船坞环境效益的对策

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1、船坞工程环境效应的对策诸荣海1.工程概况:四三七厂护卫舰下水设施改造(造船坞)工程位于黄浦江东岸,沪东造船厂厂内四号码头与五号码头之间,本船坞坞口工程(1#~3#轴线)纵向长度为33m,横向长度为146m,口门宽度为92m,坞口的结构可分为两部分,沉井和坞口底板。两个沉井有相同的平面尺寸,纵向33m,横向27m,高度27m,,沉井顶面高程+4.5m,刃脚高程-22.5m。其中北沉井为坞门墩兼做泵房用,南沉井为坞门墩兼做变电房用。坞口底板为钢筋砼结构,纵向33m,横向92m,厚度一般为3.5m,板顶标高由外口向内依次为-8.0m、-7.2m、-7.7m,板底标高为-11.2m。坞

2、口底板下为F800的PHC桩基,在坞口底板江侧采用PU16钢板桩止水,并通过防渗齿坎与底板连接。坞口底板下有旋喷桩和水泥搅拌桩加固地基,坞口U型门槽采用花岗岩镶面。为保证坞口底板干施工,设计采用了钢板桩和支撑体系,与两个沉井共同形成36m×92m的平面范围,在这个平面范围内,交替降水挖泥和安装支撑,最后现浇坞口底板。基坑围护采用PU32、PU16钢板桩挡水加五道支撑及立柱桩组成支撑体系。(见附图一:437厂护卫舰下水设施改造(造船坞)工程施工总平面图(三航施工段))。沉井及其相关项目为上海市基础公司承建,我们三航局负责坞口桩基施工和坞口砼底板施工。坞室部分(3#~20#轴线)纵

3、向长度为345m,横向长度为196m,坞室净宽为92m。我们三航局承建3#~10#轴线,10#~20#轴线由上海市基础公司承建。我们三航承担的四三七厂船坞工程自2000年4月14日正式开工以后,因甲方的生产需要,施工现场条件的限制及基础公司施工的影响,迟迟未能进入施工高潮阶段。直至2001年第二季度,基础公司沉井基本稳定下来,我们项目部的坞口工程得以全面展开。2001年下半年我们完成了坞口围护支撑体系和坞室基础桩的施工,2002年1月分三次浇筑完了坞口底板10000多m3的大体积砼,2月开始拆除围护支撑体系,2002年4月19日关上坞门,开挖坞室土体,施工坞室底板砼,至6月24

4、日坞底板将施工完毕,船坞主体竣工。船坞工程属深基坑工程,它的环境效应问题,其实就是环境土力学问题,它正日益引人瞩目。由于基坑工程特点是具有很强的区域性。上海地区土层从自然地面至地下28m左右多为淤泥质黏土,地下水位高,围护结构要挡土止水,以内支撑为主,考虑到软土具有蠕变性,很注重“时空效应”,适用分部分段分层开挖,随挖随撑以减少环境效应。深基坑工程事故给周围环境会带来不良效应,甚至造成严重的后果。基坑围护结构极限状态可分为两大类:(1)承载能力极限状态(2)正常使用极限状态。基坑围护体系一般是临时结构,安全储备小,且受勘察、设计和工程施工质量的影响,具有较大的风险。它所达到的两

5、类极限状态,都将给环境带来不同程度的影响,其环境效应问题已愈来愈为人们所认识。2.桩基施工环境效应船坞的一般工期为25~28个月,而业主要求压缩至20月。这难度是相当大的。任何一个项目其工期的确定都具有施工进度控制的科学性,施工工艺的技术性及工序间的相连性。压缩工期的主要方向:(1)改变传统的施工工艺,进行工艺创新。(2)设计结构进一步优化。(3)压缩每道工序的持续时间。在这点上因结构施工它具有必要的养护等工艺技术要求较难压缩,所以我们想把压缩工期的重点放在沉桩施工中,但沉桩的速率对周边环境的影响较大。本工程选用的桩型:水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、PHC管桩、钢筋混凝土板桩、Bo

6、x钢板桩及卢森堡PU系列钢板桩和韩国拉森系列钢板桩等。桩型、规格繁多、桩位布置稠密,桩基施工对周边环境影响比较大,围护桩施工也同样存在这个问题。例1:上海基础公司按“船坞施工图设计总说明”的原则编制沉桩施工顺序,在累计沉桩总数达到880根时,南侧的造船平台正值军舰生产关键时刻(安装主要设备系统),其安装的精确度要求很高,一般都用激光仪器进行定位测量,精度需达到丝级,这就要求造船平台的沉降变形、抗振动要求相当高。为满足这一要求船台边线至沉桩距离不得小于80m。这给施工的安排带来了许多问题。2000-11-19日业主通知上海基础公司南坞墙沉桩施工暂停,以满足军工生产需要。例2基础公

7、司北侧板桩沉桩:时间:2000-12-6~2000-12-27数量:217根桩型:500mm×500mm×10850mm钢筋混凝土板桩对周边环境影响:由于土体挤压,板桩轴线2m范围内土体抬高50~80cm,距板桩轴线8.1m处的活动房地坪产生2cm宽的裂缝。例3.由于在距坞尾15m处的轴线大道上,建设单位安装600吨门吊,600吨门吊的自重达4500t(见附图二:600吨门吊安装场地布置示意图)。安装期间使坞尾的墙身及锚拉系统过早受力,造成轴线大道沉降了47mm,坞尾锚碇板桩位移了97mm,

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