靖江二期码头改扩建工程桩基设计方案

王彪

【摘 要】 针对靖江二期码头改扩建工程的特殊地质条件，采用希迪软件进行空间建模计算，发现原方案的桩力计算结果不能满足桩基承载力要求。根据计算结果，提出排架前两排桩基采用双桩的设计方案，桩基和横梁等承载力计算结果均满足承载力要求。该设计思路可为相关工程的设计提供借鉴意义。

【关键词】 改扩建工程；桩基；承载力

1 工程概况

靖江二期改扩建工程位于江苏省靖江市长江下游北岸六助港处，与张家港市隔江相望，工程拟在已建泊位上游侧扩建5万吨级通用泊位一个，码头水工结构按5万吨级集装箱船设计。水工建筑物包括码头平台、引桥、堆场轨道基础等。码头平台长165 m，宽36 m，平台通过一座引桥与岸连接，引桥长度为85.473 m，宽度为12 m。码头平台和引桥采用高桩梁板结构。

工程可行性研究评估阶段分别采用2个设计方案：

（1）方案1：基桩采用直径为1 000 mm的PHC管桩，每榀排架布置2对叉桩及5根直桩，共9根PHC管桩，选择⑥土层-粉细砂作为桩尖持力层，排架间距8 m；码头平台前沿竖向间隔布置SUC1000H标准反力型橡胶护弦（两鼓一板）及DA-A400H1000L标准反力型橡胶护弦；前边梁上水平布置DA-A400H1000L标准反力型橡胶护弦。前沿系缆设施采用 kN系船柱和550 kN系船柱间隔布置。

（2）方案2：与方案1的不同之处在于，基桩采用直径800 mm的PHC管桩，每榀排架布置3对叉桩及4根直桩，共10根PHC管桩，选择④土层-粉细砂作为桩尖持力层，排架间距6.8 m。

2 工程荷载资料及自然条件

2.1 荷载资料

扩建码头前沿配备起重量40 t、悬臂长35 m多用途门座式起重机2台，需行走至相邻二期工程范围内。远期预留岸桥2台（总起重量45 t，外伸距33 m），需行走至相邻二期工程范围内。码头面堆货荷载按3 t/m2考虑。流动机械荷载考虑25 t平板车和60 t集装箱拖挂车。

2.2 地质情况

根据中交第二航务工程勘察设计院有限公司2011年12月编制的《泰州港靖江港区新港作业区公用码头二期改扩建工程岩土工程勘察报告》（工程可行性研究评估阶段）区域地质资料及钻探揭示，勘区覆盖层主要为人工填土、淤泥质粉质黏土、粉砂、粉细砂、粉质黏土及黏土、中粗砾。

勘区地层为第四纪全新统河流冲积相地层： ①单元人工填土、②单元淤泥质粉质黏土、②-1单元粉质黏土、②-2单元粉土，埋藏浅，分布零星或不连续，层厚不稳定，强度较低； ③-1单元粉细砂、 ③-1粉土土质差，埋深不大，强度不高，均不能作为基础持力层； ④单元粉细砂一般为中密状态，但埋深有限，可作为一般陆地小型建筑物的基础持力层； ⑤单元粉质黏土及黏土、⑤-1单元淤泥质粉质黏土、⑤-2粉土、⑤-3粉细砂土质差，强度不高，一般不推荐作为基础持力层； ⑥-1单元粉细砂、⑥-2单元粉土强度一般，且埋深较大，厚度小，分布不均，不宜作为码头桩基的基础持力层； ⑥单元粉细砂分布较广泛，层厚较大，强度较高，为水工结构桩基良好持力层。各单元土体岩土设计参数推荐值见表1。

3 设计方案

3.1 方案选择

本工程方案1采用直径 mm的PHC管桩，选择⑥土层作为桩尖持力层，该土层层厚较大，强度较高，为水工结构桩基良好持力层，桩基承载力计算结果较好。方案2选用直径800 mm的PHC管桩，鉴于二期码头选用的该型号管桩在施工过程中抗击打能力较弱，桩头打裂现象时有发生，方案2选择⑥土层存在困难；加之⑤土层强度不高，桩端阻力仅 kPa，工程可行性研究评估阶段地质勘查报告不推荐其作为桩尖持力层。经研究，设计最终确定采用方案2，选择④土层作为桩尖持力层。该土层为中密状态，但埋深有限。

码头空间模型计算采用希迪软件。计算结果（见图1）显示，码头最大计算桩力达到 kN，计算桩基承载力为 kN，靠江侧两排桩基桩力较大，其余桩基的桩力计算结果均能满足桩基承载力要求。桩尖标高距⑤土层顶高程为3.5 m，已达到规范规定的满足冲剪破坏的最小间距，增加桩长已无可能。方案2排架长度36 m，设计3对叉桩和4根直桩共10根管桩，桩基设计已相当密集，增加桩数可能性亦不大。经研究，本工程方案2最终选择将前两排桩基变更为两对双桩的方案（见图2）。

3.2 计算结果和分析

桩号由每榀排架从江侧到岸侧依次为1号～10号桩。由最大桩力计算结果（表2）可以看出，当前两排桩基变更为双桩后，由于计算模型中其计算刚度增加为2倍，承担的桩力变大，分别增加了12.5%和20.2%；第三排桩基由于前两排桩基为其分担了桩力，其桩力有大幅度减小，本方案3号桩减小幅度为 29.10%；后几排桩基的桩力虽然有不同程度的增减，但其幅度均不大，基本与原桩力持平。变更方案后的桩基桩力计算结果满足桩基承载力的要求。

4 结 语

针对本工程特殊的地质条件，采用将平台前两排桩基变更为双桩的方案，使前两排桩基分担更多的桩力，排架中其他桩基的桩力呈现出不同幅度的增减，最终计算结果满足桩基承载力的要求。本工程的设计思路可供相关工程借鉴。