重力式沉箱码头抛石基床灌浆工艺技术研究

工程顺利实施，通过论证、调研、比选 控制沉箱基础沉降达到规范要求。由
等方式，形成基床灌浆关键技术研究成 于地基承载力可满足设计要求，因此对
果，为类似工程的实施提供借鉴。
基床进行灌浆处理的目的仅是增加其
密实度，减少使用期的残余沉降。
2.灌浆方案
2.2施工工艺
2.1基床灌浆目的
通过对本项目实际情况的分析及
高 铁 隧 道 在码 头 正 下方 穿 过 ，码 头涉铁段长度160m，取整后为7#~#14 沉箱，码头基础与隧道顶面最近处垂 直距离25.8m，且均为岩层。据铁路系 统某研究院评估结论：“针对码头地基 夯实施工方案所产生的振动对下方隧 道的影响，以工程地质条件相近的南 方某港口新建工程地基处理实测研究 成 果 为基 础，用类比 方 法 对 本工 程 隧 道 处 的 振 动 强 度 进 行了预 测，就 振 动 速度、加速度及位移而言，基床锤夯对 下方 隧 道 结 构 安 全 影 响 不大 。但考虑 高铁隧道的安全性建议工程该段基床 施工采用灌浆方案，进一步减少基床 施工对下方隧道结构的影响。”
关键词：基床灌浆 加固 重力式 沉箱结构 涉铁
1.概况 南方某采用不带卸荷板沉箱结构
的重力式码头，前沿底标高-12.8m， 码 头 基 础 采 用全 风化 及 强 风化 泥 质 粉 砂 岩层 做 结 构 持力层 ，基 床 采 用 10 ~10 0k g 块石，分层 锤 夯 密实。码 头 岸 线459m，共设 置 25个沉 箱，采用 平接方式安装，沉箱单重1540t，底宽 11.2m（含前趾长），长度19.885m， 高14.3m，趾长1m，纵横向分隔数为 5×2，单个沉箱重1540t，箱格内回填 砂。沉箱后回填抛石棱体，顶宽2m，顶 高程与沉箱同高为1.5m，棱体后依次 设二片石垫层、混合倒滤层及土工布， 棱体后方到码头前沿40m范围内回填 砂并振冲密实。（见图1）
在此背景下，急需一个能满足铁路
部门要求的工程方
案 。Hale Waihona Puke 调研了解，国内外常规的基床夯实
主要为锤夯密实及
爆破夯实，爆夯不能
用于此项目，锤夯需
天窗期施工，均不可
行。基床若不夯实工
程 质 量将 不 符 合 规
范要求，而采用沉箱
压载方式，工期又需
增长半年以上，对业
图1 码头断面与下穿高铁隧道关系示意图
主的繁忙的业务造成
学术
ACADEMIC
重力式沉箱码头抛石基床灌浆工艺技术研究
◎ 林黎阳 广州港股份有限公司 南沙工程办公室 牛飞 中交四航工程研究院有限公司 中交交通基础工程环保与安全重点实验室 张早如 广州港工程管理有限公司
摘 要：南方某重力式沉箱结构码头，原设计块石基床采用锤夯密实，由于该码头下穿某高 铁隧道，考虑隧道的安全性，此工程与下穿高铁隧道交叉段（涉铁段）基床施工采用灌浆密实 方案，此方案不产生任何振动或夯击能量，避免了锤夯或振动基床施工可能对下方隧道结构的 影响。通过对该段码头沉降数据的监测分析，涉铁段基床灌浆取得了良好的加固密实效果。
进措施，将陆上压力灌浆工艺引入水 基床进行灌浆密实的工艺处理基床，
下施工环境，在重力式码头的抛石基 此方案不产生任何振动或夯击能量，
床加固中进行应用。
从而避免了锤夯或爆破振动有可能对
100 / 珠江水运·2019·03
隧 道 产生 的 隐 患 。为尽量减 少灌 浆 后 沉 降，基 床 灌 浆需 在 对应 沉 箱 安 放 且 该沉箱内填砂全部完成后进行。其余 非涉铁段沉箱基床采用传统的锤夯 工艺 进 行 密实，分层 夯实厚度 不超 过 2m，夯沉率为10%。
为 保证 砂 浆 水下灌 注 时，不发 生 漏浆而导致升浆不饱满，需采用土工 布进行全方位的包裹：a、沉箱后侧基 床 坡 面 增 加 铺 设 土 工布包 裹，并压 入 沉箱底部1m，抛石坡脚延长1m；b、 各沉箱安装接缝处的基床顶面增加铺 设土工布，土工布宽度2m，以安装缝 为中心各压入沉箱底部1m；c、7#沉箱
较大影响不可行。而水利工程中的升浆
基床灌浆是通过灌浆管在已安装
基床采用预埋导管，将水泥砂浆灌入基 完沉箱的抛石基床空隙内压注水泥砂
床内的方式可减少基床的沉降量，在船 浆，水泥砂浆凝固后和级配块石形成
坞、水利大坝等工程中均有应用。为减 一定强度的固结体，增加基床整体强
少本码头建设对高铁的影响，使本码头 度和稳定性，减小基床本身的沉降量，
灌浆法由于加固效果显著、施工 对类似工程案例的研究，拟对涉铁段
设备简单、施工迅速和工程造价低廉 （7#~#14）共计8个沉箱的抛石基床采
等优点在陆上地基处理中得到广泛使 用灌浆加固工艺，沉箱预制时这8件沉
用。本工程拟通过对灌浆目标及施工 箱预埋直径130mm的钢管作为后期灌
条件等进行分析，采取一定的技术改 浆通道，安装沉箱后通过预埋钢管对
灌浆施工：灌浆压力暂定 0.3 ~ 1.0MPa。基床灌浆时，砂浆经搅拌站 生产后泵送至储浆槽，再由3台砂浆泵 连 接 软 管压 入注 浆管内，通 过 预 埋 钢 管注入基床块石空隙中。压浆过程中， 密切注意灌浆压力，当压力上升，同时 出现 浆 液 压 不 下去 时，将压 浆管提 升 20cm 继续压浆，依次循环，直至压浆 管提至基床顶面浆液压不下去为止，以 保证 砂 浆由底 到 顶 充 分灌 注、填 充 在 块石间。在相应部位施工中，采用潜水 员 水下探 摸 检 查，沉 箱 四 周基 床 表 面 有砂浆溢出，基床空隙浆液充填饱满。 升浆结束起拔注浆管，并转至下一个施 工区域 。需 注 意的是灌 浆 施 工 时尽可 能选择平潮时段进行。 2.3防漏浆措施
工艺流程：抛石基床施工→沉箱安 装→沉箱内回填砂→施工平台搭设→ 施工设备就位→钻孔→混凝土搅拌船 制备砂浆→灌浆施工→浆面观测→施 工结束起拔压浆管。
工 序安 排：先 进 行基 床 灌 浆与两 边过渡段（6#、15#沉箱）基床的夯实 处理，然后再进行灌浆段的施工。
注浆孔布置：每个沉箱设置18个注 浆孔，分3 排设 置在 壁 板节点 。预制 沉 箱时在隔墙内分别预埋注浆管，注浆管 采用内径为130 mm钢管，由于沉箱高 度较大，因此沉箱隔墙内预埋管的垂直 度应严格控制（要求垂直度偏差不大于 0.1%），确保钻机顺利下钻。