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《世界地質(zhì)》2018年第2期

摘要：本文結(jié)合兩個(gè)工程實(shí)例，敘述了重力式碼頭擴(kuò)建時(shí)由于地質(zhì)變化較大，擴(kuò)建結(jié)構(gòu)采用高樁碼頭，銜接段由于存在較厚拋石層，相鄰高樁碼頭的基樁沉樁存在較大困難。而采用合理的鋼樁尖型式，施工可以順利穿透拋石層，保證結(jié)構(gòu)安全，并相應(yīng)節(jié)省投資及縮短工期，可為今后類似的工程設(shè)計(jì)或施工提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼樁尖；高樁碼頭；拋石層

0引言

重力式結(jié)構(gòu)和高樁結(jié)構(gòu)是碼頭工程中兩種常見的結(jié)構(gòu)型式。重力式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于中粗砂、粘土、砂質(zhì)粘性土等較好地質(zhì)中，高樁結(jié)構(gòu)在淤泥、軟粘土等軟弱地質(zhì)中應(yīng)用廣泛。而在地質(zhì)情況變化較大地區(qū)或特殊的使命要求下，兩種結(jié)構(gòu)可能同時(shí)采用。高樁碼頭的基樁一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁及鋼管樁等類型。鋼樁尖一般指預(yù)應(yīng)力管樁或預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的樁尖，焊接在樁基的前端，帶樁身進(jìn)入土層，以免造成樁頭破壞及樁身傾斜，起引導(dǎo)和封堵作用。鋼樁尖常用型式包括十字型、四棱錐型、六棱錐型、H鋼型、圓筒型等。圖1為幾種典型鋼樁尖型式。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹鋼樁尖在重力式結(jié)構(gòu)和高樁結(jié)構(gòu)連接處拋石層地質(zhì)中的應(yīng)用，并作為相似地質(zhì)情況下應(yīng)用鋼樁尖的參考。

1工程實(shí)例一

1.1工程概況

某碼頭工程位于湛江市開發(fā)區(qū)海濱東二路15號(hào)，即湛江渡口西岸碼頭北側(cè)。碼頭總長(zhǎng)度241.2m，分為滾裝登陸碼頭和裝卸碼頭，兩碼頭相接，裝卸碼頭為后建部分。滾裝登陸碼頭采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)，沉箱基礎(chǔ)采用拋石基礎(chǔ)，拋石頂標(biāo)高-5.0m（當(dāng)?shù)乩碚摶鶞?zhǔn)面，下同），長(zhǎng)55m；裝卸碼頭采用高樁（Ф600預(yù)應(yīng)力混凝土方樁）梁板結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)底標(biāo)高-8.0m，長(zhǎng)186.2m，寬20m，碼頭后方設(shè)承臺(tái)，后方承臺(tái)采用連片式，寬度12.95m。后方承臺(tái)與護(hù)岸采用簡(jiǎn)支板連接。

1.2地質(zhì)情況

該工程區(qū)域土的類型以中軟土為主，場(chǎng)地類別為三類。揭露的地層為第四系全新統(tǒng)海積層（Q4m）和第四系下更新統(tǒng)湛江組海陸交互沉積層（Q1zmc），按土層的地質(zhì)年代、成因類型及工程性質(zhì)自上而下分為7層組（其中③、⑦層均分為3個(gè)亞層、④層分為2個(gè)亞層）。①層為淤泥、淤泥質(zhì)土，厚度較大，②層中粗層為可液化土層，其余中粗砂層為不液化土層。工程區(qū)域內(nèi)不存在滑坡、崩塌、沉陷等地震穩(wěn)定性問(wèn)題。

1.3施工情況

根據(jù)使用要求，滾裝登陸碼頭竣工驗(yàn)收后進(jìn)行裝卸碼頭施工。由于工程區(qū)域內(nèi)淤泥層較厚，滾裝碼頭拋石基床開挖至中粗砂層，約-7.0m，拋石頂標(biāo)高-5.0～-2.5m。相鄰裝卸碼頭設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-8.0m，滾裝碼頭和登陸碼頭相接部位沉樁區(qū)域存在約2.0～5.5m厚拋石層。登陸碼頭的后方承臺(tái)方樁（共四根）距登陸碼頭側(cè)邊約3.8m，沉樁穿透拋石層存在較大困難，且沉樁產(chǎn)生的振動(dòng)將影響原碼頭結(jié)構(gòu)安全。針對(duì)這一困難，設(shè)計(jì)采用混凝土方樁前端焊接長(zhǎng)1.5mH型鋼樁尖以增強(qiáng)預(yù)制樁的穿透力。方案設(shè)計(jì)中曾考慮采用沖孔灌注樁方案進(jìn)行比較，但該方案雖然解決了拋石層的穿透問(wèn)題，但存在投資高，工期長(zhǎng)以及沖孔產(chǎn)生振動(dòng)影響等缺點(diǎn)。此類型基樁于2012年7月份完工，并進(jìn)行觀測(cè)及低應(yīng)變檢測(cè)，各樁情況見表1。從施工情況來(lái)看，采用預(yù)應(yīng)力混凝土方樁加H型鋼樁尖穿透塊石層技術(shù)上是可行的，并通過(guò)對(duì)滾裝碼頭監(jiān)測(cè)顯示，原碼頭的結(jié)構(gòu)基本無(wú)位移沉降影響，對(duì)比灌注樁方案大大節(jié)省工程投資且縮短工期，但應(yīng)注意塊石層厚度過(guò)大會(huì)引起沉樁偏位，建議厚度不宜超過(guò)5.0m。

2工程實(shí)例二

2.1工程概況

某碼頭位于江門新會(huì)區(qū)的崖門水道古井河段左岸外側(cè)江邊，新會(huì)市古井鎮(zhèn)牛怙（hù）嶺西側(cè)，距崖門水道與虎跳門水道的交匯處約10km。建設(shè)規(guī)模為碼頭長(zhǎng)300m，寬12m；引橋長(zhǎng)157.87m，寬8m；護(hù)岸長(zhǎng)約769.8m。碼頭采用φ800PHC管樁，原設(shè)計(jì)鋼樁尖采用十字型鋼樁尖，持力層為全風(fēng)化花崗巖。

2.2地質(zhì)情況

在鉆孔深度范圍內(nèi)，共分為三大地層單元，即第四系河流沖積層（Q4al）、花崗巖殘積土（Q1el）、燕山期花崗巖；四個(gè)主層位，四個(gè)亞層。

2.3施工情況

混凝土管樁強(qiáng)度等級(jí)C80，共180根。由于工程區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，且存在較厚風(fēng)化巖層，針對(duì)這種地質(zhì)條件管樁前端一般焊接長(zhǎng)700mm十字型鋼樁尖以增加穿透能力。由于新建碼頭北側(cè)為原沉箱重力式碼頭，兩碼頭建成后將順接起來(lái)，而原沉箱外側(cè)7m范圍內(nèi)存在2.3m～5.6m厚拋石層。靠近原碼頭的3根管樁距原沉箱4.6m，若按原有樁尖方案施工穿透拋石層過(guò)程中可能產(chǎn)生較大振動(dòng)，影響原沉箱結(jié)構(gòu)的安全。設(shè)計(jì)時(shí)將該區(qū)域的管樁樁尖由原十字型鋼樁尖改成長(zhǎng)1.0m圓筒型鋼樁尖，增大管樁的穿透力，且能有效減輕基礎(chǔ)振動(dòng)。2014年4月樁基施工完成后，對(duì)其進(jìn)行低應(yīng)變和高應(yīng)變檢測(cè)。從施工情況來(lái)看，管樁穿透拋石層厚約3.2～5.6m，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

3結(jié)語(yǔ)

重力式碼頭改擴(kuò)建時(shí)，由于地質(zhì)情況變化或特殊功能要求，改擴(kuò)建碼頭采用高樁碼頭，兩種碼頭結(jié)構(gòu)相接處往往存在較厚的拋石層，或者在原有拋石岸坡基礎(chǔ)上建設(shè)樁基結(jié)構(gòu)建筑物，常規(guī)的樁身結(jié)構(gòu)存在穿透困難或投資較高。而選取合理的鋼樁尖型式，可順利完成一定拋石層厚度（一般不大于5.0m）的樁基施工，保證結(jié)構(gòu)安全，節(jié)省工期，并可相應(yīng)減少工程投資，為類似工程設(shè)計(jì)和施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTS167-2-2009，重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[2]JTS167-1-2010，高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[3]JTS-4-2012，港口工程樁基規(guī)范[S].

[4]《粵西某碼頭工程施工圖》及施工沉樁記錄（2012年7月）.

[5]《1809工程施工圖》及施工沉樁記錄（2014年4月）.

作者：羅楚遙 單位：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院