螺母块预制安装施工总结.docx
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螺母块预制安装施工总结
崇明北沿滩涂促淤圈围（三期）北六滧至北八滧海塘达标工程实行勘察、设计、施工总承包，业主在招标文件中明确提出必须进行科技创新，封底螺母块预制、安装属于其中一项。
本工程4个月内累计预制、安装封底螺母块18万余块，经过汛期和台风考验，质量良好，未发现质量隐患。
这里结合主要施工方法，介绍几点施工体会。
第一章：
工程概况
本工程在崇明北沿北六滧至北八滧间老海塘外海侧中高滩滩涂上进行圈围。
主体结构形式为充填砂袋单坡式斜坡式断面及外侧设消浪平台的斜坡式断面结构两种。
共新建北围堤5199m、东围堤1608m、西围堤838m、隔围堤1584m。
在老海塘上布置1座双孔2m×2m（宽×高）引水涵闸，在东围堤、西围堤上各布置1座3m×2m（宽×高）排水涵闸，同时为满足围区需要，沿堤线布置随塘河。
围区内吹填成陆至3.5m高程，圈围面积约7.45km2（约1.12万亩），外侧护坡面积约为63470m2。
第二章：
外护坡结构方案
2.1、护坡结构形式优缺点比较
目前国内外海塘有砌石、栅栏板、法布砼和人工块体等多种护坡型式。
其中法布砼因对堤身沉降适应性差，堤身沉降密实后易与法布架空或造成法布断裂损坏，形成工程隐患，故在一线海塘外护坡中极少使用。
人工块体有多种形式，多数形式因专利等原因国内缺乏研究与应用。
针对本工程风浪较小的特点，并按照招标文件要求，护面结构禁用抛石方案，故对螺母块体、预制板、栅栏板、扭王块体等护坡结构进行比较，护坡结构型式的优缺点比较见表2-1
护坡结构
优缺点
螺母块体
1．消浪效果好；
2．可重复利用；
3．外形整齐美观。
预制板
1．消浪效果一般；
2．可重复利用；
3．外形整齐美观。
栅栏板护坡
1．消浪效果较好；
2．栅栏板现浇与预制相结合，已积累了丰富的施工经验；
3．外形整齐美观，整体性好；
4.工程造价相对较高。
扭工块体护坡
1．运输、安装工作量大，难度较大；
2．消浪效果更好，可重复利用；
表2-1：
护坡结构形式优缺点比较
方案
断面结构
方案一（推荐）
断面比较
方案二
断面比较
方案三
护坡
结构
封底凹型多孔螺母块体
栅栏板护坡
预制块凹凸埂护坡
施工难度
人工搬运螺母块体，施工方便
机械吊装，施工机械对道路要求高
人工搬运预制块，施工方便
寒潮、度汛风险
护坡结构为一次成型，施工风险小
护坡结构为二次成型，施工风险较大
护坡结构为一次成型，施工风险小
工程费用
14896元/m
18738元/m
15822元/m
表2-2：
方案比选对比表
近几年实践证明，螺母块体护面结构可靠，施工简便，景观效果较好，对风浪较小的海岸地区适应性较好。
经过综合分析比较，本工程围堤外坡护面采用封底螺母块体护面结构，并对螺母块体护面结构进行创新优化。
原使用螺母块体均为无底结构，本次创新采用封底螺母块体，其具有以下特点：
1、更加适应充填砂袋堤心结构，能有效防止反滤层破坏引起碎石垫层、堤心砂流失现象，从而避免护面结构发生大规模的塌陷使大堤结构发生严重质量破坏；
2、通过底部开孔降低结构层下部水压力，达到护面结构稳定效果；
3、因增加封底结构，加大了与之工艺难度。
预制施工时需加强对底部混凝土密实处理及开孔精度控制。
2.2、封底螺母块预制、安装工艺特点
崇明北沿滩涂促淤圈围（三期）工程堤线距离较长，且位于中高滩上，外护坡施工具有自身的施工难点。
序号
内容
外护坡结构施工特点
封底螺母块预制、安装工艺特点
1
结构稳定
1、直接受风浪侵袭，易发生整体破坏、不均匀沉降、海水腐蚀等现象。
1、使用c30混凝土，根据计算满足50年一遇高潮位加50年一遇不利风速组合的设计要求，受风浪影响较大部位可增加螺母块体高度或高低混合使用已取得更好的消浪效果；
2、单块面积小，受不均匀沉降影响小，间隔12m设置伸缩缝，整体稳定性好；
3、单个块体损坏可随时进行更换，不影响整体质量；
2
施工条件
1、沿线距离长，施工道路狭窄、堤前水深浅且受潮水影响，原材料运输困难；
2、工期紧张，汛前必须完成外侧全部结构工程。
1、单块体积小、重量较轻，可采用小型车辆运输、人力搬运；
2、预制施工难度较低，自行预制能满足设计及施工规范要求；
3、安装工艺、质量控制方法简单；
表2-3螺母块预制、安装工艺特点
2.3、螺母块体设计
2.3.1、封底螺母块体厚度计算
根据澳大利亚的研究和实际工程中的应用以及国内交通部水运工程科学研究所的试验研究,采用下式计算螺母块体的厚度:
f——为块体间隙综合摩擦系数；
p——空隙率;
H——波高（m）取H4%;
Kr——重度系数;
m——斜坡坡率。
2.3.2.封底螺母块稳定重量计算
按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）计算混凝土板厚度,根据第D.3.3条，混凝土板作为土堤护面时，满足混凝土板整体稳定所需的护面厚度t可按下式确定：
式中:
t──混凝土护面板厚度（m）；
η──系数,对开缝板可取0.075,对上部为开缝板，下部为闭缝板可取0.10;
r──水的重度（kN/m3）;
rb──混凝土板的重度（kN/m3）;
H──计算波高（m）,取H1%;
L──波长（m）;
B──沿斜坡方向（垂直于水边线）的护面板长度（m）;
m──斜坡坡率。
根据计算结构本工程采用的封底螺母块共有四种型号，底部面积相同，厚度分别为250mm、300mm、350mm、400mm，累计预制、安装数量为182370块。
详见图2-1、表2-4、表2-5
桩号
延米数（m）
坡长
（m）
每仓螺母块数量（块）
共计
螺母块体位置
北0+000-北2+370
2370
10.551
324
63990
300（单坡）
北2+370-北4+600
2230
3.881
108
20070
300（上坡厚）
6.35
198
36795
350（下坡厚）
北4+600-北5+199
599
4.508
126
6583
350（上坡厚）
6.35
198
10345
400（下坡厚）
西0+000-西0+700
700
6.04
180
10500
250（单坡）
西0+700-西0+838
138
6.04
180
2070
300（单坡）
东0+000-东0+800
800
8.317
252
16800
250（单坡）
东0+800-东1+250
450
6.04
180
6750
300（单坡）
东1+250-东1+350
100
6.04
180
1500
350（单坡）
东1+350-东1+608
258
4.508
126
2709
350（上坡厚）
6.35
198
4257
400（下坡厚）
表2-4：
各断面封底螺母块布置明细
序号
规格
底面积
体积
重量
开孔数量/面积
备注
1
250mm
0.348m2
0.0626m3
150kg
3个/0.0165m2
2
300mm
0.348m2
0.0731m3
175kg
3个/0.0165m2
3
350mm
0.348m2
0.0836m3
200kg
3个/0.0165m2
4
400mm
0.348m2
0.094m3
226kg
3个/0.0165m2
表2-5：
封底螺母块特性一览表
图2-1：
封底螺母块体断面图
第三章施工工艺
3.1、螺母块预制
3.1.1、模板加工制作
模板采用定型刚模板，依据我方设计方案加工成型后统一运至现场。
根据螺母块规格分别加工厚度为250mm、300mm、350mm、400mm模板。
模板有外模和芯模组成，浇筑时两者通过连接杆、限位器进行现场拼装。
3.1.2、混凝土浇筑
（1）、使用使用现场自拌混凝土，强度等级C30，配合比为1：
1.06：
2.37：
0.36（水泥：
砂：
石子：
水）即每方混凝土材料为水泥500kg、砂532kg、石子1184kg、水180kg。
原材料采用质量计量方法。
（2）、模板安装完毕后针对模板清洁度、位置、标高、尺寸、平整度、垂直度、拼缝严密性、芯模固定情况进行详细检查。
检查通过后方可进行浇筑工作。
（3）、采用插入式振捣器振捣，振捣器垂直按序插入混凝土，快插慢拔，知道混凝土表面呈现水平不再下沉、不再冒气泡、表面泛浆为止。
封底混凝土通过芯模预留方孔处进行适当振捣，以底板混凝土振捣密实且芯模不发生上浮为准。
（4）、混凝土表面采取三次抹面，最后一次为铁抹子收光。
（5）、严格控制拆模时间，芯模拆除时间为混凝土浇筑完成4h，外模拆除时间为混凝土浇筑完成后6~8h。
（6）、采用洒水养护，养护时间14天。
（7）、螺母块出胎前进行逐一检测并进行统一编号，标号注明浇筑时间、质量情况、检测日期等，不合格品直接以报废处理。
3.1.3、成品储存及起吊运输
（1）、混凝土强度达70%以上时进行起吊工作，起吊后螺母块存放于堆场，堆放高度不超过5层。
（2）、使用配有起吊设备的汽车进行运输，装卸、运输过程中为避免螺母块损坏，装车厚度不超过4层，每层之间以两层无纺布进行分隔，运输能力与安装能力匹配，现场严禁螺母块叠放。
（3）、起吊、运输装置
封底螺母块重量从150kg-226kg不等，出模转场、转运过程中人力搬运困难且效率较低，大型设备又不具备场地作业条件且成本开支较大。
项目部利用杠杆原理，结合小型卷扬机、液压系统、滑轮组设备自主设计了出模转场设备及改装了自卸式汽车。
其具有轻巧实用、移动灵活、操作简便、安全耐用等特点，为封底螺母块出场转运施工立下了汗马功劳。
详见图3-1、3-2
图3-2：
改装后运输车
3.2、螺母块安装
3.2.1、贴坡施工
堤心主体为充填砂袋结构，护面结构施工需在堤心沉降稳定后进行。
为避免大面积破袋削坡带来的“漏砂”质量隐患，坡面控制偏于保守，加之受施工过程中沉降量控制、预留标高影响，理论坡面线与实际坡面线存在一定误差，增加了贴坡量。
为保证护面结构整体稳定，贴坡范围内共采用三种方案进行处理。
详见表3-1
经过方案对比，为保证施工质量、确保外护坡工程于度汛前按时完成，采用道渣贴坡方案。
3.2.1、机织布铺设
使用230g/m2机织布，采用人工铺设，铺设时松紧适度，垂直于大堤轴线方向搭接宽度为1m，平行与轴线方向不允许搭接。
3.2.2、碎石垫层铺设
垫层厚度为100mm，采用人工进行铺设，铺设自下而上进行，铺设进度与螺母块安装进度匹配。
序号
方案名称
原材料
特点
1
袋装土贴坡
130g/m2编织布、砂
1、需大量人工装袋、填充；
2、密实效果较好；
3、平整度不易控制；
2
砂袋贴坡
130g/m2编织布、砂
1、一次性铺设面积较大；
2、处理后密实效果较好；
3、平整度较易控制；
3
道渣贴坡
道渣
1、可采用小型机械结合人工进行施工；
2、密实处理方法简单，密实效果极好；
3、平整度易控制；
4、成本较高；
表3-1反滤层处理方案对比
3.2.3、螺母块体安装
（1）、采用人力进行安装，根据设计图纸要求分仓（每12m一仓）独立由下至上进行安装，过程中采用网格拉线控制安装平整度。
详见图3-1
图3-1网格法控制
（2）、控制标准及检测方法
序号
检测项目
允许偏差（mm）
检测频率
检测方法
1
缝宽
10
1点/12m
尺量
2
同厚度相邻块体高差
10
1点/12m
尺量
3
坡面平整度
±20
1点/12m
2m靠尺
3.2.4、伸缩缝施工
围堤外侧螺母块体每隔12m增设一道砼埂，宽度294mm，厚度与螺母块体相同，内嵌聚乙烯低发泡板，宽度20mm。
伸缩缝采用c30混凝土浇筑。
封底螺母块体安装与伸缩缝施工形成紧密流水，临大潮前完成所有整断面封底螺母块体安装及伸缩缝浇筑工作，避免潮水将随时垫层、道渣贴坡掏空从而造成外护坡结构发生不均匀沉降。
第四章施工过程中的改进措施
施工过程中针对临海护面工程施工特点，我部经常与业主、设计、勘测、监理部门进行沟通。
对预制、安装工艺进行了多次工艺研讨，对施工中暴露的问题、缺陷进行了工艺上的改进和完善，主要措施如下：
（1）、因业主要求围堤外海侧严禁削坡，故外海侧坡面贴坡量较大，为控制坡面沉降，保证螺母块安装平整度，项目部增加成本，将围堤外海侧袋装土贴坡更改为道渣贴坡。
并对贴坡进行人工夯实与水密实相结合的方法。
（2）、将底层螺母块安装方向旋转九十度，增大底层螺母块与大方脚接触面，以利于坡面的整体稳定性。
详见图4-1、4-2
图4-1原设计断面图4-2调整后断面
第四章取得的成绩与存在的不足
5.1、取得的成绩
5.1.1、按照工期完成18万块螺母块的预知安装工作，安装质量符合设计及相关规范要求；
图4-1现场安装效果图4-2现场安装效果
5.1.2、至汛期结束经受2009年汛期及“莫拉克”台风考验，护坡结构稳定，未发生明显不均匀沉降，外坡质量符合相关规范要求。
5.2、存在的不足
5.2.1、螺母块预制工期较为紧张，且预制工作未形成工厂化生产，预制质量不够统一；
5.2.2、由于现场运输道路狭窄，加之汛前必须完成全部护面工作，在运输过程中螺母块提有轻微损坏情况。
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