湄洲灣秀嶼港區5萬噸級原油碼頭施工鋼平臺設計與施工

王志國 蔣志斌 肖紀升

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

關鍵詞：原油碼頭 施工鋼平臺 鋼管樁 裸巖基礎

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0029-01

近年來隨著我國經濟的高速發展，高樁碼頭的規模越來越大，相應的灌注樁徑也不斷增加。在深度15 m以上的海水中進行大直徑灌注樁施工可以采用打樁船或者建造施工平臺的方式。但如果碼頭基礎為裸露巖石，基本沒有覆蓋層，則兩種方法施工難度均大為增加。

福建省湄洲灣地區高樁碼頭施工多采用鋼平臺的方式施工，該方法能夠保證施工時平臺基礎的穩定性較好，但平臺本身的設計和施工是個難點。為此，福建省要求對鋼平臺施工進行專家論證，確認方案合理后方可施工。

1 工程概況

項目位于福建省莆田港主體港區—秀嶼港區秀嶼作業區內，莆頭村附近，為該港區最大的泊位，5萬噸級原油碼頭泊位。工程建設規模：碼頭前沿長度325 m，包含1個靠船及工作平臺、4個系纜墩和8座人行橋，以及一座長83.72 m，寬8 m的棧橋。

2 地質情況

該工程灌注樁基礎將近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，泥面標高為-6.0 m～+1.25 m，打設平臺鋼管樁時入泥深度約7～8 m，樁尖持力層為砂土狀花崗巖強風化層或全風化層；碼頭工作平臺及1#、2#系纜墩位置原泥面為砂混淤泥或砂土狀強風化花崗巖，泥面標高約為-11.0 m～-14.0 m；3#、4#系纜墩位置原泥面為碎塊狀強風化巖，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；平臺鋼管樁沉樁施工時采用貫入度控制，設計要求采用45 kW振動錘連續振動30 s下沉量小于5 mm可以停錘。

3 水文情況

潮汐性質和潮位特征值。該海區潮汐屬于正規半日潮，潮汐日不等現象低潮較高潮明顯，低潮不等最大差值可達1.0 m以上，高潮不等最大差值為0.5 m。經同步觀測，灣內外潮時幾乎一致，各地潮位基本上同漲同落，高、低潮出現時間同步。

4 施工鋼平臺設計

該文中的施工鋼平臺指的是棧橋和碼頭施工鋼平臺，棧橋施工平臺設計為9 m×82 m；碼頭施工平臺設計為18 m×85 m；鋼平臺搭設施工順序為棧橋→碼頭工作平臺，二者連接形成T形，保證整體的穩定性和施工可操作性。施工平臺灌注樁施工時有50 t履帶吊在平臺上作業，考慮鋼筋籠吊放，鋼平臺設計最大承受75 t荷載，鋼平臺基礎采用Φ529 mm，壁厚6 mm的鋼管樁作為支撐。平臺四周每隔3 m設置高度為1.0 m的立柱，采用Φ50 mm的兩道鋼管作為橫桿搭設欄桿，保證施工人員安全。

棧橋平臺沿棧橋軸線方向布置19榀排架，每榀排架由3根鋼管樁基礎組成，鋼管樁振沉采用45 kW的振動錘和50 t吊機，鋼管樁沉樁施工時采用貫入度控制，最終連續振沉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，鋪設雙拼I36工字鋼嵌入樁內，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。

碼頭鋼平臺基礎采用Φ529 mm，壁厚6 mm的鋼管樁作為支撐，設計尺寸為18 m×85 m，沿長度方向布置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，樁頂標高為+7.64 m，平臺頂標高為+8.5 m。鋼管樁振沉至標高后，在樁頂焊接尺寸為550×550×10 mm的鋼板，然后搭設三拼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，然后頂面鋪設一層6 mm厚的鋼板。

5 鋼平臺施工難點

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

（2）斜樁的打設，該工程采取吊打中，隨著下沉，隨著調整吊機的方式施工。此方法的關鍵在于計算好入泥點，使得樁端入泥點準確，后續的現場操作中，斜度與設計值有一定偏差，但由于入泥點準確，所以偏差在5度以內，可以接受。

（3）收錘標準，該工程鋼管樁沉樁施工時采用貫入度控制，要求采用45 kW振動錘連續振動30 s下沉不超過5 mm時可以停錘。對斜樁安放到位后，靠在本平臺上后，斜向按上述要求控制。

（4）樁體垂直度控制，振動錘中心和樁中心軸線應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%。對已沉放好的樁應按設計要求及時連接，盡量縮短單樁抗流時間。

（5）上部梁系與面板施工，注意鋼管樁頂部應焊接550×550×10 mm的鋼板，主梁應在其上焊接，以保證最為關鍵的節點焊接質量。

6 結語

湄洲灣秀嶼港區秀嶼作業區8號泊位主體工程施工鋼平臺高度大；基本位于無覆蓋層的巖石上；工程的水深大，只有在上部才能進行焊接施工；工程區臺風多發。上述條件都對本工程鋼平臺的設計和施工帶來了難度，該文通過多種措施綜合結果了上述問題，為類似工程積累了經驗。

參考文獻

[1] 《港口工程樁基規范》JTJ 167-4-2012[S].

[2] 《鋼結構設計規范》GB50017-2011[S].

[3] 湄洲灣秀嶼港區秀嶼作業區8號泊位主體工程施工鋼平臺專項[Z].2013.