張萬濤

(安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司，安徽合肥 230011)

安徽省長江流域安慶和池州段地層特點(diǎn)及工程實(shí)踐

張萬濤

(安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司，安徽合肥 230011)

對長江區(qū)域安慶池州段的地貌地層及碼頭建設(shè)的情況進(jìn)行了介紹，研究了該段區(qū)域碼頭建設(shè)及樁基施工的條件方法等，分析了碼頭樁基施工的難點(diǎn)，并提出了解決方案，可為沿線碼頭建設(shè)施工及設(shè)計提供參考。

碼頭，地層特點(diǎn)，地質(zhì)環(huán)境，樁基施工

1 長江區(qū)域安慶池州段地貌及構(gòu)造特點(diǎn)

安慶市定位于“工貿(mào)港口旅游城市”，為了加大皖江開發(fā)力度，安慶市擬把包括港口在內(nèi)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，并把它轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢。

安徽省長江區(qū)域安慶池州段從湖北交界—銅陵界總長度約196 km，走向北東，在安慶和池州一線呈“S”形彎曲，發(fā)育心灘和曲型河流。長江北岸基本為沖洪積形成的階地地貌，南岸局部為低山侵蝕地貌，大部仍然為階地地貌，南岸階地寬度總體小于北岸，因此港區(qū)多集中在地形寬廣的長江北岸。

安徽長江區(qū)域所處的大地構(gòu)造背景為長江兩岸斷裂褶皺帶。地貌上屬于中部沿江臺地平原區(qū)，以桐城—潛山—太湖深斷裂與西北部山地丘陵為界，以貴池東至斷裂與東南山地丘陵為界。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動以差異沉降為主，中部沿江地帶，長期以來受下降運(yùn)動控制，新構(gòu)造運(yùn)動繼承老構(gòu)造運(yùn)動特征，在沉降過程中又接受了新第三系和第四系的堆積，在下降過程中又因幾次輕度抬升，形成了沿湖臺地和平原內(nèi)側(cè)的低階地。

2 安慶池州地層特點(diǎn)

從安慶市望江縣華陽鎮(zhèn)—貴池一段長江流域，整體屬于喜馬拉雅構(gòu)造層第一亞構(gòu)造層，該構(gòu)造層由第四系組成，是一套河流相和冰川系列未固結(jié)～半固結(jié)沉積物，因此，它具有下粗上細(xì)的二元結(jié)構(gòu)，總體可稱為二元陸屑建造。底部少量砂礫，下部砂，上部粘土，多為灰色或黃色，它們組成沖積平原和河谷階地。故謂之灰黃色砂泥質(zhì)二元建造，主要發(fā)育在下更新統(tǒng)和上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)。區(qū)內(nèi)出露的基巖為第三系古新統(tǒng)，望虎墩組棕紅、紫紅色厚層礫巖、粗砂巖與細(xì)砂巖互層，夾灰魄薄層長石砂巖，厚930 m。

從勘探揭示的各地段地層大致層序?yàn)椋悍弁翆?、粉質(zhì)粘土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、粉質(zhì)粘土層、粉砂～細(xì)砂層，卵石層、粉質(zhì)粘土層、泥質(zhì)砂巖，土層分布特征及各層土工程特性指標(biāo)見表1。

3 長江地貌構(gòu)造及地質(zhì)對于碼頭選址及形式的影響

安慶池州長江地段碼頭位置通常選擇岸線順直，水流平緩，沖刷小，后方地勢高于常年最高水位，并避開洪泛區(qū)。同時考慮交通便利等條件。20世紀(jì)安慶池州地區(qū)的碼頭90%以上都是以斜坡碼頭為主，通過選擇平緩寬闊的地勢因勢而成，斜坡碼頭投入資金較少，碼頭等級低，一般泊位都在幾十噸至幾百噸級。改革開放特別是近十多年來隨著安慶沿江兩岸的經(jīng)濟(jì)快速增長，原有的碼頭等級無法滿足經(jīng)濟(jì)需求，大噸位船舶的運(yùn)輸促使大噸位碼頭的出現(xiàn)，從 1 000 t～2 000 t級到5 000 t，10 000 t級，長江碼頭的發(fā)展趨勢由傳統(tǒng)的斜坡碼頭向直立式碼頭、深水高樁碼頭，以及碼頭—棧橋及橋吊碼頭方向發(fā)展。充足的資金以及政府支持，碼頭岸線的選擇不再拘泥于傳統(tǒng)的平緩地貌，由于大量資金的投入和工程技術(shù)的發(fā)展，長江岸線以及岸坡地貌可以經(jīng)過大刀闊斧的改造，高山可以削平，洪泛區(qū)可以堆填改造或架橋。天然地貌對于碼頭的制約因素越來越小。

對于大企業(yè)資金充裕，可以大手筆利用改造岸線外，中小企業(yè)仍然要充分考慮地形地貌因素，盡量節(jié)約成本，因勢利導(dǎo)，以下是考慮節(jié)約資金選擇碼頭位置的幾個要素，以便參考：1)避開滑坡、泥石流、流水易沖刷的塌岸地段;2)避開岸線有林木地帶以及種植名貴樹木地段;3)避開淤積嚴(yán)重地段，淤積嚴(yán)重會影響停靠船舶的噸位，并且后期疏浚成本較高;4)避開拋石護(hù)岸地段，拋石地段施工難度大，施工成本增大及周期增長;5)避開急彎地段，急彎地段水流環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)向變遷復(fù)雜，因此，對于后期船舶?？吭龃箫L(fēng)險和成本。

表1 各地層的物理和力學(xué)指標(biāo)

4 長江碼頭樁基施工的難點(diǎn)及解決方案

1)我國在20世紀(jì)，碼頭施工多采用打入式預(yù)制樁，當(dāng)時由于內(nèi)河碼頭噸位比較小，樁基設(shè)計承載力較低，同時由于預(yù)制樁可以成批制作，現(xiàn)場環(huán)境污染較小且能打斜樁，因此得到廣泛應(yīng)用，后來為了增大樁基承載力，樁基需要穿透密實(shí)砂層或堅硬持力層，因此在預(yù)制樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了水沖式及鋼制樁靴混凝土預(yù)制樁。

2)隨著長江沿岸的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，碼頭新建越來越多，好的堅硬緩坡堤岸早就被利用，碼頭向著過去需要護(hù)坡護(hù)岸的地點(diǎn)發(fā)展，岸線要充分加以利用，打入式樁基遇到的最大問題就是碼頭拋石問題，河道部門為了護(hù)坡護(hù)岸在沿線沿江很多地方都有拋石，拋石隔幾年或一兩年就要進(jìn)行一次，厚度不等，有的地方拋石厚度達(dá)到10 m，因此傳統(tǒng)的預(yù)制樁型不能滿足要求，即使對樁靴進(jìn)行特殊處理，有些地段拋石密集，對預(yù)制樁體損耗較大，因此多使用了造價較高的鋼管樁。

3)鋼管樁也不是萬能的，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，長江碼頭的噸位越來越高，傳統(tǒng)的吊機(jī)向門機(jī)方向發(fā)展，要求的單樁承載力越來越高，打入樁，無論是預(yù)制樁還是鋼管樁打入深度也會受到限制，而且樁越長接樁越困難，對于沒有拋石的區(qū)域，采用了鉆孔灌注樁，利用鋼護(hù)筒，進(jìn)行泥漿水循環(huán)，施工樁長可以達(dá)到100多米，但鉆孔灌注樁在有拋石地段，就不能有效發(fā)揮，常常因?yàn)閽伿沟娩撟o(hù)筒不能進(jìn)入穩(wěn)定持力層，且因?yàn)槁{而不能循環(huán)無法鉆進(jìn)成孔。

4)近幾年來新型樁基的發(fā)展：利用鋼管柱較強(qiáng)的穿透能力，穿透拋石層進(jìn)入下部較穩(wěn)定地層，然后在鋼管內(nèi)機(jī)械成孔，灌注混凝土，這種樁型充分利用了鉆孔樁及打入樁的優(yōu)點(diǎn)，互相彌補(bǔ)，可謂相得益彰。

5 結(jié)語

我院多年來對于皖江沿岸碼頭及港口建設(shè)具有設(shè)計優(yōu)勢，資料齊全，內(nèi)容豐富，本文將我院多年來安慶池州各碼頭的地勘結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計提煉以便共享。因長江沿岸的地貌及地質(zhì)對于碼頭建設(shè)意義重大，因此通過揭示長江沿線的地質(zhì)狀況及分析施工特點(diǎn)，對于碼頭選擇及施工、勘察前期準(zhǔn)備有很大的積極意義，此篇文章拋磚引玉，希望有更多的有經(jīng)驗(yàn)的施工同行參與討論，將勘察設(shè)計和施工從理論到實(shí)踐進(jìn)行豐富發(fā)展。

［1］安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局．安徽省區(qū)域地質(zhì)志［M］．北京：地質(zhì)出版社，1987．

［2］吳友仁，王多垠．長江上游港口碼頭結(jié)構(gòu)型式及其發(fā)展［J］．港工技術(shù)，2005，12(4)：8-9．

［3］馮銘璋，項培林．長江口大型樁基碼頭勘探中的單元體劃分問題［J］．上海地質(zhì)，1995(2)：321-325．

Anqing-Chizhou Stratum features and engineering practice of Yangze river basin in Anhui province

ZHANG Wan-tao

(Anhui Traffic Survey＆ Design Institute Co．，Ltd，Hefei 230011，China)

The paper introduces Anqing-Chizhou geomorpholy stratum and wharf construction conditions of Yangze river basin，studies the wharf construction and pile foundation construction methods in the region，analyzes the wharf pile foundation construction difficulties，and puts forward some solutions，which has provided some guidance for other wharf construction and design．

wharf，stratum feature，geological environment，pile foundation construction

TU473

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.078

1009-6825(2013)10-0066-02

2013-01-01

張萬濤(1969-)，男，高級工程師