陳立文

摘 要：本文對某碼頭的護(hù)岸提出了四個設(shè)計方案，并從設(shè)計計算、工程造價及施工工藝等方面進(jìn)行了對比分析，得出了最優(yōu)方案。

關(guān)鍵詞：振沖碎石樁 水泥攪拌樁 板樁

在內(nèi)河軟土地區(qū)修建大噸位高樁碼頭時，為滿足通航要求，一般不允許碼頭前沿線凸出岸邊較多，從而導(dǎo)致護(hù)岸坡度較陡，容易產(chǎn)生滑坡事故。對于這種情況，一般有兩種做法：一是對護(hù)岸的軟土進(jìn)行地基處理；二是采用擋土結(jié)構(gòu)對護(hù)岸進(jìn)行支護(hù)。具體采用哪種方案需經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)對比分析后決定。

1.項目概況

江門市新會良發(fā)貿(mào)易倉儲有限公司碼頭工程位于銀洲湖北端，擬建設(shè)一個10000DWT散貨泊位，設(shè)計年吞吐量90萬噸。碼頭長190m，寬26m，碼頭面高程3.4m，前沿底高程-10.5m。護(hù)岸沿碼頭后沿布置，總長210m。

2.地質(zhì)條件

碼頭護(hù)岸處的表層土為淤泥，灰黑色、流塑、飽和狀，厚約23m；第二層土為中密～密實的礫砂，厚度為1.90～7.30m；以下土質(zhì)均較好。淤泥為本工程的主要軟土，其物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

3.護(hù)岸設(shè)計方案

由于護(hù)岸處淤泥層較厚、抗剪強度較低，且前、后沿高差較大，必需采取一定措施加固或支擋護(hù)岸，否則容易在碼頭施工和運營期產(chǎn)生滑坡事故。

3. 1地基處理方案

港口工程中的地基處理方法較多，對于該工程而言復(fù)合地基法比較適合。設(shè)計中采用了兩種復(fù)合地基方法進(jìn)行對比，分述如下。

3.1.1方案一——振沖碎石樁方案

該方案護(hù)岸采用斜坡拋石+漿砌塊石擋土墻結(jié)構(gòu)，并對護(hù)岸下的淤泥進(jìn)行地基處理。護(hù)岸前沿開挖底高程為-13.0m，然后以1：3.5的坡度向上放坡至-4.2m，再以1：2的坡度開挖至坡頂。在開挖面上設(shè)置0.6m厚的混合倒濾層和0.6m厚的二片石墊層，然后鋪設(shè)60～100kg的塊石作為護(hù)面，護(hù)面坡度為1：2.5。護(hù)腳棱體采用60～100kg塊石，頂寬2.5m，厚3m。擋土墻采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)，墻高4m，底寬3m。

地基處理采用振沖碎石樁法，樁體直徑為1.1m，樁間距為1.4m，按等邊三角形布置。處理范圍沿碼頭長度方向為210m，沿寬度方向為43.5m，沿深度方向應(yīng)進(jìn)入砂層不少于0.5m。樁體碎石粒徑為40～150mm，對于碼頭斜樁處的碎石樁采用粒徑較小的石屑作為填料，該方案設(shè)計斷面見圖1。

3.1.2方案二——水泥攪拌樁法

該方案護(hù)岸的護(hù)坡結(jié)構(gòu)與方案一相同，僅地基處理方式采用水泥攪拌樁法。樁體直徑為0.6m，樁間距為1.5m，按等邊三角形布置。處理范圍沿碼頭長度方向為210m，沿寬度方向為30m，沿深度方向應(yīng)進(jìn)入砂層不少于0.5m。該方案設(shè)計斷面見圖2。

3.2支擋方案

適用于港口工程護(hù)岸的支擋結(jié)構(gòu)主要有擋土墻和板樁等結(jié)構(gòu)，由于該工程軟土層較厚，超出了擋土墻的使用范圍，因此考慮采用板樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行支擋。由于陸域后方場地狹窄，無法設(shè)置錨碇結(jié)構(gòu)，采用支撐樁代替錨碇結(jié)構(gòu)來承受水平力。設(shè)計中考慮了兩種支擋結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了對比，分述如下。3.2.1方案三——斜撐板樁方案

該方案支擋結(jié)構(gòu)上部采用C40鋼筋混凝土承臺，邊長為3m，承臺下設(shè)置2排樁基。前排樁為支撐樁，采用直徑0.8m的PHC斜樁，間距為3m，傾向河側(cè)，斜率為3：1，樁底進(jìn)入強風(fēng)化巖3m；后排樁為擋土板樁，采用直徑1m的灌注樁，間距為1.1m，樁底進(jìn)入強風(fēng)化巖3m，灌注樁之間采用直徑0.6m的高壓旋噴樁堵縫。支擋結(jié)構(gòu)前的岸坡采用1：5的坡度開挖，然后回填0.6m厚混合倒濾層和0.6m厚二片石墊層，最后拋填1m厚60～100kg塊石進(jìn)行護(hù)面，并采用60～100kg塊石棱體護(hù)腳。該方案設(shè)計斷面見圖3。

3.2.2剛加板樁方案

該方案支擋結(jié)構(gòu)上部采用C40鋼筋混凝土承臺，寬7m，厚1.5m，承臺下設(shè)置2排樁基。前排樁為支撐樁，采用直徑1.0m的灌注樁，間距為3m，樁底進(jìn)入強風(fēng)化巖3m；后排樁為擋土板樁，采用直徑1m的灌注樁，間距為1.1m，樁底進(jìn)入強風(fēng)化巖3m，后排灌注樁之間采用直徑0.6m的高壓旋噴樁堵縫。支擋結(jié)構(gòu)前的護(hù)坡與方案三相同。該方案設(shè)計斷面見圖4。

4.計算

4. 1地基處理方案計算

方案一與方案二采用《港口工程地基規(guī)范》中推薦的復(fù)合滑動面法計算護(hù)岸的整體穩(wěn)定。計算軟件為MIDAS的soilworks模塊，土層抗剪強度參數(shù)采用固結(jié)快剪指標(biāo)，水泥攪拌樁的抗剪強度參數(shù)取試樁檢測結(jié)果（C=150kPa，φ=25°）。計算水位取極端低水位，后方荷載為20kPa。碎石樁方案的抗滑穩(wěn)定系數(shù)為1.3268，水泥攪拌樁方案的抗滑穩(wěn)定系數(shù)為1.3323。

4.2支擋方案計算

方案三與方案四采用MIDAS的civil模塊計算，計算條件與方案一、二相同，計算結(jié)果見表2和表3。

5.方案比選

5. 1從計算角度

（1）計算理論

從計算理論上講，方案一與方案二的圓弧滑動條分法理論相對簡單、成熟；而方案三與方案四的計算涉及到樁土接觸問題，相對較復(fù)雜，處理不當(dāng)容易產(chǎn)生較大誤差。

（2）計算結(jié)果

從計算結(jié)果可以看出，方案一和方案二的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足《港口工程地基規(guī)范》的要求，并有少量富余。方案三的前樁軸力，以及方案三、四的后樁彎矩均較大，但采用相應(yīng)設(shè)計措施后均能滿足承載力要求；但是兩方案的水平位移均較大，不利于支擋結(jié)構(gòu)的正常使用。

因此從計算角度考慮，方案一與方案二要優(yōu)于方案三與方案四。

5.2從造價角度

四個設(shè)計方案的概算見表4，可見方案一與方案二的造價明顯低于方案三與方案四。

5.3從施工角度

（1）對碼頭樁基的影響

方案一雖然在整片碼頭結(jié)構(gòu)下均有碎石樁，但在碼頭排架處采用粒徑較小的石屑作為換填料，地基處理后對碼頭樁基施工的影響不大；方案二雖然處理范圍較小，且樁間距較大，但由于水泥土凝結(jié)后強度較大，地基處理后對碼頭樁基的施工有一定的影響；方案三與方案四與碼頭樁基無交叉，支擋結(jié)構(gòu)施工后不會影響碼頭樁基的施工。

（2）從施工工藝角度

方案三與方案四均為常規(guī)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工工藝較成熟；而方案一與方案二為復(fù)合地基，施工工藝相對較復(fù)雜，且施工質(zhì)量與眾多因素有關(guān)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制方能達(dá)到較好的效果。

5.4推薦方案

通過以上比選可知，地基處理方案更適用于該護(hù)岸?？紤]到碎石樁的剛度比水泥攪拌樁的剛度小，更適宜于邊坡的整體抗滑；且造價較低，對碼頭樁基施工的影響較??；同時，擬建護(hù)岸上游的天馬港二期工程的護(hù)岸也是采用振沖碎石樁方案并取得成功，因此最終確定該護(hù)岸采用振沖碎石方案。

6.結(jié)語

影響護(hù)岸地基處理方案的因素較多，應(yīng)綜合各方面的考慮方能取得較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。振沖碎石樁法是一種較好的護(hù)岸地基處理方法，合理的應(yīng)用可以為港口建設(shè)節(jié)省大量的投資。