雙排格構式地下連續墻碼頭結構設計思路探討

洪 偉

（淮安市水利勘測設計研究院有限公司 江蘇淮安 223005）

1 概述

淮安港楚州港區建華管樁散雜貨碼頭工程（以下簡稱本碼頭）含500噸級泊位6個，碼頭岸線長540m，其中碼頭泊位長度378m，待泊區長度 162m，工程位于蘇北灌溉總渠右(南)岸寧連路大橋下游5840米至7040米處，長1200米的臨港工業岸線的范圍內，碼頭前沿至大堤內堤肩距僅為15m，碼頭港池底高程為5.13m，大堤堤頂高程為 14.03m。碼頭前沿線平行于航道中心線，距航道中心線距離為 110m，距航道邊線為75m，形成為順岸式布置。本工程由于碼頭建設空間狹窄而采用雙排地下連續墻格構式碼頭結構方案。

2 碼頭結構設計

雙排地下連續墻格構式碼頭結構應首先擬定前后地連墻間距、地連墻墻厚、地連墻墻底高程以及橫向連接墻間距等參數，其前后地連墻間距擬定應結合碼頭建設的有效空間、碼頭結構的整體剛度確定，地連墻墻底高程應結合堤防穩定、防滲以及碼頭結構的整體穩定確定，橫向連接墻間距應結合碼頭結構的整體剛度確定。本碼頭面高程為11.33m，港池底高程為5.13m，碼頭面凈寬 7.85m。碼頭結構的前后地連墻間距為 7m，地連墻墻厚為 60cm，前后地連墻墻底高程為-2.07m，地連墻頂上為現澆胸墻，前后胸墻通過5m一道的橫向連接墻連接為整體結構，橫向連接墻底高程為8.53m(本碼頭橫斷面圖見圖1)。

3 碼頭結構計算

3.1 設計參數

設計荷載：結構自重、機械設備荷載(含動載)、碼頭面均布荷載按 20kN/m2、碼頭結構按1000t級船舶考慮，1000t級船系纜力標準值為100kN、1000t級船靠泊時有效撞擊能量E0=39.26kJ、土壓力、水壓力等。

地震烈度：地震基本烈度為6度，本工程地震設防烈度為6度。

工程地質：工程地質土層分布見圖2，各土層土的力學參數見表1。

設計水位：設計低水位：8.33m；設計常水位：9.33m；設計高水位：10.90m。

圖1 雙排格構式地下連續墻碼頭橫斷面圖

圖2 工程地質剖面圖

表1 土的物理性質力學指標

3.2 剛體極限平衡法

參考中國海洋大學學報有關《門架式水力插板樁的抗滑移穩定性分析》、

中推薦的采用理論剪切破壞面法對整體結構進行結構穩定（抗滑穩定、抗傾穩定）計算分析，計算結果如下：

設計低水位：抗滑穩定系數為 kf=1.31；抗傾穩定系數為kc=1.84；

設計常水位：抗滑穩定系數為 kf=1.64；抗傾穩定系數為kc=2.29；

設計高水位：抗滑穩定系數為 kf=3.07；抗傾穩定系數為kc=3.56。

經計算穩定系數均滿足設計規范要求。

3.3 空間有限元法結構計算分析

采用空間有限元軟件對碼頭整體結構單元進行空間有限元建模分析。

土質資料：采用地質報告中提供的力學指標參數,主要有E、μ、C、θ土的容重等，本結構關系均采用莫爾-庫倫模式。其中，程序中所采用的為土的彈性模量，將上述壓縮模量換算成彈性模量。計算成果如圖3～圖8所示。

圖3 設計低水位工況（DX方向位移圖）

圖4 設計低水位工況（Mxx彎矩圖）

圖5 設計常水位工況（DX方向位移圖）

圖6 設計常水位工況（Mxx彎矩圖）

圖7 設計高水位工況（DX方向位移圖）

圖8 設計高水位工況（Mxx彎矩圖）

由計算可知，一般部位碼頭處，前墻最大彎矩為78.2KN.m/m，后墻最大彎矩為75.6KN.m/m，結構水平最大位移為11mm。

4 結論

在內河碼頭建設空間狹窄狀況下，選擇雙排格構式地下連續墻碼頭結構型式是一種安全可靠的結構方案。在城市建設中，越來越多的高層建筑支護體系采用雙排樁整體結構。雙排格構式地下連續墻碼頭結構型式與雙排樁整體支護結構在理論上具有很大的類似性。本碼頭計算表明，雙排格構式地下連續墻碼頭結構型式在整體穩定、整體位移上安全可靠，結構剛度較大，內力較小。

1 《港口工程荷載規范》(JTJ215-98).

2 《港口工程地下連續墻結構設計與施工規程》(JTJ303-2003).

3 門架式水力插板樁的抗滑移穩定性分析. 中國海洋大學學報, 2005, (6).

4 門架式水力插板樁的整體抗傾覆穩定性計算. 中國海洋大學學報, 2006, (6).