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）.
论文作者:陈仁昌,刘航
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/24
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