鄧安兵 DENG An-bing；楊珠女 YANG Zhu-nv

（中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司廣州分公司，廣州 510330）

0 引言

近年，游艇產(chǎn)業(yè)作為新興和朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)越來越得到關(guān)注及重視，游艇項(xiàng)目也逐漸由高端旅游消費(fèi)走向大眾消費(fèi)，從而為許多城市發(fā)展新型服務(wù)性產(chǎn)業(yè)帶來一定契機(jī)，其配套的游艇碼頭建設(shè)也將有助于我國(guó)游艇旅游業(yè)的快速發(fā)展。一般游艇碼頭為浮式結(jié)構(gòu)，浮橋通過定位樁進(jìn)行錨定，錨定樁的合理選型影響到碼頭結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)適用性、美觀性等，因此在進(jìn)行樁基選取時(shí)要重點(diǎn)分析研究。本文以珠海某游艇碼頭為例，基于港內(nèi)自然條件、技術(shù)條件、景觀效果等原因，并在考慮節(jié)省投資的情況下，主要采用了變截面形式鋼管樁，針對(duì)部分區(qū)域復(fù)雜地質(zhì)條件下設(shè)計(jì)了組合樁，并進(jìn)行相應(yīng)的價(jià)格分析，以期為類似情況項(xiàng)目提供參考。

1 項(xiàng)目概況

該工程位于廣東省珠海市，共建設(shè)游艇泊位120個(gè)。根據(jù)工程所在區(qū)域的自然條件，碼頭泊位采用梳形的布置形式，主浮橋?qū)挾热?～4m，支浮橋?qū)挾热?.5～2.0m。游艇碼頭采用鋼筋混凝土浮箱結(jié)構(gòu)，浮橋通過鋼管樁、組合樁（上部鋼管樁+下部灌注嵌巖樁）進(jìn)行固定，碼頭區(qū)域共布置定位樁207根。

2 工程設(shè)計(jì)條件

2.1 設(shè)計(jì)水位

本工程設(shè)計(jì)水位按當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵嫫鹚?，設(shè)計(jì)高水位為2.6m，設(shè)計(jì)低水位為0.2m，極端高水位為3.7m，極端低水位為-0.5m。

2.2 工程地質(zhì)

據(jù)地勘報(bào)告揭示，本工程港內(nèi)地質(zhì)自上而下為含淤泥中砂、淤泥、粗砂、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖。在場(chǎng)地東南側(cè)舊碼頭、防浪堤附近分布有較厚填石，粒徑5～40cm，最大可達(dá)100cm，該層系新近堆填而成，結(jié)構(gòu)呈松散狀態(tài)。根據(jù)地形測(cè)量圖，港池底高程在-4.0～-9.0m。

2.3 設(shè)計(jì)波要素

該游艇碼頭位于現(xiàn)有防波堤掩護(hù)的水域內(nèi)，結(jié)合碼頭平面布置情況，在工程水域范圍內(nèi)布置了波浪觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行了波浪數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)研究。據(jù)數(shù)模分析結(jié)果，碼頭主要受來自E向和NNE向浪影響，截取了碼頭水域最大波高位置及波要素統(tǒng)計(jì)值，見表1。

表1 游艇碼頭水域最大波高對(duì)應(yīng)位置及波要素統(tǒng)計(jì)值

根據(jù)各點(diǎn)波要素統(tǒng)計(jì)，在ESE、SE、N、NE、ENE向浪作用時(shí)，港內(nèi)水域均可滿足泊穩(wěn)條件；在E、NNE向浪作用時(shí)，2年一遇設(shè)計(jì)高水位下H1%波高均可滿足泊穩(wěn)條件，50年一遇波浪極端高水位、設(shè)計(jì)高水位下H1%波高部分特征點(diǎn)不滿足《游艇碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》最大橫浪0.5m波高要求。為使用安全，需對(duì)現(xiàn)狀港池防波堤進(jìn)行優(yōu)化改造，以降低港池水域50年一遇最大H1%波高至0.5m以下?，F(xiàn)狀條件下本項(xiàng)目游艇在港就地防臺(tái)等級(jí)為9級(jí)風(fēng)（對(duì)應(yīng)波高≤0.5m）。當(dāng)本項(xiàng)目港內(nèi)最大波高＞0.5m時(shí)（對(duì)應(yīng)風(fēng)速為九級(jí)風(fēng)V≧22m/s），所有游艇需離港或上岸避風(fēng)。待后期改善港內(nèi)水域泊穩(wěn)條件后（50年一遇極端高水位H1%波高≤0.5m），50m長(zhǎng)游艇在港就地防臺(tái)等級(jí)仍為9級(jí)風(fēng)，30m長(zhǎng)及以下游艇在港就地防臺(tái)等級(jí)為12級(jí)風(fēng)。

2.4 設(shè)計(jì)荷載

浮碼頭人行荷載q=3kN/m2；波浪荷載H1%波高=0.5m；風(fēng)荷載按重現(xiàn)期50年一遇、12級(jí)風(fēng)速37m/s計(jì)算；18m及以下游艇按18m游艇船舶荷載考慮，21～30m游艇按30m游艇船舶荷載考慮，50m游艇按50m游艇船舶荷載考慮。

3 定位樁設(shè)計(jì)

3.1 定位樁方案

本項(xiàng)目游艇碼頭區(qū)域共布有207根定位樁，考慮節(jié)省工程投資，并結(jié)合現(xiàn)狀地質(zhì)情況、自然條件特點(diǎn)及停泊船型設(shè)計(jì)了5種樁型。

30m長(zhǎng)及以下游艇泊位采用Φ700mm鋼管樁（A型樁）或Φ600mm鋼管樁（B型樁）進(jìn)行定位，定位樁以強(qiáng)風(fēng)化巖層作為持力層；結(jié)合地勘資料和計(jì)算分析，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化巖面較高、以上覆蓋層地質(zhì)較差的定位樁采用下部Φ800mm+上部Φ600mm變截面鋼管樁（C型樁，變截面分界處高程為-4.0m）；風(fēng)化巖面較高、上部有較厚拋石的區(qū)域，定位樁采用下部Φ1200mm灌注嵌巖+上部Φ600mm鋼管組合樁（D型樁，灌注樁頂高程為-5.0m），上部鋼管樁嵌入灌注樁深度為3m，下部灌注樁底段嵌入中風(fēng)化層不小于2倍樁徑（即2.4m）；對(duì)于50m長(zhǎng)游艇泊位，設(shè)計(jì)采用兩組Φ1000mm鋼管混凝土樁簇（E型樁）作為靠船設(shè)施，每組樁簇由兩根斜樁及一根直樁組成，樁之間通過φ426鋼管聯(lián)系桿件連接，樁簇以強(qiáng)風(fēng)化巖層作為持力層，其中直樁端部需采用Φ900mm芯柱嵌巖6m。

各類型鋼管樁壁厚均為18mm（局部加厚至24mm），鋼管樁內(nèi)均需灌注C25樁芯素砼至樁頂。定位樁結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1 A、B、C、D型樁結(jié)構(gòu)圖

圖2 E型樁結(jié)構(gòu)圖

3.2 定位樁防腐設(shè)計(jì)要求

鋼管樁防腐涂層采用HZF-101海工專用無溶劑型環(huán)氧重防腐涂料，浪濺區(qū)及水位變動(dòng)區(qū)段刮涂3道，涂層的厚度大于1500um，水下區(qū)段刮涂2道，涂層厚度大于1000um。鋼管樁預(yù)留腐蝕厚度為6mm，鋼管樁防腐涂層設(shè)計(jì)使用年限為20年。

3.3 定位樁沉樁技術(shù)要求

沉樁應(yīng)以貫入度為主，標(biāo)高控制為輔，最小入土深度要求：A、B型樁需以強(qiáng)風(fēng)化巖作為持力層，樁端需進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖不少于1m，且樁端入土深度至少為20m；C型樁樁端需進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖不少于1m，且樁端入土深度至少為15m；D型樁以中風(fēng)化層為持力層，嵌入中風(fēng)化層不小于2倍樁徑（即2.4m）；E型樁簇以強(qiáng)風(fēng)化巖作為持力層、且樁端需進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖不少于1m。

4 定位樁施工造價(jià)分析

4.1 施工工序

基于現(xiàn)場(chǎng)情況，鋼管樁等材料需通過駁船拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)、船機(jī)水上施工。

①A型樁（Φ700mm鋼管樁）、B型樁（Φ600mm鋼管樁）、C型樁（下部Φ800mm+上部Φ600mm變截面鋼管樁）均采用打樁船進(jìn)行沉樁作業(yè)。主要工序?yàn)椋捍驑洞?、運(yùn)樁船就位→吊掛鋼管樁至打樁船導(dǎo)向架、確定樁位→鋼管樁沉樁→澆筑樁芯C25素砼至樁頂。

②D型樁（下部Φ1200mm灌注嵌巖+上部Φ600mm鋼管組合樁），下部灌注樁成孔采用沖孔方式。主要工序?yàn)椋捍钤O(shè)水上施工鋼平臺(tái)→埋設(shè)鋼護(hù)筒（護(hù)筒頂高程需高出施工水位0.5m）→灌注樁成孔→下放灌注樁鋼筋籠→灌注樁水下C30混凝土澆筑（澆筑標(biāo)高控制在-5.0m）→吊放上部Φ600mm鋼管樁進(jìn)行固定→切割、吊移-5.0m以上鋼護(hù)筒→澆筑上部鋼管樁樁芯C25素砼至樁頂。

③E型樁（Φ1000mm鋼管混凝土樁簇），每組樁簇由2根斜樁及1根直樁組成。直樁主要工序?yàn)椋捍驑洞?、運(yùn)樁船就位→吊掛鋼管樁至打樁船導(dǎo)向架、確定樁位→鋼管樁沉樁→搭設(shè)水上施工平臺(tái)→鋼管樁內(nèi)進(jìn)行嵌巖鉆孔→下放嵌巖段鋼筋籠→嵌巖段水下C30混凝土澆筑（澆筑標(biāo)高控制在-28.0m~-31.0m）→-28.0m~樁頂澆筑樁芯C25素砼→焊接樁間聯(lián)系桿；斜樁主要工序?yàn)椋捍驑洞?、運(yùn)樁船就位→吊掛鋼管樁至打樁船導(dǎo)向架、確定樁位→鋼管樁沉樁→澆筑鋼管樁樁芯C25素砼至樁頂→焊接樁間聯(lián)系桿。

4.2 造價(jià)分析

預(yù)算執(zhí)行交通部水運(yùn)建設(shè)工程概預(yù)算編制規(guī)定及系列配套定額（2019版），基于施工方案及工序，各類型樁主要套取海港水工定額情況如下：

①A型樁（Φ700mm鋼管樁）：該型樁平均樁長(zhǎng)為37.06m，沉樁選用定額子目（20275）；鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779）；鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

②B型樁（Φ600mm鋼管樁）：該型樁平均樁長(zhǎng)為35.3m，沉樁選用定額子目（20266）；鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779）；鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

③C型樁（下部Φ800mm+上部Φ600mm變截面鋼管樁）：該型樁平均樁長(zhǎng)為31.82m，沉樁選用定額子目（20272）；鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779）；鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

④D型樁（下部Φ1200mm灌注嵌巖+上部Φ600mm鋼管組合樁）：下部灌注樁施工平臺(tái)、埋設(shè)護(hù)筒、成孔、鋼筋籠、灌注混凝土分別選用定額子目為（20793、20790、20595、20592、20596、20783、20778）；上部鋼管樁沉放選用定額子目（20254）；上部鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779），鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

⑤E型直樁（Φ1000mm鋼管混凝土樁簇）：鋼管樁沉樁選用定額子目（20284）；嵌巖段施工平臺(tái)、成孔、鋼筋籠、灌注砼分別選用定額子目（20793、20670、20673、20783、20779）；-28.0m以上鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779）；鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

⑥E型斜樁（Φ1000mm鋼管混凝土樁簇）：鋼管樁沉樁選用定額子目（20284），需進(jìn)行斜樁系數(shù)換算；鋼管樁樁芯素砼選用定額子目（20779）；鋼管樁本體費(fèi)為詢價(jià)（含防腐）；

綜上，各類型樁單樁費(fèi)用及綜合延米費(fèi)用見表2。

表2 各類型定位樁費(fèi)用表

5 結(jié)語

在自然條件、地質(zhì)變化以及施工條件等復(fù)雜情況下，通過對(duì)比分析各樁型施工成本，有針對(duì)性根據(jù)各船型泊位要求分別提出了其適應(yīng)樁型，在充分保證結(jié)構(gòu)安全前提下，提出變截面形式鋼管樁、鋼管+灌注組合樁等形式有效地節(jié)省了工程造價(jià)，碼頭整體起到較好的美觀效果。目前項(xiàng)目正在施工中，據(jù)已施工完成的定位樁入土深度分析，部分C型樁實(shí)際入土深度可達(dá)20m以上，經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核，相鄰樁位的C型樁可考慮變更為A型樁，以求加快工期。