1、大连某高桩码头桩型的选取方案摘要:本文主要介绍了某高桩码头桩型选取方案,根据分析,该高桩码头采用了大管桩的方案,对今后同类工程的设计和施工有一定的借鉴作用。 关键词:高桩码头;大管桩;钢管桩;PHC 桩 中图分类号: TU74 文献标识码: A 1、工程概况 拟建的工程本工程位于长兴岛葫芦山湾南岸,西中岛石化园区北岸。本项目共建设 5 个泊位。码头结构采用高桩墩式及高桩梁板式结构。 2、自然条件 2.1 水位条件 设计高水位 2.35m 设计低水位 0.23m 极端高水位(重现期:50 年) 3.4m 极端低水位(重现期:50 年) -1.4m 2.2 波浪 本工程位于长兴岛葫芦山湾内,根据数
2、学模型试验研究报告,工程区域控制点最大波高来自 WSW 向浪作用。 50 年一遇 WSW 向浪作用下控制点波高 表 1 极端高水位 设计高水位 H1% H4% H5% H13% Hm T L H1% H4% H5% H13% Hm T L 2.76 2.34 2.26 1.89 1.20 6.6 64 2.68 2.27 2.20 1.84 1.17 6.6 63 设计低水位 极端低水位 H1% H4% H5% H13% Hm T L H1% H4% H5% H13% Hm T L 2.49 2.11 2.04 1.71 1.09 6.6 61 2.45 2.08 2.01 1.69 1.08
3、 6.6 59 2.3 工程地质 2.3.1 地形地貌和地层分布 根据勘察报告,该区域经钻探工作揭露,场地地层自上而下依次描述为: 粉砂(Q4m): 灰黑色,饱和,松散稍密,砂成份为石英、长石,级配较好,较均匀。场地普遍分布,厚度:3.005.60m,平均 4.10m;层底标高:-7.48-4.78m,平均-5.88m;层底埋深:3.005.60m,平均 4.10m。 淤泥质粉质粘土(Q4m): 灰黑色,饱和,流塑软塑。有腥臭味,污手,局部偶含生物贝壳、粉细砂及碎石,含量约占 510%。场区普遍分布,厚度:16.0024.00m,平均 18.74m;层底标高:-28.98-22.68m,平均-
4、24.62m;层底埋深:21.0027.00m,平均 22.84m。 粉质粘土(Q4m): 灰绿色浅黄色,软塑可塑,干强度中等,韧性中等,摇振反应无,切面稍有光泽,手捻有砂感,局部混有砾石,砾石成份主要为石英岩、石英砂岩,呈次圆状,粒径 5.010.0mm,含量约占 10%,场区普遍分布,厚度:7.2014.00m,平均 11.33m;层底标高:-37.38-33.28m,平均-35.95m;层底埋深:31.2035.60m,平均 34.17m。 圆砾(Q4m): 灰白色,饱和,松散稍密,主要由砾石及粉细砂组成,砾石成份主要为中风化石英砂岩、石英岩,呈次棱角状、次圆状,粒径5.0020.00m
5、m,含量约为 60%,场地普遍分布,厚度:1.905.80m,平均 2.96m;层底标高:-39.58-38.28m,平均-38.91m;层底埋深: 36.5037.80m,平均 37.13m。 粘土(Q4apl): 浅黄色,可塑硬塑,干强度中等,韧性中等,摇振反应无,切面有光泽,局部混有砾石,砾石成份主要为石英岩、石英砂岩,呈次圆状,粒径 5.010.0mm,含量约占 10%,局部夹有小型粉质粘土透镜体。场区普遍分布,最大揭露厚度:33.20m。 2.3.2 岩土物理力学性质 各土层桩基参数详见下表: 桩基参数一览表 表 2 岩土层名称 及层号 桩的极限侧阻力标准值 qsiK(kPa) 桩的
6、极限端阻力标准值 qPk(kPa) 打入式预制桩 钢管桩 钻(冲) 孔灌注桩 打入式 预制桩 钢管桩 钻(冲) 孔灌注桩 粉砂 22 20 20 淤泥质粉质粘土 25 22 23 粉质粘土 60 55 58 2500 2600 700 圆砾 90 85 80 7000 7200 2500 粘土 75 70 70 3800 4000 1300 3、码头结构桩基选型方案 3.1 码头结构方案的选择 根据地质资料显示,土层自上而下为:粉砂、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、圆砾、粘土。粉砂层为 3m5m 左右厚,状态为松散稍密;淤泥质粉质粘土厚度为 1624m,状态为流塑状;粉质粘土层厚度为7.214m,状
7、态为软塑状态;圆砾层厚度为 1.55.8m,状态为松散稍密;粘土层层顶高程在-38-40 m 之间,状态为硬可塑-硬塑状态,埋深较深,强度适宜,可作为桩基结构的持力层,本区域基岩面很深,标高在-100m以下,桩基无法到达。 根据以上地质情况的分析,由于该区域覆盖层强度较低且厚度较厚,不宜采用直立式结构。从结构型式对地基的适应性而言,以桩基结构较为适宜。另外,从减少码头立面对波浪反射,码头结构也宜采用有利于减少反射的透空桩基结构。因此,设计考虑了桩基结构方案。结合平面设计,确定码头为高桩墩式及高桩梁板式结构。桩基考虑钢管桩与混凝土桩进行比选。 针对混凝土桩有两种结构型式,即大管桩和 PHC 桩。
8、由于 PHC 桩的抗打性相对较差,施工中容易出现裂缝和断桩;而大管桩的混凝土密实度和粗细骨分布的均匀性好于 PHC 桩,抗打性较好,因此本阶段混凝土桩方案暂考虑采用混凝土密实度好、抗打性高的大管桩方案。 3.2 桩基结构的比选 针对码头桩基结构分别采用大管桩和钢管桩进行了比选,两种结构方案在技术上都是可行的,但其各项经济技术性能则不尽相同。结构方案比较见表 3。 码头结构方案优缺点比较表 表 3 大管桩结构方案 钢管桩结构方案 优点 1、基桩轴向承载力大,抗竖向承载能力强。 2、防腐处理较为简单,耐久性好。 3、造价较低,且使用期桩身一般不需维护。 1、打入硬土层能力强,且接桩、截桩较容易。
9、2、桩身强度大,可采用重锤沉桩,施工速度快。 3、桩基抗弯能力强。 4、桩制作速度快,甚至可以做到现场供桩,对桩长的调整极为有利。缺点 1、基桩的抗弯性能较差。 2、穿透下卧硬土层能力较弱,桩身易开裂。 1、桩身需进行防腐处理。 2、造价较高。 3、使用期需要经常维护,维护费用较高。 本次选择造价较低、轴向承载力大、防腐处理简单的大管桩方案作为推荐方案。 4、结束语 本工程码头桩基采用大管桩的处理方式效果良好、技术可靠、经济合理。为业主创造了良好的经济效益,同时也可为其它类似的项目基础处理方式提供借鉴。 参考文献 1 JTS 167-1-2010 高桩码头设计与施工规范 2 JTS 167-4-2012 港口工程桩基规范 3 JTS 167-6-2011. 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程 4 JTS144-1-2010 港口工程荷载规范