黃超杰

摘 要：板樁碼頭是碼頭三大結(jié)構(gòu)形式之一，主要集中在江蘇、上海、浙江及天津等市，占比達(dá)56%，板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式按錨碇結(jié)構(gòu)可分為無(wú)錨、單錨、多錨、斜拉、雙排樁板樁型式。大多數(shù)板樁碼頭采用單錨型式。通過(guò)上海60噸級(jí)內(nèi)陸碼頭升級(jí)為500噸級(jí)渣土轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭工程案例，介紹了采用減壓平臺(tái)對(duì)板樁碼頭技術(shù)改造的工程經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：板樁碼頭；加固；減壓平臺(tái)；渣土轉(zhuǎn)運(yùn)

前言

上海在上世紀(jì)90年代建設(shè)了一批小規(guī)模的內(nèi)陸板樁碼頭，主要用于木材、棉花等散貨的轉(zhuǎn)運(yùn)，而由于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，原先的運(yùn)營(yíng)模式也發(fā)生了改變。目前上海地區(qū)由于城市化發(fā)展，周邊已經(jīng)沒(méi)有渣土傾倒場(chǎng)所，而大規(guī)模的土建又造成了大量的建筑渣土，主要靠船只外運(yùn)至江蘇指定棄泥地，而做渣土轉(zhuǎn)運(yùn)也變成這些碼頭運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)變的主要方向。

1 板樁碼頭加固改造方法

板樁碼頭技術(shù)改造的主要途徑可以從以下五個(gè)方面考慮：（1）墻前新建結(jié)構(gòu)如承臺(tái)、墩臺(tái)，將原碼頭作為直立駁岸使用。（2）調(diào)整、加密或新設(shè)拉桿和錨碇結(jié)構(gòu)。（3）加固或置換墻前土層、提高土抗力。（4）在墻后設(shè)置型結(jié)構(gòu)如半遮簾樁、全遮簾樁、減壓平臺(tái)，調(diào)整或減少墻后土壓力的大小及分布。（5）加固地基，改善后方填料性質(zhì)，減少土壓力。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

本段黃浦江防汛墻始建設(shè)于1972年，1994年對(duì)防汛墻前沿改擴(kuò)建，新建了板樁碼頭，碼頭長(zhǎng)度約70m。2002年，《黃浦江干流新增防洪工程A2標(biāo)》對(duì)防汛墻進(jìn)行了翻新加固，形成了兩級(jí)防汛墻體系。

碼頭現(xiàn)因業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)向土方、渣土駁運(yùn)方面，計(jì)劃在距碼頭后新建一處臨時(shí)渣土中轉(zhuǎn)池，為了確保防汛墻的使用安全，XX公司委托我院對(duì)該段碼頭進(jìn)行方案論證。

2.2 工程現(xiàn)狀

本段黃浦江防汛墻為兩級(jí)擋墻式防汛體系，前沿第一級(jí)防汛墻為單錨板樁式碼頭防汛墻，擋墻頂高程4.80m；碼頭后35～45m為第二級(jí)防汛墻，擋墻為“L”型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與防汛鋼閘門(mén)組成后防汛體系，墻頂高程為5.80m。

碼頭始建之初為停泊60T級(jí)內(nèi)陸船只的錨碇板樁結(jié)構(gòu)碼頭，具體結(jié)構(gòu)如下：

駁岸采用鋼筋混凝土板樁結(jié)構(gòu)，胸墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，錨定設(shè)施采用現(xiàn)澆帶水平導(dǎo)梁連續(xù)錨碇板結(jié)構(gòu)，墻前采用鋼護(hù)舷，系船柱為50KN。由于錨碇板前土質(zhì)較差，因此錨碇板前設(shè)拋石棱體，拉桿采用Φ50鋼棒，拉桿間距1200mm或1300mm，預(yù)制板樁按兩短一長(zhǎng)間隔施打，長(zhǎng)板樁長(zhǎng)15m，短板樁13m。碼頭面采用料石鋪砌20cm，下墊黃沙墊層5cm，20cm級(jí)配碎石鋪底。

板樁后沿陸域形成方法，采用回填法，板樁后填土分層夯實(shí)，分層厚度不大于30cm，錨碇板下基床石料需級(jí)配良好，錨碇板前塊石要求理砌，拋理石料從岸側(cè)向江進(jìn)行，盡量將淤泥擠掉。

原碼頭設(shè)計(jì)高水位3.37m，設(shè)計(jì)低水位1.30m，碼頭泥面高程-1.00m，設(shè)計(jì)荷載：結(jié)構(gòu)物自重，均載20KN/m2，流動(dòng)荷載8t起重機(jī)，30t汽車，經(jīng)復(fù)核，原碼頭整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.533，滿足規(guī)范規(guī)定。

2.3 加固方法

在原板樁后增設(shè)兩排灌注樁，灌注樁直徑φ600mm，樁底高程-10.6m，考慮到原拋石菱體的分布位置，第一排局距板樁5m，第二排與第一排間距2.9m，灌注樁橫向間距2.5m。原碼頭導(dǎo)梁鑿出鋼筋與新底板主筋焊接，重新澆筑底板結(jié)構(gòu)，底板寬9.4m，承臺(tái)底標(biāo)高2.25m；挖斗機(jī)履帶外輪廓寬度為3.19m，尾部?jī)舾?.1m，工作回轉(zhuǎn)半徑2.94m，考慮挖機(jī)作業(yè)便利性，碼頭擋墻內(nèi)側(cè)4.5m范圍內(nèi)為履帶式挖斗機(jī)通道，擋墻后4.5～9.4m為渣土池。通過(guò)樁基將上部荷載傳遞至較好的持力層，減少碼頭后方土壓力，保護(hù)現(xiàn)有錨桿結(jié)構(gòu)。

2.4 計(jì)算結(jié)果

本段碼頭增建臨時(shí)渣土中轉(zhuǎn)池后，其原有的裝卸作業(yè)流程也隨之發(fā)生了改變，因此本次對(duì)防汛設(shè)施影響的安全論證分別從施工期和使用期的不同工況對(duì)板樁碼頭的安全進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

碼頭的安全主要從護(hù)岸的整體穩(wěn)定和碼頭自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定兩方面進(jìn)行分析。

本次復(fù)核只針對(duì)后方設(shè)有臨時(shí)渣土中轉(zhuǎn)池的碼頭，其余岸段使用條件沒(méi)有發(fā)生變化。

2.4.1 碼頭泥面高程復(fù)核

本工程碼頭吃水深度按500噸復(fù)核，根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2004），500噸級(jí)船只吃水深度為1.6m，本段黃浦江為Ⅰ級(jí)航道，富裕水深為0.4～0.5m，則航道水深應(yīng)為2.0～2.1m；本段黃浦江最低通航水位為1.13m，而碼頭設(shè)計(jì)泥面高程為-1.00m，1.13+1.00=2.13m，滿足500噸級(jí)船只停靠要求。

2.4.2 整體穩(wěn)定計(jì)算

加固結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分別按施工期、使用期基本和特殊工況進(jìn)行復(fù)核，工程整體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算條件如表1：

安全系數(shù)根據(jù)《黃浦江防汛墻工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（試行），施工期及正常使用狀況安全系數(shù)1.375，地震期系數(shù)1.05。原報(bào)告復(fù)核結(jié)果如表2：

碼頭（防汛墻）加固結(jié)構(gòu)在運(yùn)行期、施工期及地震工況下的整體穩(wěn)定均可滿足規(guī)范要求。

2.4.3 結(jié)構(gòu)安全計(jì)算

結(jié)構(gòu)計(jì)算工況選擇使用期設(shè)計(jì)低水位最不利組合工況（見(jiàn)表3）：

結(jié)構(gòu)水平位移分別按考慮錨桿作用和不考慮錨桿作用進(jìn)行復(fù)核。經(jīng)計(jì)算，考慮錨桿作用時(shí)，承臺(tái)底水平位移基本滿足行業(yè)要求；不考慮錨桿作用時(shí)，承臺(tái)底水平位移不滿足行業(yè)要求。因此錨碇板結(jié)構(gòu)不能解除，應(yīng)保留原有拉桿，形成高樁承臺(tái)加拉桿的復(fù)合結(jié)構(gòu)。表4 承臺(tái)水平位移計(jì)算結(jié)果

板樁到錨碇板容許最短距離為14.79m，現(xiàn)有15m錨桿長(zhǎng)度滿足要求，不必對(duì)錨碇板前被動(dòng)土壓力進(jìn)行折減。

碼頭經(jīng)加固后，場(chǎng)地上部荷載通過(guò)樁基傳遞到較好的持力層，經(jīng)計(jì)算，樁基承載力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求：

通過(guò)對(duì)加固后的板樁碼頭復(fù)核計(jì)算，碼頭整體穩(wěn)定、錨碇板穩(wěn)定、碼頭板樁入土深度、錨桿直徑、承臺(tái)水平位移等均能夠滿足規(guī)范要求。

2.5 方案小結(jié)

通過(guò)對(duì)工程設(shè)計(jì)方案、施工等基本資料的收集，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算并分析，本工程對(duì)碼頭加固后（防汛墻）分析結(jié)論如下：（1）碼頭前沿泥面滿足500噸船舶?？砍运疃纫?。（2）碼頭（防汛墻）結(jié)構(gòu)經(jīng)加固后在運(yùn)行期、施工期及地震工況下的整體穩(wěn)定均可滿足規(guī)范要求。在使用期設(shè)計(jì)低水位最不利組合工況，錨碇板穩(wěn)定，碼頭板樁入土深度，板樁位移等能夠滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，錨桿直徑滿足規(guī)范要求，能夠保證防汛安全。

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