某海港集装箱码头,采用沉箱重力式结构,沉箱尺寸为15m×22m×19.5m(宽×长×高),设计高水位+3.0m(以理论深度基准面作为起算面,下同),设计低水位+0.5m,码头前沿水深-17.0m。
码头基槽设计开挖断面如下图所示,采用抓斗式挖泥船施工,计算超深值取0.3m,计算超宽值取1.0m。
(来学网)
工程施工中,抛石基床采用爆炸夯实法密实。爆炸夯实后。进行了夯沉率验收,经测量验收,平均夯沉率为15%,满足设计要求,随即进行基床整平。抛石基床整平范围为沉箱底面宽度15m,基床顶面-17.0m,细平后预留了规范要求的相应斜坡。沉箱在预制场预制,海上采用浮运拖带法运至施工现场,沉箱安装后,在填砂压载前出现前倾,施工单位采取在沉箱后排仓格内先抛填一半高度砂的措施,进行偏心压载,以调整沉箱就位。
港池疏浚工程量为200万m³,用一艘1600m³/h绞吸船开挖,开挖土直接吹填至码头后方的吹填区。1600m³/h绞吸船挖掘生产率为576m³/h,泥泵管路吸输生产率为410m³/h,三班作业,时间利用率为65%。
【问题】
1.根据海水环境港口与航道工程混凝土部位的划分,指出本工程从沉箱顶向下3m范围混凝土所处的区域。
2.码头基槽挖泥的计算断面面积是多少?
3.根据背景材料,指出本工程施工中存在的问题,说明理由。
4.浮运拖带沉箱前,应对沉箱进行何种验算?拖运沉箱时,牵引作用点的最佳位置在何处?
正确答案:
1.根据海水环境港口与航道工程混凝土区域的划分,本工程从沉箱顶向下3m范围混凝土所处的区域分别是:
自沉箱顶向下0.5m高程范围为浪溅区(+2.5m~+2.0m)。
(沉箱顶向下0.5m)至(从沉箱顶向下3m)范围为水位变动区(+2.0m~-0.5m)。
示意图如下:

2.基槽梯形计算断面顶宽为:28+2×(3×7+1)=72m
计算断面底宽为:28+2×(1-3×0.3)=28.2m。
所以,码头基槽挖泥的计算断面面积为:(72+28.2)/2×7.3=365.7m2

3.根据背景材料,本工程施工中存在的问题为:
(1)抛石基床整平范围为沉箱底面宽度15m不正确。而施工规范要求的整平范围为重力式码头墙身底面每边各加宽0.5m。所以,整平范围不符合规范要求。
(2)沉箱安装后,在填砂压载前出现前倾,施工单位采取在沉箱后排仓格内先抛填一半高度砂的措施,进行偏心压载,以调整沉箱就位的方法不正确。原因是:
①施工规范中规定,沉箱安装后需待1~2个低潮后,复测位置,如发现沉箱偏差过大,则应抽水起浮,重新安装。
②沉箱内抽水或回填时,同一沉箱内的各舱宜同步进行,防止仓壁开裂。而本例却是采用偏心压载的方法调整沉箱位置,将会导致仓壁开裂。
4.浮运拖带沉箱前,应对沉箱进行吃水、压载、浮游稳定验算。
牵引作用点的最佳位置在定倾中心以下10cm左右。