湄洲灣秀嶼港區(qū)5萬噸級(jí)原油碼頭施工鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工

王志國(guó) 蔣志斌 肖紀(jì)升

摘 要：福建湄洲灣秀嶼港區(qū)5萬噸級(jí)原油碼頭施工鋼平臺(tái)基礎(chǔ)為裸露巖石，無覆蓋土層，平臺(tái)高度達(dá)22 m，水下部分15 m，均無法焊接施工，采用Φ50 cm鋼管樁支撐，給設(shè)計(jì)和施工都帶來了巨大難度。該文通過多種方式組合，最終解決了相關(guān)難題，取得了成功。

關(guān)鍵詞：原油碼頭 施工鋼平臺(tái) 鋼管樁 裸巖基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：U698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0029-01

近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高樁碼頭的規(guī)模越來越大，相應(yīng)的灌注樁徑也不斷增加。在深度15 m以上的海水中進(jìn)行大直徑灌注樁施工可以采用打樁船或者建造施工平臺(tái)的方式。但如果碼頭基礎(chǔ)為裸露巖石，基本沒有覆蓋層，則兩種方法施工難度均大為增加。

福建省湄洲灣地區(qū)高樁碼頭施工多采用鋼平臺(tái)的方式施工，該方法能夠保證施工時(shí)平臺(tái)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性較好，但平臺(tái)本身的設(shè)計(jì)和施工是個(gè)難點(diǎn)。為此，福建省要求對(duì)鋼平臺(tái)施工進(jìn)行專家論證，確認(rèn)方案合理后方可施工。

1 工程概況

項(xiàng)目位于福建省莆田港主體港區(qū)—秀嶼港區(qū)秀嶼作業(yè)區(qū)內(nèi)，莆頭村附近，為該港區(qū)最大的泊位，5萬噸級(jí)原油碼頭泊位。工程建設(shè)規(guī)模：碼頭前沿長(zhǎng)度325 m，包含1個(gè)靠船及工作平臺(tái)、4個(gè)系纜墩和8座人行橋，以及一座長(zhǎng)83.72 m，寬8 m的棧橋。

2 地質(zhì)情況

該工程灌注樁基礎(chǔ)將近80%無覆蓋層，原泥面為裸露基巖。棧橋位置原泥面為深灰色淤泥混砂，泥面標(biāo)高為-6.0 m～+1.25 m，打設(shè)平臺(tái)鋼管樁時(shí)入泥深度約7～8 m，樁尖持力層為砂土狀花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層或全風(fēng)化層；碼頭工作平臺(tái)及1#、2#系纜墩位置原泥面為砂混淤泥或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，泥面標(biāo)高約為-11.0 m～-14.0 m；3#、4#系纜墩位置原泥面為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖，振沉鋼管樁較困難，施工前先拋填約2～3 m厚的袋裝砂，然后沉樁；平臺(tái)鋼管樁沉樁施工時(shí)采用貫入度控制，設(shè)計(jì)要求采用45 kW振動(dòng)錘連續(xù)振動(dòng)30 s下沉量小于5 mm可以停錘。

3 水文情況

潮汐性質(zhì)和潮位特征值。該海區(qū)潮汐屬于正規(guī)半日潮，潮汐日不等現(xiàn)象低潮較高潮明顯，低潮不等最大差值可達(dá)1.0 m以上，高潮不等最大差值為0.5 m。經(jīng)同步觀測(cè)，灣內(nèi)外潮時(shí)幾乎一致，各地潮位基本上同漲同落，高、低潮出現(xiàn)時(shí)間同步。

4 施工鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)

該文中的施工鋼平臺(tái)指的是棧橋和碼頭施工鋼平臺(tái)，棧橋施工平臺(tái)設(shè)計(jì)為9 m×82 m；碼頭施工平臺(tái)設(shè)計(jì)為18 m×85 m；鋼平臺(tái)搭設(shè)施工順序?yàn)闂颉a頭工作平臺(tái)，二者連接形成T形，保證整體的穩(wěn)定性和施工可操作性。施工平臺(tái)灌注樁施工時(shí)有50 t履帶吊在平臺(tái)上作業(yè)，考慮鋼筋籠吊放，鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)最大承受75 t荷載，鋼平臺(tái)基礎(chǔ)采用Φ529 mm，壁厚6 mm的鋼管樁作為支撐。平臺(tái)四周每隔3 m設(shè)置高度為1.0 m的立柱，采用Φ50 mm的兩道鋼管作為橫桿搭設(shè)欄桿，保證施工人員安全。

棧橋平臺(tái)沿棧橋軸線方向布置19榀排架，每榀排架由3根鋼管樁基礎(chǔ)組成，鋼管樁振沉采用45 kW的振動(dòng)錘和50 t吊機(jī)，鋼管樁沉樁施工時(shí)采用貫入度控制，最終連續(xù)振沉30 s下沉量不超過5 mm可以停錘。

鋼管樁之間在+2.0 m標(biāo)高處采用槽鋼縱、橫向均勻接焊，作為受力支撐。鋼管頂部開口，鋪設(shè)雙拼I36工字鋼嵌入樁內(nèi)，頂面與樁頂齊平，工字鋼與樁頂連接方式為焊接，工字鋼布置間距4.4 m；雙拼I36工字鋼上焊接I32工字鋼梁，間距為1.33 m。

碼頭鋼平臺(tái)基礎(chǔ)采用Φ529 mm，壁厚6 mm的鋼管樁作為支撐，設(shè)計(jì)尺寸為18 m×85 m，沿長(zhǎng)度方向布置18榀排架，排架間距為5.0 m，每榀排架布置4根樁，鋼管樁中心間距為5.74 m和6.0 m，樁頂標(biāo)高為+7.64 m，平臺(tái)頂標(biāo)高為+8.5 m。鋼管樁振沉至標(biāo)高后，在樁頂焊接尺寸為550×550×10 mm的鋼板，然后搭設(shè)三拼I36工字鋼作為主梁，與樁頂鋼板采用焊接方式連接，上部次梁采用I32工字鋼，間距為1.73 m和1.15 m，采用焊接方式與主梁連接，分布梁采用I12工字鋼，間距為0.3 m，然后頂面鋪設(shè)一層6 mm厚的鋼板。

5 鋼平臺(tái)施工難點(diǎn)

（1）其中難點(diǎn)最大的為裸露巖石段施工，該段鋼平臺(tái)的鋼管樁支撐在基本裸露的巖石上，所以平臺(tái)建造時(shí)初始段施工非常關(guān)鍵。該工程岸坡段棧橋平臺(tái)有6～7 m的覆蓋層，先建造該段平臺(tái)，后續(xù)的施工段當(dāng)覆蓋層厚度很小時(shí)，采用振動(dòng)錘吊打的方式送樁，振沉到位后，不松鉤，人工乘坐小船，將吊打的鋼管樁和已經(jīng)穩(wěn)固的鋼平臺(tái)通過槽鋼焊接連接。如果上述情況遇到大風(fēng)浪仍然難以實(shí)施，則事先拋置1～2 m厚的沙袋。

（2）斜樁的打設(shè)，該工程采取吊打中，隨著下沉，隨著調(diào)整吊機(jī)的方式施工。此方法的關(guān)鍵在于計(jì)算好入泥點(diǎn)，使得樁端入泥點(diǎn)準(zhǔn)確，后續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)操作中，斜度與設(shè)計(jì)值有一定偏差，但由于入泥點(diǎn)準(zhǔn)確，所以偏差在5度以內(nèi)，可以接受。

（3）收錘標(biāo)準(zhǔn)，該工程鋼管樁沉樁施工時(shí)采用貫入度控制，要求采用45 kW振動(dòng)錘連續(xù)振動(dòng)30 s下沉不超過5 mm時(shí)可以停錘。對(duì)斜樁安放到位后，靠在本平臺(tái)上后，斜向按上述要求控制。

（4）樁體垂直度控制，振動(dòng)錘中心和樁中心軸線應(yīng)盡量保持在同一直線上；沉樁要求鋼管樁偏位不得大于20 cm，垂直度不得低于1%。對(duì)已沉放好的樁應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)連接，盡量縮短單樁抗流時(shí)間。

（5）上部梁系與面板施工，注意鋼管樁頂部應(yīng)焊接550×550×10 mm的鋼板，主梁應(yīng)在其上焊接，以保證最為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量。

6 結(jié)語

湄洲灣秀嶼港區(qū)秀嶼作業(yè)區(qū)8號(hào)泊位主體工程施工鋼平臺(tái)高度大；基本位于無覆蓋層的巖石上；工程的水深大，只有在上部才能進(jìn)行焊接施工；工程區(qū)臺(tái)風(fēng)多發(fā)。上述條件都對(duì)本工程鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工帶來了難度，該文通過多種措施綜合結(jié)果了上述問題，為類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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