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重锤夯实施工方法及实施效果分析

作者：李金童

来源：《建筑建材装饰》2015年第15期

摘要：重锤夯实法是抛石基床夯实施工中的一种传统方法，重锤夯工艺施工不会对周边造成较大影响，且锤夯施工机动灵活对周边建筑物产生的震动效应影响小，施工干扰小，大大减少了因爆夯施工对环境的影响及周边建筑物的危害。本文结合工程实例主要针对厦门港海沧港区21#泊位工程基床抛石采用重锤夯实施工方法进行了阐述。供同行参考。 关键词：重力式码头；基床施工；重锤夯实；效果分析

中图分类号：U655.54 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2015）08-54-03 引言

随着近年来重力式码头基床厚度的不断增加以及基床石料规格的日趋增大（厦门分公司承建的福州长乐松下3#泊位基床最大厚度甚至达到了36m），各方都在探讨现有规范对锤夯密实基床的施工限制问题。按照现行重力式码头设计与施工规范（JTJ29098）规定，基床夯实抛石厚度应不大于2m，本工程基床最大厚度达19.09m，如果按规范的要求进行分层夯实，其分层层数达10层，施工进度受到很大影响，抛石控制难度加大。

为了提高基床抛石和夯实施工效率，降低施工成本，项目部在业主单位、设计单位的支持下，提出了基床重锤夯实的优化方案，即采用增加锤夯夯击能（加大夯锤重量）和增加基床抛石分层厚度方法进行施工，充分发挥大锤的功能。由于该施工方案对现行重力式码头设计与施工规范的突破，因此在施工时要经过试夯确定施工参数，不断搜集施工过程中资料，通过总结和系列的检验验证该方案可行性。 1 工程概况

厦门港海沧港区21#泊位工程位于九龙江河口湾北岸（厦门市海沧区南岸），东侧为己建成的19N泊位，其背依海沧投资区，西邻漳州市，通过海沧大桥与厦门岛连接。海沧21#泊位工程为新建的5万吨级通用泊位，水工结构按10万吨级散货船舶设计，码头岸线长度为248.5m，顶面高程+7.5m，前沿设计底标高为15.3m，为重力式沉箱结构、每个沉箱尺寸为：18.69×13.15×18.3m（长×宽×高），单件体积897m3/2240t，本标段共有17件沉箱（含22#泊位预留4件沉箱）。沉箱下部为抛石基床，其中码头基床换填l0-300kg开山石共184539m3，码头基床10-lOOkg抛石共74594m3。 2 夯锤设计

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按照重力式码头设计与施工规范要求，夯锤底面压强可采用40kpa～60kpa，落距采用2～3米。取压强为40kpa，取落距3米，不计浮力与阻力影响，则ε=40×3=120KJ。本工程基床松铺厚度按5m控制，夯锤底面积按照l.8m2控制，夯击能按照320KJ控制，落距按照4m控制，则ε=mx9.8/1.8x4 m=εx1.8/9.8x4 ε为夯击能量

m=14.7吨 m为夯锤质量

夯锤设计参照市场上锻造的水下夯锤的外形以及尽量减少夯锤水下阻力，使夯锤尽量呈流线形，夯锤设计重量取为15吨，详细尺寸见下图1：

锤重M=15吨，底面积S=1.77平方米按照落距4米，理论夯击能S=F/S×4=15x9.8/1.77x4=332KJ 3 施工方法及试夯情况 3.1 基本施工方法

在基床抛石每完成一层，即进行该层的夯实施工。基床锤夯暂按八夯次进行。施工参数按照实验段结果选取。

施工流程：抛石验收一夯实定位船定位一夯锤施打一测量验收一进行下道工序 （1）定位

夯实船由GPS定位系统进行平面位置控制，通过对定位船平面位置的控制进行对水下夯锤的控制。 （2）夯锤施打

基床打夯按八夯次要求进行施工，选用15t夯锤，锤底直径1.5m，控制夯锤落距4.5m，即夯击能332kJ/m2，并采用相邻压半夯的夯实方法（详见下图2）。抛石完成一层验收后进行打夯。每层打夯不少于两遍（即初夯、复夯各一遍），以防止基床局部隆起和漏夯。 夯实范围按照规范的规定进行，基床顶层按照沉箱底宽各边加宽1米、基床顶面以下各层按照应力扩散线各边加宽l米的范围进行夯实（见附图3）。

基床分段夯实，其施工顺序按照抛石分段分层的顺序进行，每层厚度4米控制。打夯时分段搭接长度不应小于2米，现场负责人应认真作好分段处记录，避免漏夯；由于特殊原因而暂

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停施工，应对停工时的位置作好标记，以利于重新开工时衔接准确、不漏夯。抛石基床分段的放坡处夯实时留出不小于2m的肩宽。 （3）测量验收

基床夯实完成后按规范抽取不小于5米段夯实基床复打一夯次，测量、计算夯前、夯后平均标高，如复打一夯次平均沉降量大于30mm应继续夯实。 3.2 试验段选取及效果对比分析 3.2.1 试验段选取

（1） K0+250～K0+280，码头前沿线左右各lOm范围内（该段长度30m，宽度20m，槽底平均标高-28.9m，抛石顶面标高25.4m，平均抛石厚度3.5m）。

（2）码头前沿线左右各lOm范围内（该段长度30m，宽度20m，槽底平均标高-29.4m，抛石顶面标高-25.4m，平均抛石厚度4m）。

（3） K0+330～K0+360，码头前沿线左右各lOm范围内（该段长度30m，宽度20m，槽底平均标高-30.3m，抛石项面标高-25.8m，平均抛石厚度4.5m）。 3.2.2 效果对比分析 对比分析法1：

三段都进行复夯验收，对验收后的夯沉量进行对比分析： （1）平均抛石厚度3.5m的基床复夯平均沉降量为9.4mm。 （2）平均抛石厚度4m的基床复夯平均沉降量为23.6mm。 （3）平均抛石厚度4.5m的基床复夯平均沉降量为46.4mm。 对比分析法2：

三段都进行夯前夯后基床标高测量，对夯沉率（用体积法）进行对比分析： ①平均抛石厚度3. 5m的基床锤夯后的夯沉率为17.17%。 ②平均抛石厚度4m的基床锤夯后的夯沉率为15.24%。 ③平均抛石厚度4.5m的基床锤夯后的夯沉率为12.04%。