內(nèi)河集裝箱碼頭堆場鋪面創(chuàng)新設(shè)計(jì)

劉建 侯葉軍

摘 要：本工程位于浙江省德清縣，作為浙北地區(qū)目前唯一的大型內(nèi)河集裝箱碼頭，不但承擔(dān)德清當(dāng)?shù)氐募b箱運(yùn)輸，還要承接杭州地區(qū)集裝箱業(yè)務(wù)，具有重要的意義，但工程場地內(nèi)存在較厚的軟土層，本工程創(chuàng)新地采用樁基礎(chǔ)作為集裝箱箱腳處理方案，可為后續(xù)類型項(xiàng)目提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：集裝箱堆場 鋪面結(jié)構(gòu) 樁基礎(chǔ)

1.概述

我國的內(nèi)河航運(yùn)發(fā)達(dá)，全國內(nèi)河航運(yùn)以長江、珠江、黑龍江與松花江、淮河和京杭大運(yùn)河為主，構(gòu)成全國內(nèi)河航運(yùn)的干線網(wǎng)，覆蓋我國1/3以上的國土。自1996年12月上海港龍吳港務(wù)公司開辟第一條內(nèi)貿(mào)集裝箱水運(yùn)航線以來，全國各內(nèi)河港口也陸陸續(xù)續(xù)開展內(nèi)河集裝箱碼頭建設(shè)和內(nèi)河集裝箱運(yùn)輸，到2016年，我國內(nèi)河港口集裝箱吞吐量已達(dá)到了1105.4萬TEU。在內(nèi)河集裝箱蓬勃發(fā)展的同時(shí)，集裝箱堆場的地基處理方案也越來越得到關(guān)注，本文就實(shí)際工作中的一些體會(huì)進(jìn)行了總結(jié)。

2.集裝箱堆場布置

德清多功能港區(qū)總用地面積23.3萬m2（約350畝），采用順岸式布置300噸級多用途泊位7個(gè)，碼頭泊位長度為386m，陸域后方依次布置前沿堆場、一線堆場、二線堆場、三線堆場，其中集裝箱堆場44113m2、件雜貨堆場17521m2。工程總平面布置圖如圖1所示。

3.工程地質(zhì)

根據(jù)野外鉆探等資料分析，按成因類型、地質(zhì)時(shí)代、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的相似和相近，場地共分9個(gè)工程地質(zhì)組，其中①層分為2個(gè)亞層、⑤層分為2個(gè)亞層，共計(jì)11個(gè)工程地質(zhì)層，其中第③層淤泥質(zhì)粘土全場分布，呈流塑狀，壓縮性高，層厚1.90～15.90m，為本工程的不良地質(zhì)層，需要進(jìn)行處理。

4.堆場結(jié)構(gòu)方案

（1）堆貨荷載

集裝箱堆場：均布荷載40kPa，箱角853kN（堆四過五）。

（2）工藝荷載

40.5T軌道式集裝箱龍門起重機(jī)：輪壓250kN，輪數(shù)6×4=24個(gè)，軌距：40m，基距：16m，車輪間距0.75m；

30.5T軌道式集裝箱龍門起重機(jī)：輪壓250kN，輪數(shù)6×4=24個(gè)，軌距：35m，基距：16m，車輪間距0.75m。

（3）常規(guī)堆場鋪面方案

經(jīng)調(diào)查，目前國內(nèi)各內(nèi)河港口集裝箱堆場的鋪面結(jié)構(gòu)方案主要有以下幾種：

①聯(lián)鎖塊鋪面

聯(lián)鎖塊鋪面結(jié)構(gòu)層自上而下分別為聯(lián)鎖塊、砂墊層、水泥穩(wěn)定碎石、級配碎石，箱腳區(qū)與箱腳間區(qū)域采用不同厚度的水泥穩(wěn)定碎石層。該方案對不同的裝卸工藝適用性強(qiáng)，普遍用于國內(nèi)各大港口，后續(xù)可根據(jù)不同區(qū)域的沉降情況，局部翻新修復(fù)。該方案需要對地基進(jìn)行處理，由于聯(lián)鎖塊對殘留沉降值的要求不高，地基處理要求稍低。

②條形基礎(chǔ)法

條形基礎(chǔ)法是指箱腳區(qū)采用現(xiàn)澆的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，箱角間區(qū)域采用聯(lián)鎖塊鋪面或現(xiàn)澆混凝土鋪面。該方案目前在于海港大型集裝箱港區(qū)應(yīng)用較多，由于條形基礎(chǔ)高于堆場面，因此不適用于集裝箱正面吊等設(shè)備。另外條形基礎(chǔ)需要控制不均勻沉降，地基處理要求高。

③混凝土鋪面

混凝土鋪面結(jié)構(gòu)層自上而下分別為現(xiàn)澆混凝土面層、水泥穩(wěn)定碎石、級配碎石。該方案對不同的裝卸工藝適用性強(qiáng)，但由于箱腳區(qū)域荷載很大，混凝土板的設(shè)計(jì)厚度通常需要很大，不均勻沉降會(huì)引起板塊開裂甚至破壞，適用于地質(zhì)條件很好或地基處理效果好的地區(qū)，而且造價(jià)高，后續(xù)修復(fù)較困難。

④瀝青鋪面

瀝青鋪面自上而下分別為細(xì)粒或中粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土、水泥穩(wěn)定碎石、級配碎石。該方案不但對不同的裝卸工藝適用性強(qiáng)，而且對于地基的沉降適應(yīng)性也比較好，但由于集裝箱箱腳應(yīng)力大，瀝青表面容易出現(xiàn)痕跡，時(shí)間久了，磨損比較嚴(yán)重，耐久性差。另外瀝青攤鋪過程中，還會(huì)產(chǎn)生一定的污染。

⑤本工程堆場結(jié)構(gòu)方案

本工程場地內(nèi)有10-15m的軟土層，工期緊，常規(guī)的堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、強(qiáng)夯法均不能滿足工期要求，另外由于堆場面積有限，業(yè)主也不希望營運(yùn)過程中頻繁的維護(hù)和維修影響港口日常生產(chǎn)，而目前常用的鋪面結(jié)構(gòu)使用過程中均存在一定的沉降，聯(lián)鎖塊和條形基礎(chǔ)需要需要根據(jù)沉降情況進(jìn)行調(diào)整，混凝土鋪面沉降后容易發(fā)生板塊破裂，瀝青鋪面能夠適應(yīng)沉降，但耐久性差。因此設(shè)計(jì)過程中，參考建筑設(shè)計(jì)中的筏形基礎(chǔ)，在集裝箱箱腳處布置樁基礎(chǔ)，下部采用φ600PHC樁，樁長根據(jù)計(jì)算取19m，上部采用擴(kuò)大樁帽，考慮需要兼顧20ft和40ft，樁帽平面尺寸確定為1.2m×1.2m，高度為1.0m；為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，在樁帽間設(shè)置縱橫方向的連系梁。考慮堆場的排水，箱腳間的區(qū)域采用10cm現(xiàn)澆C30砼。結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

5.結(jié)論

（1）本工程已于2016年投入營運(yùn)，根據(jù)業(yè)主反饋，箱腳區(qū)基本未發(fā)生沉降，實(shí)際效果很好，表明設(shè)計(jì)方案是成功可行的。

（2）本工程引入樁基礎(chǔ)作為集裝箱箱腳的處理方案，樁基長度可以根據(jù)堆箱高度選擇，工期短，承載力高，堆場利用率高，可快速形成生產(chǎn)力，但造價(jià)較高，建議設(shè)計(jì)單位在應(yīng)用過程中加以比較。

（3）集裝箱荷載相對建筑荷載小得多，縱橫向連系梁的設(shè)置可根據(jù)實(shí)際堆箱高度進(jìn)行優(yōu)化。

（4）本工程的設(shè)計(jì)方案適用于堆場無流動(dòng)機(jī)械行走要求的堆場，若有流動(dòng)機(jī)械行走要求，可根據(jù)營運(yùn)組織，留出行車通道，分區(qū)塊處理。

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