摘要:+++內港區(qū)地基土層復雜,持力層埋深大,部分為軟硬相間土層。文章結合工程特點及施工中遇到的技術難題開展了本工程碼頭結構優(yōu)化研究工作。一種新型的基槽開挖技術研究成果成功地應用到工程建設中,有效地節(jié)省了工程投資和縮短工期,取得了顯著的經濟效益,對重力式碼頭工程設計具有寶貴的參考價值。

關鍵詞:+++內港區(qū);地基土層;碼頭;基槽開挖技術

中圖分類號:TP242

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0053-02

隨著我國內河運輸的發(fā)展,內河碼頭岸壁高度越來越大,而且使用荷載也不斷增加+++內港區(qū)的規(guī)劃江岸線總長約12km,規(guī)劃深水泊位近20個,+++內港區(qū)一期和二期工程可以認為是起步工程,未來幾年將有更多的泊位陸續(xù)投入建設和使用,良好的開端對未來的港口建設具有積極的意義。為了提高工程建設的整體水平,促進工程技術的提高和發(fā)展,為+++內港區(qū)建設提供品質優(yōu)良的碼頭工程,對工程技術進行深入的研究和探討是非常有必要的。但是,地質條件和工藝荷載對碼頭結構設計的影響非常大,在內港工程的建設過程中,結構設計是非常重要的環(huán)節(jié),結構設計對工程造價、施工工期、施工難度和使用功能有著重要的影響。因此,結構設計工作需要對所有的設計條件進行系統(tǒng)分析,找出控制因素,通過方案研究和方案比選采用適當的結構型式。因此,我們針對+++內港區(qū)工程的工程特點,通過對重力式碼頭結構的研究分析,我們采用了一種新型的基槽開挖技術,以達到降低工程造價、縮短工期、減小施工難度的目的,為+++內港區(qū)的建設提供寶貴的工程經驗,為其它工程提供參考。

一、工程概述

+++內港區(qū)位于長江中游與支流交匯處,其基底為下古生界中一深變質的區(qū)域變質巖,其上覆蓋著第四紀不同時期不同成因形成的地層。由于位于交匯處,陸成沖積地層、河口沖積沉積地層、陸成沖洪積地層、海陸交互沉積地層交互形成,中粗砂層和其它沖積土層交錯形成。根據+++內港區(qū)的地質特點,該地區(qū)土層自上而下大致可分為淤泥、淤泥質土層、沖洪積層、中粗砂層和巖層。同時由于+++內港區(qū)巖面普遍較高,深水泊位不適宜采用高樁結構,根據地質條件采用重力式結構比較適合,而中粗砂層是深水泊位良好的結構持力層,但是當中粗砂層下埋藏的粘土和粉質粘土對碼頭結構的安全和使用要求有著重要影響,這種類型的地質條件在+++內港區(qū)挖入式港池區(qū)域也經常出現(xiàn),因此,針對這種類型地質條件采用的結構研究尤其重要,將對后續(xù)工程的建設提供參考和指導作用。

二、研究現(xiàn)狀

根據目前的工程經驗,在內港區(qū)建設過程中,對于一些小型泊位,在滿足碼頭位移、沉降和地基承載力要求的情況下,結構持力層可以采用物理力學性能比較好的粉質粘土、殘積土等土層。對于深水泊位,一般采用中粗砂或基巖作為結構持力層,對于物理力學性能比較差的土層大多考慮進行加固處理或開挖。

三、關鍵技術

(一)標準貫入擊數

本文根據地質鉆探資料顯示8#泊位局部區(qū)域中粗砂層與風化巖間存在一層粘土和粉質粘土層,該層土物理力學性能相對較差,其固結快剪指標僅為11.1、13.6。粘土層為高壓縮性土層,可塑,標準貫入擊數4～17擊,平均9.7擊,粉質粘土層為中等壓縮性土層,可塑,標準貫入擊數4～6擊。

(二)地基承載力

地基承力和地基土的本身性能有關,本工程提高地基承載力主要措施有:(1)地基加固;(2)大開挖;(3)進行結構處理,降低基底應力。

1.地基加固。為提高地基承載力,可對基礎進行加固,地基加固的方法有很多,比如采用砂樁、碎石樁等加固措施。本文由于粘土和粉質粘土埋藏深度均在-30m以下,國內施工機具很難達到,施工難度很大,施工質量難以保證,因此,設計過程沒有考慮對該層土進行地基加固。

2.大開挖。對于深水碼頭,為了避免地基承載力不足和碼頭沉降過大影響正常使用,通常考慮采用大開挖方案,將粘土和粉質粘土夾層全部挖除,利用夾層下的風化巖或粗砂層作為結構持力層。本組大開挖方案基槽須開挖至-35～37m,這個方案避免了產生地基承載力不足和碼頭沉降過大的問題,碼頭結構抗傾抗滑、地基承載力和地基沉降驗算均滿足要求。不過大開挖方案的基槽挖泥和砂石料回填的數量均非常大,而且基槽開挖在-34.0m標高以下的斷面后軌樁基須改為鋼管樁或灌注樁,影響碼頭后軌道梁樁基的施工。

3.結構處理。由于本工程大開挖方案增加的工程量比較大,應考慮通過結構優(yōu)化,在滿足碼頭沉降要求的情況下,使地基承載力滿足要求。同時考慮到本工程粘土層上的粗砂層較厚是良好的結構持力層,能否利用該層土作為持力層是設計優(yōu)化的關鍵。本文通過分析,減少墻厚壓力可以提高地基承載力抗力分項系數,減少墻厚土壓力可以采用增加回填料內摩擦角的辦法,即將回填料全部改為拋填塊石,就可以減少墻厚土壓力。

四、效益分析

通過分析比較,本文所采用的方案減了小墻后土壓力,降低基床頂面應力,很好的解決地基承載力不足的問題,基槽開挖深度由-36m左右提高到-25m左右,大大減少了基槽挖泥和回填工程量,方便施工,縮短工期,節(jié)省了投資,取得了良好的經濟效益。同時由于+++內港區(qū)普遍存在類似地質條件,這種處理辦法將對后續(xù)工程的實施提供很好的解決方案,將在+++內港區(qū)得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1]中國礦業(yè)大學巖土室.擬建某辦公大樓巖土工程施工勘察報告[R].徐州:中國礦業(yè)大學,2004.

[2]趙榮海.人工挖孔樁在復雜地基中的應用探討[J].能源技術與管理,2006,(6).

[3]何宜章.非開挖技術現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].巖土鉆鑿工程,1999,(2).

作者簡介:夏凱峰(1969-),男,湖北宜昌人,宜昌港務集團宏運房地產開發(fā)有限責任公司工程師,研究方向:工程管理。