地连墙板桩码头结构研究探讨

边超 于连娜

摘 要：在码头建设过程中，地连墙桩码头最为常见。地连墙桩码头结构受力的有效控制直接影响到结构稳定性。针对地连墙桩码头结构作用展开分析，结合具体工程概况，码头设计采用了分离卸荷式地连墙板桩结构，此处码头区域内使用地连墙板桩结构型式具有良好的适应性，相对于重力式沉箱结构、高桩梁板结构，采用板桩结构型式具有一定的优越性。

关键词：分离卸荷式板桩结构;适应性;优越性

中图分类号：U656.1           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）01-0093-03

依照中国盐城港在滨海港区中所构建的某10万t级的一个通用码头项目，需要对其施工和码头情况进行结构化的设计。在盐城港滨海港区这一新的港区，在建工程项目包括了1个l0万t级散货码头，其主要使用的是重力式沉箱构造，而待建的工程项目则是1个5000t级杂货码头，采用的是高桩梁板结构。项目合并的码头区域，有三种不同结构类型的板桩结构，针对码头构造所需的稳定性与安全性进行结构类型的选择，从而使其具有经济优良的效果。

1研究背景

1.1 工程概况

盐城港滨海港区北区通用码头一期工程，建于滨海港现有防潮大堤以东、北防波挡沙堤南侧的多用途作业区内，是为满足滨海港总体规划要求，进一步发挥滨海港区临港工业功能而建设的10万吨级通用泊位。本工程使用的码头布置形式是顺岸布置，其达到的年卸船量有330万吨。其中，码头的总长达到310m，并且在码头前沿部分大致处于21m的区间内设置的码头面标高达到5.0m，而依照码头前沿线21m界限内设计的后方陆域区域，在标高上从原本的5.0m慢慢转变成5.5m，码头前沿地底标的高度设置为-15.5m，碼头西侧一个直立段堵头长度为75m。由于需要对码头所具有的停泊水域进行挖掘，同时在其下期泊位做好建造工作，在码头东侧位置进行120m左右的过渡期建设。

码头前沿线以及前轨道梁存在4.0m的距离，通过在碎石基床中进行铰接梁构造现浇的方式，在前轨道梁当中采用倒T状，具备1.60m梁高，1.60m的底宽，前轨道梁荷载通过下部为碎石基础传到卸荷承台上;后轨道梁基础采用直径1.2m的灌注桩，在桩顶部分设置桩帽，规格为1.6m×1.6m，纵向灌注桩大多采用4.5m的间距，且桩底标高为-33.5m。图1、图2为工程全貌图。

2工程特点

（1）设计水深大：码头前沿最大水深为19.76m（码头极端高水位为4.26m）。

（2）潮差较大：潮位差平均值为1.76m（基准采用实际当中理论潮面最低值，下同），低潮位的平均值0.90m，高潮位平均值为2.66m。

（3）波浪条件适中：设计高水位时码头前沿 50 年一遇H1%=3.1m，同时具备8.1S的波浪周期。

（4）地质条件较好：表层中粉砂居多，一些粉砂土层存在夹层粉质淤泥质粘土的情况，最大夹层厚度为1.4m，层底高程为0.22～-2.64m;其次是粉土、粘土等 ，具备稳定的土层以及优良的指标。

（5）土地的宽度要求：围墙到北部堤斜齿轮轴距离是150米，它被设置为对接编组站区域。

（6）码头面设计使用荷载较大：在码头前沿线周边21m区间内荷载的平均值是20kPa，而超过21m区域的则为80kPa的外均载。

平面布置如图3所示：

3结构选型研究探讨

3.1重力式沉箱结构

码头建造过程中的难度主要是因为关键持力层为粉砂层，因而选择重力式码头构造具备一定的实际价值。此外，企业在抛石施工方面选择的是基本沉箱构造形式，在墙后部进行10kg至100kg的块石抛填，因而具备较好的耐久性和整体性等特性。加之所在地石料相对较少，采石费用较高，而在沉箱施工的过程中必须运用到船舶机械装置和沉箱专业大型预制场，以及淤泥面高的天然环境，所以修筑码头的准备阶段需建设一定的弃土场地和疏浚空间。

3.2高桩梁板结构

按照项目所处的地质特性，选择了较为普通的高桩项目，在进行沉桩的过程中难度较大，必须通过钢管桩，且在同一时间要确保使用施工场所的宽度。此构造具备的优势包括管理施工经验完善、工程建设水平以及整体性较高等，不过同样也具有一定的不足，就是必须使用专业化的码头构件和大型施工船机，且工程步骤繁琐等。

3.3 地连墙板桩结构

此构造采用完全的陆地化作业模式，无需使用大型船机装置，工程装置管理较为简易，同时建设码头时能够减少回填以及挖掘的工作量，充分发挥地形的实际效用来降低回填陆地的情况。

3.4 结构确定

以上三种方案可满足大水深码头的设计要求，经概算比较分析，码头使用地连墙板桩结构更加经济，采用每米分卸式连桩墙方案的成本为347500元，重力式沉箱方案和高桩梁板结构方案每延米造价分别为40380000元、568000元。加之地连墙结构施工不受天气和风浪影响，施工技术相对更加便捷且速度快，且可利用现有地形减少陆域回填，待码头工程施工人员完成再开挖港池。

4 结构形式

一般来说，码头施工过程中会通过胸墙、钢拉杆、导梁、锚碇桩墙、灌注桩桩基、卸荷承台以及前墙作为主体构造，其中地下连续墙构造部分则有锚碇桩墙以及前墙，如图4所示：

（1）前墙：地连墙具备-0.2m的顶高程，-30.0m的底高程，1.05m厚。

（2）卸荷承台：采用设置分离后墙以及前墙的形式，1.0m厚，-0.20m底高程，9.5m承台宽。

（3）灌注桩桩基：承台下当中进行灌注桩两排的修建，采用1.3m的直径，在后轨道梁当中进行灌注桩一排的修建，采用1.2m的直径，灌注桩纵向间距4.5m。

（4）锚碇桩墙：0.0m顶高程的墙，-12.0m底高程的墙，1.0m厚的锚碇桩墙。

（5）导梁：锚碇桩墙顶进行导梁的浇筑，其具备1.40m的梁宽，2.4m的顶高程。

（6）胸墙：地连墙顶进行胸墙的现浇，其具备5.0m的顶高程。

（7）钢拉杆：在胸墙当中1.20m高程位置进行钢拉杆Φ65mm550级规格的安装，在钢拉杆当中保持的距离标准是1.50m。

5结构应用

5.1施工工艺

码头工程施工技术工序主要为：码头及其外部进行临时围埝的修筑→完成围埝的情况下进行土方回填→针对土方回填开展硬化处理达到密实的目的→对码头的发展前沿地通过混凝土进行浇注，主要包括门机轨道灌注桩、卸荷承台灌注桩、后锚碇墙以及连墙→采用回填的方式改善码头开挖产生的影響→施工地连墙的缝隙连接位置后方修筑旋喷桩→通过混凝土浇注卸荷承台、后导梁以及头胸墙→进行防护罩以及钢拉杆的安装→在码头后侧位置进行填砂交换，同时采用密实振冲的方式实现→从附属装置以及内部面层构造的角度对码头和门机轨道梁进行修建→安装建设配套服务和工艺装置→对临时围埝进行拆除并开始挖掘港池→验收竣工质量。

5.2技术问题与解决措施

在码头施工过程中主要遇到的两个问题和相应的措施：

（1）为进一步降低拉杆受到的应力影响，通过安装防护拉杆装置的方式，在杆的两侧砌砖墙，覆盖混凝土板、地基土，可以有效地减少拉杆当中承受的作用力，并提升拉杆的地面负载作用，避免了拉杆具备较重的填料，选择通过向地基土杆的两端部分进行延伸。

（2）地连墙安装的钢垫板内并未产生锈蚀的路径，通过地连墙保护层板能够起到类似于钢垫板的作用，而钢垫层能够提升墙体的质量以及保护层的厚度。

6结语

使用分离卸荷式地连墙板桩结构，是结合当地自然条件最经济合理的码头结构型式。该结构的使用，是地连墙板桩结构在江苏省大型深水港区的首例应用，是对在类似该区域自然、地质条件下的大型深水式码头使用板桩结构型式的尝试，对于推广以及应用地连墙板桩结构型式的方面，具有非常重要的实际作用以及理论价值的意义。

参考文献：

[1]陈福茂，谭慧明，王琰.分离卸荷式板桩码头承载特性与结构优化设计分析[J].湖南大学学报（自然科学版），2018，45（S1）：40-45.

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