双排格构式地下连续墙码头结构设计思路探讨

洪 伟

（淮安市水利勘测设计研究院有限公司 江苏淮安 223005）

1 概述

淮安港楚州港区建华管桩散杂货码头工程（以下简称本码头）含500吨级泊位6个，码头岸线长540m，其中码头泊位长度378m，待泊区长度 162m，工程位于苏北灌溉总渠右(南)岸宁连路大桥下游5840米至7040米处，长1200米的临港工业岸线的范围内，码头前沿至大堤内堤肩距仅为15m，码头港池底高程为5.13m，大堤堤顶高程为 14.03m。码头前沿线平行于航道中心线，距航道中心线距离为 110m，距航道边线为75m，形成为顺岸式布置。本工程由于码头建设空间狭窄而采用双排地下连续墙格构式码头结构方案。

2 码头结构设计

双排地下连续墙格构式码头结构应首先拟定前后地连墙间距、地连墙墙厚、地连墙墙底高程以及横向连接墙间距等参数，其前后地连墙间距拟定应结合码头建设的有效空间、码头结构的整体刚度确定，地连墙墙底高程应结合堤防稳定、防渗以及码头结构的整体稳定确定，横向连接墙间距应结合码头结构的整体刚度确定。本码头面高程为11.33m，港池底高程为5.13m，码头面净宽 7.85m。码头结构的前后地连墙间距为 7m，地连墙墙厚为 60cm，前后地连墙墙底高程为-2.07m，地连墙顶上为现浇胸墙，前后胸墙通过5m一道的横向连接墙连接为整体结构，横向连接墙底高程为8.53m(本码头横断面图见图1)。

3 码头结构计算

3.1 设计参数

设计荷载：结构自重、机械设备荷载(含动载)、码头面均布荷载按 20kN/m2、码头结构按1000t级船舶考虑，1000t级船系缆力标准值为100kN、1000t级船靠泊时有效撞击能量E0=39.26kJ、土压力、水压力等。

地震烈度：地震基本烈度为6度，本工程地震设防烈度为6度。

工程地质：工程地质土层分布见图2，各土层土的力学参数见表1。

设计水位：设计低水位：8.33m；设计常水位：9.33m；设计高水位：10.90m。

图1 双排格构式地下连续墙码头横断面图

图2 工程地质剖面图

表1 土的物理性质力学指标

3.2 刚体极限平衡法

参考中国海洋大学学报有关《门架式水力插板桩的抗滑移稳定性分析》、

中推荐的采用理论剪切破坏面法对整体结构进行结构稳定（抗滑稳定、抗倾稳定）计算分析，计算结果如下：

设计低水位：抗滑稳定系数为 kf=1.31；抗倾稳定系数为kc=1.84；

设计常水位：抗滑稳定系数为 kf=1.64；抗倾稳定系数为kc=2.29；

设计高水位：抗滑稳定系数为 kf=3.07；抗倾稳定系数为kc=3.56。

经计算稳定系数均满足设计规范要求。

3.3 空间有限元法结构计算分析

采用空间有限元软件对码头整体结构单元进行空间有限元建模分析。

土质资料：采用地质报告中提供的力学指标参数,主要有E、μ、C、θ土的容重等，本结构关系均采用莫尔-库伦模式。其中，程序中所采用的为土的弹性模量，将上述压缩模量换算成弹性模量。计算成果如图3～图8所示。

图3 设计低水位工况（DX方向位移图）

图4 设计低水位工况（Mxx弯矩图）

图5 设计常水位工况（DX方向位移图）

图6 设计常水位工况（Mxx弯矩图）

图7 设计高水位工况（DX方向位移图）

图8 设计高水位工况（Mxx弯矩图）

由计算可知，一般部位码头处，前墙最大弯矩为78.2KN.m/m，后墙最大弯矩为75.6KN.m/m，结构水平最大位移为11mm。

4 结论

在内河码头建设空间狭窄状况下，选择双排格构式地下连续墙码头结构型式是一种安全可靠的结构方案。在城市建设中，越来越多的高层建筑支护体系采用双排桩整体结构。双排格构式地下连续墙码头结构型式与双排桩整体支护结构在理论上具有很大的类似性。本码头计算表明，双排格构式地下连续墙码头结构型式在整体稳定、整体位移上安全可靠，结构刚度较大，内力较小。

1 《港口工程荷载规范》(JTJ215-98).

2 《港口工程地下连续墙结构设计与施工规程》(JTJ303-2003).

3 门架式水力插板桩的抗滑移稳定性分析. 中国海洋大学学报, 2005, (6).

4 门架式水力插板桩的整体抗倾覆稳定性计算. 中国海洋大学学报, 2006, (6).