地連墻板樁碼頭結構研究探討

邊超 于連娜

摘 要：在碼頭建設過程中，地連墻樁碼頭最為常見。地連墻樁碼頭結構受力的有效控制直接影響到結構穩定性。針對地連墻樁碼頭結構作用展開分析，結合具體工程概況，碼頭設計采用了分離卸荷式地連墻板樁結構，此處碼頭區域內使用地連墻板樁結構型式具有良好的適應性，相對于重力式沉箱結構、高樁梁板結構，采用板樁結構型式具有一定的優越性。

關鍵詞：分離卸荷式板樁結構;適應性;優越性

中圖分類號：U656.1? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）01-0093-03

依照中國鹽城港在濱海港區中所構建的某10萬t級的一個通用碼頭項目，需要對其施工和碼頭情況進行結構化的設計。在鹽城港濱海港區這一新的港區，在建工程項目包括了1個l0萬t級散貨碼頭，其主要使用的是重力式沉箱構造，而待建的工程項目則是1個5000t級雜貨碼頭，采用的是高樁梁板結構。項目合并的碼頭區域，有三種不同結構類型的板樁結構，針對碼頭構造所需的穩定性與安全性進行結構類型的選擇，從而使其具有經濟優良的效果。

1研究背景

1.1 工程概況

鹽城港濱海港區北區通用碼頭一期工程，建于濱海港現有防潮大堤以東、北防波擋沙堤南側的多用途作業區內，是為滿足濱海港總體規劃要求，進一步發揮濱海港區臨港工業功能而建設的10萬噸級通用泊位。本工程使用的碼頭布置形式是順岸布置，其達到的年卸船量有330萬噸。其中，碼頭的總長達到310m，并且在碼頭前沿部分大致處于21m的區間內設置的碼頭面標高達到5.0m，而依照碼頭前沿線21m界限內設計的后方陸域區域，在標高上從原本的5.0m慢慢轉變成5.5m，碼頭前沿地底標的高度設置為-15.5m，碼頭西側一個直立段堵頭長度為75m。由于需要對碼頭所具有的停泊水域進行挖掘，同時在其下期泊位做好建造工作，在碼頭東側位置進行120m左右的過渡期建設。

碼頭前沿線以及前軌道梁存在4.0m的距離，通過在碎石基床中進行鉸接梁構造現澆的方式，在前軌道梁當中采用倒T狀，具備1.60m梁高，1.60m的底寬，前軌道梁荷載通過下部為碎石基礎傳到卸荷承臺上;后軌道梁基礎采用直徑1.2m的灌注樁，在樁頂部分設置樁帽，規格為1.6m×1.6m，縱向灌注樁大多采用4.5m的間距，且樁底標高為-33.5m。圖1、圖2為工程全貌圖。

2工程特點

（1）設計水深大：碼頭前沿最大水深為19.76m（碼頭極端高水位為4.26m）。

（2）潮差較大：潮位差平均值為1.76m（基準采用實際當中理論潮面最低值，下同），低潮位的平均值0.90m，高潮位平均值為2.66m。

（3）波浪條件適中：設計高水位時碼頭前沿 50 年一遇H1%=3.1m，同時具備8.1S的波浪周期。

（4）地質條件較好：表層中粉砂居多，一些粉砂土層存在夾層粉質淤泥質粘土的情況，最大夾層厚度為1.4m，層底高程為0.22～-2.64m;其次是粉土、粘土等 ，具備穩定的土層以及優良的指標。

（5）土地的寬度要求：圍墻到北部堤斜齒輪軸距離是150米，它被設置為對接編組站區域。

（6）碼頭面設計使用荷載較大：在碼頭前沿線周邊21m區間內荷載的平均值是20kPa，而超過21m區域的則為80kPa的外均載。

平面布置如圖3所示：

3結構選型研究探討

3.1重力式沉箱結構

碼頭建造過程中的難度主要是因為關鍵持力層為粉砂層，因而選擇重力式碼頭構造具備一定的實際價值。此外，企業在拋石施工方面選擇的是基本沉箱構造形式，在墻后部進行10kg至100kg的塊石拋填，因而具備較好的耐久性和整體性等特性。加之所在地石料相對較少，采石費用較高，而在沉箱施工的過程中必須運用到船舶機械裝置和沉箱專業大型預制場，以及淤泥面高的天然環境，所以修筑碼頭的準備階段需建設一定的棄土場地和疏浚空間。

3.2高樁梁板結構

按照項目所處的地質特性，選擇了較為普通的高樁項目，在進行沉樁的過程中難度較大，必須通過鋼管樁，且在同一時間要確保使用施工場所的寬度。此構造具備的優勢包括管理施工經驗完善、工程建設水平以及整體性較高等，不過同樣也具有一定的不足，就是必須使用專業化的碼頭構件和大型施工船機，且工程步驟繁瑣等。

3.3 地連墻板樁結構

此構造采用完全的陸地化作業模式，無需使用大型船機裝置，工程裝置管理較為簡易，同時建設碼頭時能夠減少回填以及挖掘的工作量，充分發揮地形的實際效用來降低回填陸地的情況。

3.4 結構確定

以上三種方案可滿足大水深碼頭的設計要求，經概算比較分析，碼頭使用地連墻板樁結構更加經濟，采用每米分卸式連樁墻方案的成本為347500元，重力式沉箱方案和高樁梁板結構方案每延米造價分別為40380000元、568000元。加之地連墻結構施工不受天氣和風浪影響，施工技術相對更加便捷且速度快，且可利用現有地形減少陸域回填，待碼頭工程施工人員完成再開挖港池。

4 結構形式

一般來說，碼頭施工過程中會通過胸墻、鋼拉桿、導梁、錨碇樁墻、灌注樁樁基、卸荷承臺以及前墻作為主體構造，其中地下連續墻構造部分則有錨碇樁墻以及前墻，如圖4所示：

（1）前墻：地連墻具備-0.2m的頂高程，-30.0m的底高程，1.05m厚。

（2）卸荷承臺：采用設置分離后墻以及前墻的形式，1.0m厚，-0.20m底高程，9.5m承臺寬。

（3）灌注樁樁基：承臺下當中進行灌注樁兩排的修建，采用1.3m的直徑，在后軌道梁當中進行灌注樁一排的修建，采用1.2m的直徑，灌注樁縱向間距4.5m。

（4）錨碇樁墻：0.0m頂高程的墻，-12.0m底高程的墻，1.0m厚的錨碇樁墻。

（5）導梁：錨碇樁墻頂進行導梁的澆筑，其具備1.40m的梁寬，2.4m的頂高程。

（6）胸墻：地連墻頂進行胸墻的現澆，其具備5.0m的頂高程。

（7）鋼拉桿：在胸墻當中1.20m高程位置進行鋼拉桿Φ65mm550級規格的安裝，在鋼拉桿當中保持的距離標準是1.50m。

5結構應用

5.1施工工藝

碼頭工程施工技術工序主要為：碼頭及其外部進行臨時圍埝的修筑→完成圍埝的情況下進行土方回填→針對土方回填開展硬化處理達到密實的目的→對碼頭的發展前沿地通過混凝土進行澆注，主要包括門機軌道灌注樁、卸荷承臺灌注樁、后錨碇墻以及連墻→采用回填的方式改善碼頭開挖產生的影響→施工地連墻的縫隙連接位置后方修筑旋噴樁→通過混凝土澆注卸荷承臺、后導梁以及頭胸墻→進行防護罩以及鋼拉桿的安裝→在碼頭后側位置進行填砂交換，同時采用密實振沖的方式實現→從附屬裝置以及內部面層構造的角度對碼頭和門機軌道梁進行修建→安裝建設配套服務和工藝裝置→對臨時圍埝進行拆除并開始挖掘港池→驗收竣工質量。

5.2技術問題與解決措施

在碼頭施工過程中主要遇到的兩個問題和相應的措施：

（1）為進一步降低拉桿受到的應力影響，通過安裝防護拉桿裝置的方式，在桿的兩側砌磚墻，覆蓋混凝土板、地基土，可以有效地減少拉桿當中承受的作用力，并提升拉桿的地面負載作用，避免了拉桿具備較重的填料，選擇通過向地基土桿的兩端部分進行延伸。

（2）地連墻安裝的鋼墊板內并未產生銹蝕的路徑，通過地連墻保護層板能夠起到類似于鋼墊板的作用，而鋼墊層能夠提升墻體的質量以及保護層的厚度。

6結語

使用分離卸荷式地連墻板樁結構，是結合當地自然條件最經濟合理的碼頭結構型式。該結構的使用，是地連墻板樁結構在江蘇省大型深水港區的首例應用，是對在類似該區域自然、地質條件下的大型深水式碼頭使用板樁結構型式的嘗試，對于推廣以及應用地連墻板樁結構型式的方面，具有非常重要的實際作用以及理論價值的意義。

參考文獻：

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