1、沿海码头灌注桩平台搭设施工工艺摘要：近几年来，随着我国沿海经济的不断发展，沿海码头工程项目不断增多，码头引桥岸侧浅水段桩基多采用灌注桩，此处顶层地质多为流塑淤泥，且深度较深，地基承载力小，保证灌注桩平台的稳定尤为重要。本文通过工程实际结合受力计算，简要介绍灌注桩平台搭设施工工艺。 关键词：沿海码头；灌注桩平台搭设；施工工艺 中图分类号： TU473.1+4 文献标识码： A 温州市乐清湾某 5 万吨级散货码头，引桥根部 1#-7#排架桩基采用1100mm 钻孔灌注桩。为顺利进行灌注桩施工，需搭设施工平台，拟建平台结构如下：平台长 69.2m，宽 13.0m，顶面标高为+5.0m，共有 13 个
2、排架，排架间距为 5.5m，每个排架有 7 根桩，同排桩中心间距为 2m，桩基采用 400 钢管，长度 21m，每排架桩上设置一根 250H 型钢作为横梁，横梁上布置 18 根 250H 型钢作为纵梁，平台中间 5m 范围设置 10 根纵梁，顶部铺设 10mm 厚钢板，作为一条行车通道，用于灌注桩钢筋笼及砼的运输。两侧 4m 范围各布置 4 根纵梁，上铺 5cm 厚木板，用于钻机施工平台。五、计算书 1.计算说明 （1）荷载 恒载（每跨） 10mm 厚钢板：0.785KN/m2 250H 型钢纵梁：q1=0.706KN/m 250H 型钢横梁：q2=0.706KN/m 活载：冲击系数取 1.2
3、，假设荷载均匀分布在每个车轮上 4 轮 25 汽车吊吊装时总重 30t，轮距 2m，轴距 4.3m，单个轮压P1=1.2*30/4=9t=90KN。 4 轮满载 8 方砼橄榄车总重 35T,轮距 1.9m，轴距 4m, 单个轮压P2=1.2*35/4=10.5t=105KN。 。 冲孔钻机重 8T,设 2 根轨道，单轨压力 P3=1.2*80/2=48KN。 回旋钻机及导管重 16T,单轨压力 P4=1.2*160/2=96KN。 （2）主要材料参数 Q235 钢材力学参数: 弯曲应力w=1.45105KN/m2 剪应力=0.85105KN/m2 轴向应力=1.40105KN/m2 弹性模量
4、E=2.1108 KN/m2 250H 型钢截面特性（高宽 250mm，翼板厚 t=14mm，肋板厚 tw=9mm） 截面面积 A=90.0cm2 惯性矩 I=10578.8cm4 抵抗系数 W=846.3cm3 面积矩（静矩）Sx=468.4cm3 每米重量 M=70.6Kg/m 4008mm 钢管，壁厚按 =7mm 进行计算，其钢管截面特性如下： 截面面积 A1=86.425cm2 惯性矩 I1=16690.653cm4 抵抗系数 W1=1669.065cm3 截面回旋半径 ix=13.896cm 每米重量 M1=67.844Kg/m 2.荷载计算 （1）纵梁荷载验算 单跨纵梁布置如下图
5、根据工程情况，纵梁最大承载为满载 8 方橄榄车荷载。分析认为，橄榄车最不利位置布置情况有如上图 1#和 2#两种情况，取轮胎中线两侧1m 宽度范围进行受力分析，假设每个轮胎的压力都由 2 根 250H 型钢承载。纵梁所受均布荷载 q=1m 范围钢板自重+2 根纵梁自重=0.785+20.706=2.2KN/m，集中荷载为汽车轮压 P=105KN。本施工平台计算按简支梁计算，下面分别进行计算： 1.橄榄车轮胎在 1#位置，受力简图如下： 最大弯矩 Mmax=Pa+ql2/8=1050.75+2.230.25/8=87.1KN.M 最大剪力 Vmax=P+ql/2=105+2.25.5/2=111
6、.1KN 截面应力 弯应力 =M/w=87.1/（20.84610-3）=51.5103=51.5MPa 145MPa 剪应力 =VSx/Itw=111.14.6810-4/(1.0610-40.009)=54.5MPa 85MPa 挠度 f=PaL2（3-4a2）/2*24EI+5ql4/(2*384EI) =1050.755.520.75/2242.11081.0610-4)+52.2*5.54/(2384*2.11081.0610-4) =0.2cm L/200=2.25cm。 满足要求。 2.吊车轮胎在 2#位置，受力简图如下： 最大剪力 Qmax=P/2+ql/2=105/2+2.2
7、5.5/2=58.6KN 最大弯矩 Mmax=PL/4+ql2/8=1055.5/4+2.230.25/8=152.7KN.M 截面应力 弯应力 =M/w=152.7/（20.84610-3）=90.2103=90.2MPa 145MPa 剪应力 =VSx/Itw=58.64.6810-4/(1.0610-40.009)=28.7MPa 85MPa 挠度 f=PL3/2*48EI+5ql4/(2*384EI) =152.75.53/2482.11081.0610-4)+52.2*5.54/(2384*2.11081.0610-4) =1.2cm L/200=2.25cm 所以纵梁能满足要求。
8、（2）横梁荷载验算 每排横梁有 7 根桩基，形成 6 跨，每跨跨度为 2m，取其中一跨进行受力计算，假设轮压作用点在横梁跨中位置，横梁所受均布荷载 q=横梁自重+1m 宽钢板自重+2 根纵梁自重=0.706+0.7855.5+0.70625.5=12.8KN/m，集中荷载 P=轮压=105KN 横梁受力简图如下图： 计算横梁所受力： 最大剪力 Qmax=P/2+ql/2=105/2+12.82/2=65.3KN 最大弯矩 Mmax=PL/4+ql2/8=1052/4+12.84/8=58.9KN.M 截面应力 弯应力 =M/w=58.9/（0.84610-3）=69.6103=69.6MPa
9、145MPa 剪应力 =VSx/Itw=65.34.6810-4/(1.0610-40.009)=32.0MPa 85MPa 挠度 f=PL3/48EI+5ql4/(384EI) =10523/482.11081.0610-4)+ 512.8*24/(384*2.11081.0610-4) =0.1cm L/200=3cm 所以横梁能满足要求 （3）桩基极限承载力计算 桩基承载力为钢桩本体极限承载力、钢桩失稳承载力和钢桩支撑地面极限承载力三者中的最小者。以下分别对三者进行计算： 1.单根 400，=7mm 钢管截面承受的允许压力N N=A=86.42510-4140103=1210KN 2.由
10、于钢管桩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核 该处钢管做大自由长度为 L=8m。 钢管细长比为 =L/ix=800/13.896=57.5150,无需验算压弯失稳。（参见钢结构设计规范424 页） 3.淤泥段钢管插入淤泥 13m，根据港口工程桩基规范 （JTJ_254-98）第 8-12 页规定，单桩垂直极限承载力按下式计算： Qd=（Uqfili+qrA）/r=（3.140.41413+00.0086）/1.45=157.6KN Qd单桩极限承载力设计值 r单桩垂直承载力分项系数。r 取 1.45，当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，r 可取 1.55； U桩身截面周长 qfi单桩第
11、 i 层土的极限侧摩阻力标准值(kPa)。如无当地经验时，对预制混凝土挤土桩可按表 4.2.4-1 采用，本工程取 14。 li桩身穿过第 i 层土的长度（m） ； qr单桩极限桩端阻力标准值（kPa） 。如无当地经验值时，对预制混凝土挤土桩可按表 4.2.4-2 采用。 A桩身截面面积（） 。 故单根钢管允许承载力P= 157.6KN,所以后续验算钢管的竖向荷载必须小于 157.6KN， （4）桩承载力计算 每排桩所需承受最大荷载为：满载橄榄车重+钻孔桩机重+纵梁自重+横梁自重=1.2（350+160）+0.7065.518+0.70613=691KN157.67=1103KN，桩基承载力满足要求，本设计可行。 参考文献： 钢结构设计规范 （GB 500017-2003） 港口工程桩基规范JTS167-4-2012
