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摘要：简述码头工程抛石基床夯实施工工艺和有关质量控制措施。
关键词：港口工程 ；抛石基床 ； 重锤夯实 ； 船夯
Abstract: This paper describes the terminal project compacted rubble base by the construction process and quality control measures.Key words: harbor works; rubble base; hammer compaction; boat ram
中图分类号：U656.1+11 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1前言
某港口新建码头工程属重力式空心方块结构，码头工程基础为抛石基床，按照设计和施工规范要求，抛石基床须进行抛石并夯实，消除或减少其压缩沉降。夯实面积为1050m2。
2施工方法选择
港口工程基床夯实的方法主要有重锤夯实法和水下爆破夯实法两种。重锤夯实用起重设备吊重锤，按一定的规则和指标要求进行施工；水下爆破夯实法是目前试用的新技术，方法为离抛石顶面一定距离，在水中间隔浮悬炸药包，利用爆破冲击力和震动力进行夯实。考虑到施工地段距离附近码头较近，因此该工程采用重锤夯实法。结合施工的环境条件采取船夯方式进行。
3 重锤夯实原理
由起重机将特制的夯锤提升到一定高度后，自由下落；重复夯击基床表面，使基床受到压密加固，消除或减少其压缩沉降。因是海上作业，需用船载起重机进行施工。
4 夯实施工流程
施工准备→测量放线→基床粗平→夯船定位→初夯→复夯→验收。
5 夯实技术要求
(1)一般要求锤重40～60kN，落距为2～3ｍ，锤底压强40～60 kPa，每锤的单位冲击能不宜小于120 kJ/m2。该工程采用锤重47.1kN，锤底面积1.13ｍ2，落距3.0m，则单位夯击能为125.0 kJ/m2，满足要求。
（2)抛石基床夯实范围应按设计规定采用。如设计未规定，可按照建筑物底面宽度各加宽1m。若分层整平时，可根据分层处的应力扩散线各边加宽1m。
(3)为保证夯实效果，要求抛石基床大致平整，高差不大于15～30cm。
(4)采用纵横向相邻接压半夯每点一锤，并分初、复夯各一遍，一遍四夯次，两遍共八夯次，或者多遍夯实的方法，以防止基床局部隆起或漏夯。
(5)试夯。根据施工规范要求，在正式夯实前要先进行试夯，目的是确定不同抛石厚度、不同锤重、不同落距、不同水深进行夯实所能达到设计夯实要求的夯实方法、夯实次数、预留夯沉量，并将试夯有关参数报监理工程师审核，为正式施工提供依据。
6试夯技术要求
根据夯实方法的不同和抛石基床的特点选择首、中、尾三段试夯。试夯技术要求如下：
(1)试夯地点应选择有代表性的区段，当地质情况有较大差异时，应在不同地段分别试夯。
(2)试夯宽度，按基床夯实范围要求的宽度，段长不宜小于10m。
(3)试夯所用的船机、夯锤设备和操作方法，应与正式施工条件相同。
(4)试夯的观测要求:在试夯范围内选取三个断面，每个断面上1m一个点进行夯实观测，求出平均值；观测时应对夯前和第4夯各测一次，以后每两夯测一次，至相邻测次的累计沉降值趋于接近为止。在观测沉降的同时，应配合潜水检查基床表面块石的紧密程度及破损情况。
（5)根据观测的结果整理分析，求出相邻夯次的平均沉降差在3 cm以内时的次数确定为正式施工的夯击遍数。
采用纵横向邻接压半夯法多遍夯实的方法，夯实两遍检查合格，正式施工按两遍控制，预留夯沉量按层厚的1O%控制。
7夯实工具配备
基床夯实采用专业打夯船作业，该作业船为400t方驳，船首配有25t吊机。
夯锤一般为铸钢或用厚钢板焊接而成，其型式和构造如图1所示。为减少水阻力和增加稳定性，外型为低重心的扁式截头圆锥体，中间设有排水孔。按港口规范要求专门加工，锤重47.1 kN，底面积为1.13m2。
8 船夯施工工艺
8.1夯船定位控制
夯实船采用平行于基床轴线驻位，设中心导标和顶面坡肩边导标以控制基床夯实范围，用船舷(或在船的首、尾各设一临时对位标)对标。
8.2压半夯夯实控制
（1）横向夯点控制。控制方法有两种:一种采用设立水平转角指示器控制；另一种采用设夯点标记架控制。实际施工中采用在船首设夯点标记架的方法，标记架为一个弧度刻度盘，因起重机能力大，可通过改变吊杆倾角调整夯点纵向位置，对应设置四组刻度，标记架设置在起重机驾驶室前面，通过连接在起重机上的夯点指示杆和标记架一起控制夯点横向移位，确保横向邻接压半夯，保证夯实宽度。夯点标记架上夯点间距S用式(1)计算。
S=rd/2R (1)
式中:d—夯锤直径；
R—吊杆转动半径；
r—起重机回转中心至夯点标记架的距离。
(2)纵向夯点控制。通过控制移船实现纵向夯点控制，方法有四种。前三种都是利用松放船首左、右锚缆控制移船。但锚缆移动数值△c与船首锚缆的水平投影线与船纵轴线的水平夹角α和船首锚缆与其水平投影线的垂直夹角β有关，α、β测定误差大，受水位和船位变化而改变，移船控制精度差；该工程采用第四种方法，增设横向船位标，船的两舷各划一条与船纵轴线相平行的线，并在线上按夯锤半径划点，利用这两条平行线上的对应点对应横向船位标，控制松放船首左、右锚缆移船。因起重机臂长、起吊能力大，可通过调整吊杆倾角控制夯实部位，夯船驻位一次可縱向夯4排，施工时严格按表1夯实主要参数准确控制吊杆的倾角，确保一次纵向4排压半夯。
基床夯实宽度设计为6.6m，根据实际选择的夯实参数计算夯实宽度达7.05m。施工中由吊杆的倾角和移船距离控制夯实纵向位置，由夯点标记架准确控制夯点横向位置，确保纵横向均邻接压半夯。
8.3夯实要点
(1)为防止“倒锤”和夯坍边坡，每遍的夯实要先中间、后周边。
(2)夯锤重47.1kN，确保落距3.0m以上。落距3.0m时每锤的单位夯击能力125.0KJ/m2（不计浮阻力等影响），能满足施工规范要求。
表1. 基床夯实主要参数表
(3)采用纵横向邻接压半夯并分初夯、复夯各一遍的夯实方法，防止基床局部隆起或漏夯，检测不合格部位再次夯实。
（4）当夯实后补抛块石的面积大于1/3构件底面积或连续面积大于30m2，且厚度普遍大于0.5m时，宜作补夯处理。
9施工经验体会
基床夯实是重力式码头基础施工的重要工序，它的质量关系着码头工程的成败。该工程基床夯实施工完成后，经检测、验收完全符合设计及施工规范。通过沉降观测，总体沉降量较小并趋于稳定，说明基床夯实质量满足工程要求。夯实施工须特别注意以下几点。
(1)首先要选择合理的夯锤重量及锤底面积和夯锤落距。
(2)基床抛石的富裕高度应该适当。若富裕高度值过大，夯实后基床超高过大水下扒除困难；若富裕高度值偏小，夯实后基床欠高，须进行补抛。如果补抛的面积较大、厚度大于0.5m，还需要补夯，这些都会影响工程的进展。根据实践经验抛石富裕高度一般为抛石厚度的10%左右。
(3)作为海上夯实作业首要是准确定位，保证夯实范围正确，同时采取措施控制好夯锤落距，以及夯点位置，确保夯实质量。
（4）在打夯过程中，夯锤常发生轻微旋转，并使起吊夯锤的钢丝绳扭结，妨碍施工正常进行，可在夯锤两侧焊上铁翅，同时加一平衡砣，以增加夯锤旋转时的水阻力。
(5)施工中严格按规范施工，做好现场监督检查。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：港口工程 ；抛石基床 ； 重锤夯实 ； 船夯
Abstract: This paper describes the terminal project compacted rubble base by the construction process and quality control measures.Key words: harbor works; rubble base; hammer compaction; boat ram
中图分类号：U656.1+11 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1前言
某港口新建码头工程属重力式空心方块结构，码头工程基础为抛石基床，按照设计和施工规范要求，抛石基床须进行抛石并夯实，消除或减少其压缩沉降。夯实面积为1050m2。
2施工方法选择
港口工程基床夯实的方法主要有重锤夯实法和水下爆破夯实法两种。重锤夯实用起重设备吊重锤，按一定的规则和指标要求进行施工；水下爆破夯实法是目前试用的新技术，方法为离抛石顶面一定距离，在水中间隔浮悬炸药包，利用爆破冲击力和震动力进行夯实。考虑到施工地段距离附近码头较近，因此该工程采用重锤夯实法。结合施工的环境条件采取船夯方式进行。
3 重锤夯实原理
由起重机将特制的夯锤提升到一定高度后，自由下落；重复夯击基床表面，使基床受到压密加固，消除或减少其压缩沉降。因是海上作业，需用船载起重机进行施工。
4 夯实施工流程
施工准备→测量放线→基床粗平→夯船定位→初夯→复夯→验收。
5 夯实技术要求
(1)一般要求锤重40～60kN，落距为2～3ｍ，锤底压强40～60 kPa，每锤的单位冲击能不宜小于120 kJ/m2。该工程采用锤重47.1kN，锤底面积1.13ｍ2，落距3.0m，则单位夯击能为125.0 kJ/m2，满足要求。
（2)抛石基床夯实范围应按设计规定采用。如设计未规定，可按照建筑物底面宽度各加宽1m。若分层整平时，可根据分层处的应力扩散线各边加宽1m。
(3)为保证夯实效果，要求抛石基床大致平整，高差不大于15～30cm。
(4)采用纵横向相邻接压半夯每点一锤，并分初、复夯各一遍，一遍四夯次，两遍共八夯次，或者多遍夯实的方法，以防止基床局部隆起或漏夯。
(5)试夯。根据施工规范要求，在正式夯实前要先进行试夯，目的是确定不同抛石厚度、不同锤重、不同落距、不同水深进行夯实所能达到设计夯实要求的夯实方法、夯实次数、预留夯沉量，并将试夯有关参数报监理工程师审核，为正式施工提供依据。
6试夯技术要求
根据夯实方法的不同和抛石基床的特点选择首、中、尾三段试夯。试夯技术要求如下：
(1)试夯地点应选择有代表性的区段，当地质情况有较大差异时，应在不同地段分别试夯。
(2)试夯宽度，按基床夯实范围要求的宽度，段长不宜小于10m。
(3)试夯所用的船机、夯锤设备和操作方法，应与正式施工条件相同。
(4)试夯的观测要求:在试夯范围内选取三个断面，每个断面上1m一个点进行夯实观测，求出平均值；观测时应对夯前和第4夯各测一次，以后每两夯测一次，至相邻测次的累计沉降值趋于接近为止。在观测沉降的同时，应配合潜水检查基床表面块石的紧密程度及破损情况。
（5)根据观测的结果整理分析，求出相邻夯次的平均沉降差在3 cm以内时的次数确定为正式施工的夯击遍数。
采用纵横向邻接压半夯法多遍夯实的方法，夯实两遍检查合格，正式施工按两遍控制，预留夯沉量按层厚的1O%控制。
7夯实工具配备
基床夯实采用专业打夯船作业，该作业船为400t方驳，船首配有25t吊机。
夯锤一般为铸钢或用厚钢板焊接而成，其型式和构造如图1所示。为减少水阻力和增加稳定性，外型为低重心的扁式截头圆锥体，中间设有排水孔。按港口规范要求专门加工，锤重47.1 kN，底面积为1.13m2。
8 船夯施工工艺
8.1夯船定位控制
夯实船采用平行于基床轴线驻位，设中心导标和顶面坡肩边导标以控制基床夯实范围，用船舷(或在船的首、尾各设一临时对位标)对标。
8.2压半夯夯实控制
（1）横向夯点控制。控制方法有两种:一种采用设立水平转角指示器控制；另一种采用设夯点标记架控制。实际施工中采用在船首设夯点标记架的方法，标记架为一个弧度刻度盘，因起重机能力大，可通过改变吊杆倾角调整夯点纵向位置，对应设置四组刻度，标记架设置在起重机驾驶室前面，通过连接在起重机上的夯点指示杆和标记架一起控制夯点横向移位，确保横向邻接压半夯，保证夯实宽度。夯点标记架上夯点间距S用式(1)计算。
S=rd/2R (1)
式中:d—夯锤直径；
R—吊杆转动半径；
r—起重机回转中心至夯点标记架的距离。
(2)纵向夯点控制。通过控制移船实现纵向夯点控制，方法有四种。前三种都是利用松放船首左、右锚缆控制移船。但锚缆移动数值△c与船首锚缆的水平投影线与船纵轴线的水平夹角α和船首锚缆与其水平投影线的垂直夹角β有关，α、β测定误差大，受水位和船位变化而改变，移船控制精度差；该工程采用第四种方法，增设横向船位标，船的两舷各划一条与船纵轴线相平行的线，并在线上按夯锤半径划点，利用这两条平行线上的对应点对应横向船位标，控制松放船首左、右锚缆移船。因起重机臂长、起吊能力大，可通过调整吊杆倾角控制夯实部位，夯船驻位一次可縱向夯4排，施工时严格按表1夯实主要参数准确控制吊杆的倾角，确保一次纵向4排压半夯。
基床夯实宽度设计为6.6m，根据实际选择的夯实参数计算夯实宽度达7.05m。施工中由吊杆的倾角和移船距离控制夯实纵向位置，由夯点标记架准确控制夯点横向位置，确保纵横向均邻接压半夯。
8.3夯实要点
(1)为防止“倒锤”和夯坍边坡，每遍的夯实要先中间、后周边。
(2)夯锤重47.1kN，确保落距3.0m以上。落距3.0m时每锤的单位夯击能力125.0KJ/m2（不计浮阻力等影响），能满足施工规范要求。
表1. 基床夯实主要参数表
(3)采用纵横向邻接压半夯并分初夯、复夯各一遍的夯实方法，防止基床局部隆起或漏夯，检测不合格部位再次夯实。
（4）当夯实后补抛块石的面积大于1/3构件底面积或连续面积大于30m2，且厚度普遍大于0.5m时，宜作补夯处理。
9施工经验体会
基床夯实是重力式码头基础施工的重要工序，它的质量关系着码头工程的成败。该工程基床夯实施工完成后，经检测、验收完全符合设计及施工规范。通过沉降观测，总体沉降量较小并趋于稳定，说明基床夯实质量满足工程要求。夯实施工须特别注意以下几点。
(1)首先要选择合理的夯锤重量及锤底面积和夯锤落距。
(2)基床抛石的富裕高度应该适当。若富裕高度值过大，夯实后基床超高过大水下扒除困难；若富裕高度值偏小，夯实后基床欠高，须进行补抛。如果补抛的面积较大、厚度大于0.5m，还需要补夯，这些都会影响工程的进展。根据实践经验抛石富裕高度一般为抛石厚度的10%左右。
(3)作为海上夯实作业首要是准确定位，保证夯实范围正确，同时采取措施控制好夯锤落距，以及夯点位置，确保夯实质量。
（4）在打夯过程中，夯锤常发生轻微旋转，并使起吊夯锤的钢丝绳扭结，妨碍施工正常进行，可在夯锤两侧焊上铁翅，同时加一平衡砣，以增加夯锤旋转时的水阻力。
(5)施工中严格按规范施工，做好现场监督检查。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。