯浇筑时预埋型钢立柱，立柱上布置槽钢作为钢扁担，精轧螺纹钢反吊双拼槽钢的围囹工艺。
5.3.2钢筋骨架安装
为提高钢筋绑扎质量，控制保护层质量，通过采用钢筋定位架控制钢筋间距；使用定制梅花形垫块，解决传统垫块强度不足的问题，并提高保护层厚度的合格率。
5.3.3模板安装
横梁异型位置采用定型钢模板，大大减少传统模板拼装时间并提高异型位置的外观质量及线形。
5.3.4混凝土浇筑
（1）施工准备
①混凝土浇筑前，首先提前一天由质检员进行质量检查，对存在的问题立即整改，验收合格后报请监理工程师进行验收，并根据验收意见，整改落实；
②根据潮位表，提前计算浇筑最早开始及最晚开始时间，以确保混凝土具有足够的初凝时间，平潮尽量不安排混凝土浇筑；
③由于横梁高潮淹没于水位下，底板淤泥较多，模内充斥各种杂物，为缩短清理时间，浇筑当天，提前安排模板的清淤工作，在潮位退至距离底板约30~50cm高度时即安排进行高压水冲洗底板淤泥及杂物清理工作，并再次进行模板调整及检查工作，确保底板一高出水位即可进行浇筑，从而延长初凝时间；
④搅拌船提前进点，并进行搅拌准备工作，施工用电、振捣器等提前检查，以确保能够正常使用。
（2）浇筑
①由于横梁高度1.5m，采用分三层一次成型浇筑工艺，单层浇筑厚度为50cm，为防止混凝土在前两层浇筑时，出现添加早强剂后部分位置过早硬化出现冷缝。在浇筑第三层梁顶50cm时，混凝土拌合过程中添加早强，且为了保持掺加本剂的混凝土质量均匀，搅拌时间延长1-2分钟。
②在混凝土浇筑过程中，要指定专人看护模板、钢筋、垫块和预埋件，发现松动、漏浆、移位，及时调整保证符合要求。
③浇注过程按照一定的厚度、层次、方向进行间歇浇注，下料分层、对称、均匀进行。
④严格控制混凝土的振捣密度、振捣厚度和振捣时间；振捣采用插入式振捣棒，垂直插入混凝土中，并做到快插慢拔，以利均匀振捣；顶部采用二次振捣工艺以防止松顶，二次振捣时间间隔掌握在45分钟～1小时左右。
6施工中工艺改进
6.1平潮施工时梁顶加喷早强剂
由于本工程工期较紧，而平潮施工时间短，仅仅通过在梁顶混凝土拌合时添加早强剂无法确保梁顶在潮水覆盖时完成初凝，因此项目部通过梁顶浇筑完成后，采用喷雾器加喷早强剂工艺，有效的加强梁顶初凝效果；减少了在平潮施工时，潮水、涌浪等对梁顶质量的影响。
6.2梁顶振捣过程中添加级配碎石，解决梁顶浮浆过厚问题
下横梁采用搅拌船水上浇筑工艺，坍落度较大，且由于高性能混凝土所用水泥中粉煤灰含量大小及细度等影响，浇筑完成后，梁顶易产生浮浆过厚问题。因此在实际施工中，项目部为解决梁顶浮浆过厚的问题，保证梁顶混凝土强度及质量，在浇筑施工时，现场准备一定的级配碎石，在浮浆过厚部位采用人工添加级配碎石，并加强振捣，从而解决浮浆问题，确保梁顶质量，减少后期凿毛的工作量。
6.3相邻排架围囹、模板之间连接，增加整体性
由于施工区域，横梁围囹体系淹没于水位下时间较长（每天约占14h左右），受涌浪影响较大。为避免钢围囹及模板在涌浪作业下发生偏移，我项目部通过钢围囹之间设置牵钢，相邻排架模板之间增设钢管支撑，以加强围囹及模板的整体稳定性，减少涌浪的影响。通过以上施工方法及技术改进，使该工程下横梁施工顺利进行，且大大提高梁顶质量。
7结论
目前本工程已顺利完成码头53根下横梁的浇筑，采用早强剂，一次浇筑成型的施工工艺得到很好验证，并大大改善了低潮水工况下梁顶的浇筑质量。针对后期滚装码头等需低潮水进行施工工程，为保证浇筑质量，建议采取如下措施：
（1）比对潮位表，计算合理的浇筑时间、施工水位，据此安排施工；
（2）隐蔽工程提前报验，浇筑前做好施工准备等各项工作；
（3）顶层混凝土拌合时添加早强剂，缩短初凝时间，提高早期强度。
参考文献：
[1]王学锋,陈舸. 滚装码头.上海交通大学出版社.2013(12).
[2] 张英杰.汽车滚装码头高程研究.水运工程.2012(6).
[3] JTS 167-1-2010.高桩码头设计与施工规范[S].
[4] GB 50119-2013.混凝土外加剂应用技术规范[S].
论文作者:时义敏,任恒杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/8
标签：横梁论文; 混凝土论文; 时间论文; 标高论文; 码头论文; 潮水论文; 潮位论文; 《基层建设》2016年6期论文;