基槽開(kāi)挖技術(shù)在內(nèi)河碼頭建設(shè)中的應(yīng)用

摘要:+++內(nèi)港區(qū)地基土層復(fù)雜,持力層埋深大,部分為軟硬相間土層。文章結(jié)合工程特點(diǎn)及施工中遇到的技術(shù)難題開(kāi)展了本工程碼頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究工作。一種新型的基槽開(kāi)挖技術(shù)研究成果成功地應(yīng)用到工程建設(shè)中,有效地節(jié)省了工程投資和縮短工期,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)重力式碼頭工程設(shè)計(jì)具有寶貴的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:+++內(nèi)港區(qū);地基土層;碼頭;基槽開(kāi)挖技術(shù)

中圖分類號(hào):TP242

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)19-0053-02

隨著我國(guó)內(nèi)河運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,內(nèi)河碼頭岸壁高度越來(lái)越大,而且使用荷載也不斷增加+++內(nèi)港區(qū)的規(guī)劃江岸線總長(zhǎng)約12km,規(guī)劃深水泊位近20個(gè),+++內(nèi)港區(qū)一期和二期工程可以認(rèn)為是起步工程,未來(lái)幾年將有更多的泊位陸續(xù)投入建設(shè)和使用,良好的開(kāi)端對(duì)未來(lái)的港口建設(shè)具有積極的意義。為了提高工程建設(shè)的整體水平,促進(jìn)工程技術(shù)的提高和發(fā)展,為+++內(nèi)港區(qū)建設(shè)提供品質(zhì)優(yōu)良的碼頭工程,對(duì)工程技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探討是非常有必要的。但是,地質(zhì)條件和工藝荷載對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響非常大,在內(nèi)港工程的建設(shè)過(guò)程中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工程造價(jià)、施工工期、施工難度和使用功能有著重要的影響。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作需要對(duì)所有的設(shè)計(jì)條件進(jìn)行系統(tǒng)分析,找出控制因素,通過(guò)方案研究和方案比選采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式。因此,我們針對(duì)+++內(nèi)港區(qū)工程的工程特點(diǎn),通過(guò)對(duì)重力式碼頭結(jié)構(gòu)的研究分析,我們采用了一種新型的基槽開(kāi)挖技術(shù),以達(dá)到降低工程造價(jià)、縮短工期、減小施工難度的目的,為+++內(nèi)港區(qū)的建設(shè)提供寶貴的工程經(jīng)驗(yàn),為其它工程提供參考。

一、工程概述

+++內(nèi)港區(qū)位于長(zhǎng)江中游與支流交匯處,其基底為下古生界中一深變質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)巖,其上覆蓋著第四紀(jì)不同時(shí)期不同成因形成的地層。由于位于交匯處,陸成沖積地層、河口沖積沉積地層、陸成沖洪積地層、海陸交互沉積地層交互形成,中粗砂層和其它沖積土層交錯(cuò)形成。根據(jù)+++內(nèi)港區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn),該地區(qū)土層自上而下大致可分為淤泥、淤泥質(zhì)土層、沖洪積層、中粗砂層和巖層。同時(shí)由于+++內(nèi)港區(qū)巖面普遍較高,深水泊位不適宜采用高樁結(jié)構(gòu),根據(jù)地質(zhì)條件采用重力式結(jié)構(gòu)比較適合,而中粗砂層是深水泊位良好的結(jié)構(gòu)持力層,但是當(dāng)中粗砂層下埋藏的粘土和粉質(zhì)粘土對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的安全和使用要求有著重要影響,這種類型的地質(zhì)條件在+++內(nèi)港區(qū)挖入式港池區(qū)域也經(jīng)常出現(xiàn),因此,針對(duì)這種類型地質(zhì)條件采用的結(jié)構(gòu)研究尤其重要,將對(duì)后續(xù)工程的建設(shè)提供參考和指導(dǎo)作用。

二、研究現(xiàn)狀

根據(jù)目前的工程經(jīng)驗(yàn),在內(nèi)港區(qū)建設(shè)過(guò)程中,對(duì)于一些小型泊位,在滿足碼頭位移、沉降和地基承載力要求的情況下,結(jié)構(gòu)持力層可以采用物理力學(xué)性能比較好的粉質(zhì)粘土、殘積土等土層。對(duì)于深水泊位,一般采用中粗砂或基巖作為結(jié)構(gòu)持力層,對(duì)于物理力學(xué)性能比較差的土層大多考慮進(jìn)行加固處理或開(kāi)挖。

三、關(guān)鍵技術(shù)

(一)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)

本文根據(jù)地質(zhì)鉆探資料顯示8#泊位局部區(qū)域中粗砂層與風(fēng)化巖間存在一層粘土和粉質(zhì)粘土層,該層土物理力學(xué)性能相對(duì)較差,其固結(jié)快剪指標(biāo)僅為11.1、13.6。粘土層為高壓縮性土層,可塑,標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)4～17擊,平均9.7擊,粉質(zhì)粘土層為中等壓縮性土層,可塑,標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)4～6擊。

(二)地基承載力

地基承力和地基土的本身性能有關(guān),本工程提高地基承載力主要措施有:(1)地基加固;(2)大開(kāi)挖;(3)進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理,降低基底應(yīng)力。

1.地基加固。為提高地基承載力,可對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固,地基加固的方法有很多,比如采用砂樁、碎石樁等加固措施。本文由于粘土和粉質(zhì)粘土埋藏深度均在-30m以下,國(guó)內(nèi)施工機(jī)具很難達(dá)到,施工難度很大,施工質(zhì)量難以保證,因此,設(shè)計(jì)過(guò)程沒(méi)有考慮對(duì)該層土進(jìn)行地基加固。

2.大開(kāi)挖。對(duì)于深水碼頭,為了避免地基承載力不足和碼頭沉降過(guò)大影響正常使用,通?？紤]采用大開(kāi)挖方案,將粘土和粉質(zhì)粘土夾層全部挖除,利用夾層下的風(fēng)化巖或粗砂層作為結(jié)構(gòu)持力層。本組大開(kāi)挖方案基槽須開(kāi)挖至-35～37m,這個(gè)方案避免了產(chǎn)生地基承載力不足和碼頭沉降過(guò)大的問(wèn)題,碼頭結(jié)構(gòu)抗傾抗滑、地基承載力和地基沉降驗(yàn)算均滿足要求。不過(guò)大開(kāi)挖方案的基槽挖泥和砂石料回填的數(shù)量均非常大,而且基槽開(kāi)挖在-34.0m標(biāo)高以下的斷面后軌樁基須改為鋼管樁或灌注樁,影響碼頭后軌道梁樁基的施工。

3.結(jié)構(gòu)處理。由于本工程大開(kāi)挖方案增加的工程量比較大,應(yīng)考慮通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在滿足碼頭沉降要求的情況下,使地基承載力滿足要求。同時(shí)考慮到本工程粘土層上的粗砂層較厚是良好的結(jié)構(gòu)持力層,能否利用該層土作為持力層是設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵。本文通過(guò)分析,減少墻厚壓力可以提高地基承載力抗力分項(xiàng)系數(shù),減少墻厚土壓力可以采用增加回填料內(nèi)摩擦角的辦法,即將回填料全部改為拋填塊石,就可以減少墻厚土壓力。

四、效益分析

通過(guò)分析比較,本文所采用的方案減了小墻后土壓力,降低基床頂面應(yīng)力,很好的解決地基承載力不足的問(wèn)題,基槽開(kāi)挖深度由-36m左右提高到-25m左右,大大減少了基槽挖泥和回填工程量,方便施工,縮短工期,節(jié)省了投資,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由于+++內(nèi)港區(qū)普遍存在類似地質(zhì)條件,這種處理辦法將對(duì)后續(xù)工程的實(shí)施提供很好的解決方案,將在+++內(nèi)港區(qū)得到更加廣泛的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介:夏凱峰(1969-),男,湖北宜昌人,宜昌港務(wù)集團(tuán)宏運(yùn)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司工程師,研究方向:工程管理。