王彪

【摘 要】 針對(duì)靖江二期碼頭改擴(kuò)建工程的特殊地質(zhì)條件，采用希迪軟件進(jìn)行空間建模計(jì)算，發(fā)現(xiàn)原方案的樁力計(jì)算結(jié)果不能滿足樁基承載力要求。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，提出排架前兩排樁基采用雙樁的設(shè)計(jì)方案，樁基和橫梁等承載力計(jì)算結(jié)果均滿足承載力要求。該設(shè)計(jì)思路可為相關(guān)工程的設(shè)計(jì)提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】 改擴(kuò)建工程；樁基；承載力

1 工程概況

靖江二期改擴(kuò)建工程位于江蘇省靖江市長(zhǎng)江下游北岸六助港處，與張家港市隔江相望，工程擬在已建泊位上游側(cè)擴(kuò)建5萬(wàn)噸級(jí)通用泊位一個(gè)，碼頭水工結(jié)構(gòu)按5萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船設(shè)計(jì)。水工建筑物包括碼頭平臺(tái)、引橋、堆場(chǎng)軌道基礎(chǔ)等。碼頭平臺(tái)長(zhǎng)165 m，寬36 m，平臺(tái)通過一座引橋與岸連接，引橋長(zhǎng)度為85.473 m，寬度為12 m。碼頭平臺(tái)和引橋采用高樁梁板結(jié)構(gòu)。

工程可行性研究評(píng)估階段分別采用2個(gè)設(shè)計(jì)方案：

（1）方案1：基樁采用直徑為1 000 mm的PHC管樁，每榀排架布置2對(duì)叉樁及5根直樁，共9根PHC管樁，選擇⑥土層-粉細(xì)砂作為樁尖持力層，排架間距8 m；碼頭平臺(tái)前沿豎向間隔布置SUC1000H標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護(hù)弦（兩鼓一板）及DA-A400H1000L標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護(hù)弦；前邊梁上水平布置DA-A400H1000L標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護(hù)弦。前沿系纜設(shè)施采用 kN系船柱和550 kN系船柱間隔布置。

（2）方案2：與方案1的不同之處在于，基樁采用直徑800 mm的PHC管樁，每榀排架布置3對(duì)叉樁及4根直樁，共10根PHC管樁，選擇④土層-粉細(xì)砂作為樁尖持力層，排架間距6.8 m。

2 工程荷載資料及自然條件

2.1 荷載資料

擴(kuò)建碼頭前沿配備起重量40 t、懸臂長(zhǎng)35 m多用途門座式起重機(jī)2臺(tái)，需行走至相鄰二期工程范圍內(nèi)。遠(yuǎn)期預(yù)留岸橋2臺(tái)（總起重量45 t，外伸距33 m），需行走至相鄰二期工程范圍內(nèi)。碼頭面堆貨荷載按3 t/m2考慮。流動(dòng)機(jī)械荷載考慮25 t平板車和60 t集裝箱拖掛車。

2.2 地質(zhì)情況

根據(jù)中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司2011年12月編制的《泰州港靖江港區(qū)新港作業(yè)區(qū)公用碼頭二期改擴(kuò)建工程巖土工程勘察報(bào)告》（工程可行性研究評(píng)估階段）區(qū)域地質(zhì)資料及鉆探揭示，勘區(qū)覆蓋層主要為人工填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉砂、粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土及黏土、中粗礫。

勘區(qū)地層為第四紀(jì)全新統(tǒng)河流沖積相地層： ①單元人工填土、②單元淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、②-1單元粉質(zhì)黏土、②-2單元粉土，埋藏淺，分布零星或不連續(xù)，層厚不穩(wěn)定，強(qiáng)度較低； ③-1單元粉細(xì)砂、 ③-1粉土土質(zhì)差，埋深不大，強(qiáng)度不高，均不能作為基礎(chǔ)持力層； ④單元粉細(xì)砂一般為中密狀態(tài)，但埋深有限，可作為一般陸地小型建筑物的基礎(chǔ)持力層； ⑤單元粉質(zhì)黏土及黏土、⑤-1單元淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、⑤-2粉土、⑤-3粉細(xì)砂土質(zhì)差，強(qiáng)度不高，一般不推薦作為基礎(chǔ)持力層； ⑥-1單元粉細(xì)砂、⑥-2單元粉土強(qiáng)度一般，且埋深較大，厚度小，分布不均，不宜作為碼頭樁基的基礎(chǔ)持力層； ⑥單元粉細(xì)砂分布較廣泛，層厚較大，強(qiáng)度較高，為水工結(jié)構(gòu)樁基良好持力層。各單元土體巖土設(shè)計(jì)參數(shù)推薦值見表1。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 方案選擇

本工程方案1采用直徑 mm的PHC管樁，選擇⑥土層作為樁尖持力層，該土層層厚較大，強(qiáng)度較高，為水工結(jié)構(gòu)樁基良好持力層，樁基承載力計(jì)算結(jié)果較好。方案2選用直徑800 mm的PHC管樁，鑒于二期碼頭選用的該型號(hào)管樁在施工過程中抗擊打能力較弱，樁頭打裂現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，方案2選擇⑥土層存在困難；加之⑤土層強(qiáng)度不高，樁端阻力僅 kPa，工程可行性研究評(píng)估階段地質(zhì)勘查報(bào)告不推薦其作為樁尖持力層。經(jīng)研究，設(shè)計(jì)最終確定采用方案2，選擇④土層作為樁尖持力層。該土層為中密狀態(tài)，但埋深有限。

碼頭空間模型計(jì)算采用希迪軟件。計(jì)算結(jié)果（見圖1）顯示，碼頭最大計(jì)算樁力達(dá)到 kN，計(jì)算樁基承載力為 kN，靠江側(cè)兩排樁基樁力較大，其余樁基的樁力計(jì)算結(jié)果均能滿足樁基承載力要求。樁尖標(biāo)高距⑤土層頂高程為3.5 m，已達(dá)到規(guī)范規(guī)定的滿足沖剪破壞的最小間距，增加樁長(zhǎng)已無(wú)可能。方案2排架長(zhǎng)度36 m，設(shè)計(jì)3對(duì)叉樁和4根直樁共10根管樁，樁基設(shè)計(jì)已相當(dāng)密集，增加樁數(shù)可能性亦不大。經(jīng)研究，本工程方案2最終選擇將前兩排樁基變更為兩對(duì)雙樁的方案（見圖2）。

3.2 計(jì)算結(jié)果和分析

樁號(hào)由每榀排架從江側(cè)到岸側(cè)依次為1號(hào)～10號(hào)樁。由最大樁力計(jì)算結(jié)果（表2）可以看出，當(dāng)前兩排樁基變更為雙樁后，由于計(jì)算模型中其計(jì)算剛度增加為2倍，承擔(dān)的樁力變大，分別增加了12.5%和20.2%；第三排樁基由于前兩排樁基為其分擔(dān)了樁力，其樁力有大幅度減小，本方案3號(hào)樁減小幅度為 29.10%；后幾排樁基的樁力雖然有不同程度的增減，但其幅度均不大，基本與原樁力持平。變更方案后的樁基樁力計(jì)算結(jié)果滿足樁基承載力的要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)本工程特殊的地質(zhì)條件，采用將平臺(tái)前兩排樁基變更為雙樁的方案，使前兩排樁基分擔(dān)更多的樁力，排架中其他樁基的樁力呈現(xiàn)出不同幅度的增減，最終計(jì)算結(jié)果滿足樁基承載力的要求。本工程的設(shè)計(jì)思路可供相關(guān)工程借鑒。