減壓平臺對板樁碼頭的技術改造

黃超杰

摘 要：板樁碼頭是碼頭三大結構形式之一，主要集中在江蘇、上海、浙江及天津等市，占比達56%，板樁碼頭的結構型式按錨碇結構可分為無錨、單錨、多錨、斜拉、雙排樁板樁型式。大多數板樁碼頭采用單錨型式。通過上海60噸級內陸碼頭升級為500噸級渣土轉運碼頭工程案例，介紹了采用減壓平臺對板樁碼頭技術改造的工程經驗。

關鍵詞：板樁碼頭；加固；減壓平臺；渣土轉運

前言

上海在上世紀90年代建設了一批小規模的內陸板樁碼頭，主要用于木材、棉花等散貨的轉運，而由于產業轉型，原先的運營模式也發生了改變。目前上海地區由于城市化發展，周邊已經沒有渣土傾倒場所，而大規模的土建又造成了大量的建筑渣土，主要靠船只外運至江蘇指定棄泥地，而做渣土轉運也變成這些碼頭運營轉變的主要方向。

1 板樁碼頭加固改造方法

板樁碼頭技術改造的主要途徑可以從以下五個方面考慮：（1）墻前新建結構如承臺、墩臺，將原碼頭作為直立駁岸使用。（2）調整、加密或新設拉桿和錨碇結構。（3）加固或置換墻前土層、提高土抗力。（4）在墻后設置型結構如半遮簾樁、全遮簾樁、減壓平臺，調整或減少墻后土壓力的大小及分布。（5）加固地基，改善后方填料性質，減少土壓力。

2 工程實例

2.1 工程概況

本段黃浦江防汛墻始建設于1972年，1994年對防汛墻前沿改擴建，新建了板樁碼頭，碼頭長度約70m。2002年，《黃浦江干流新增防洪工程A2標》對防汛墻進行了翻新加固，形成了兩級防汛墻體系。

碼頭現因業務逐漸轉向土方、渣土駁運方面，計劃在距碼頭后新建一處臨時渣土中轉池，為了確保防汛墻的使用安全，XX公司委托我院對該段碼頭進行方案論證。

2.2 工程現狀

本段黃浦江防汛墻為兩級擋墻式防汛體系，前沿第一級防汛墻為單錨板樁式碼頭防汛墻，擋墻頂高程4.80m；碼頭后35～45m為第二級防汛墻，擋墻為“L”型鋼筋混凝土結構，與防汛鋼閘門組成后防汛體系，墻頂高程為5.80m。

碼頭始建之初為停泊60T級內陸船只的錨碇板樁結構碼頭，具體結構如下：

駁岸采用鋼筋混凝土板樁結構，胸墻為現澆鋼筋混凝土結構，錨定設施采用現澆帶水平導梁連續錨碇板結構，墻前采用鋼護舷，系船柱為50KN。由于錨碇板前土質較差，因此錨碇板前設拋石棱體，拉桿采用Φ50鋼棒，拉桿間距1200mm或1300mm，預制板樁按兩短一長間隔施打，長板樁長15m，短板樁13m。碼頭面采用料石鋪砌20cm，下墊黃沙墊層5cm，20cm級配碎石鋪底。

板樁后沿陸域形成方法，采用回填法，板樁后填土分層夯實，分層厚度不大于30cm，錨碇板下基床石料需級配良好，錨碇板前塊石要求理砌，拋理石料從岸側向江進行，盡量將淤泥擠掉。

原碼頭設計高水位3.37m，設計低水位1.30m，碼頭泥面高程-1.00m，設計荷載：結構物自重，均載20KN/m2，流動荷載8t起重機，30t汽車，經復核，原碼頭整體穩定安全系數為1.533，滿足規范規定。

2.3 加固方法

在原板樁后增設兩排灌注樁，灌注樁直徑φ600mm，樁底高程-10.6m，考慮到原拋石菱體的分布位置，第一排局距板樁5m，第二排與第一排間距2.9m，灌注樁橫向間距2.5m。原碼頭導梁鑿出鋼筋與新底板主筋焊接，重新澆筑底板結構，底板寬9.4m，承臺底標高2.25m；挖斗機履帶外輪廓寬度為3.19m，尾部凈高1.1m，工作回轉半徑2.94m，考慮挖機作業便利性，碼頭擋墻內側4.5m范圍內為履帶式挖斗機通道，擋墻后4.5～9.4m為渣土池。通過樁基將上部荷載傳遞至較好的持力層，減少碼頭后方土壓力，保護現有錨桿結構。

2.4 計算結果

本段碼頭增建臨時渣土中轉池后，其原有的裝卸作業流程也隨之發生了改變，因此本次對防汛設施影響的安全論證分別從施工期和使用期的不同工況對板樁碼頭的安全進行復核計算。

碼頭的安全主要從護岸的整體穩定和碼頭自身的結構穩定兩方面進行分析。

本次復核只針對后方設有臨時渣土中轉池的碼頭，其余岸段使用條件沒有發生變化。

2.4.1 碼頭泥面高程復核

本工程碼頭吃水深度按500噸復核，根據《內河通航標準》（GB50139-2004），500噸級船只吃水深度為1.6m，本段黃浦江為Ⅰ級航道，富裕水深為0.4～0.5m，則航道水深應為2.0～2.1m；本段黃浦江最低通航水位為1.13m，而碼頭設計泥面高程為-1.00m，1.13+1.00=2.13m，滿足500噸級船只停靠要求。

2.4.2 整體穩定計算

加固結構整體穩定分別按施工期、使用期基本和特殊工況進行復核，工程整體穩定復核計算條件如表1：

安全系數根據《黃浦江防汛墻工程設計技術規定》（試行），施工期及正常使用狀況安全系數1.375，地震期系數1.05。原報告復核結果如表2：

碼頭（防汛墻）加固結構在運行期、施工期及地震工況下的整體穩定均可滿足規范要求。

2.4.3 結構安全計算

結構計算工況選擇使用期設計低水位最不利組合工況（見表3）：

結構水平位移分別按考慮錨桿作用和不考慮錨桿作用進行復核。經計算，考慮錨桿作用時，承臺底水平位移基本滿足行業要求；不考慮錨桿作用時，承臺底水平位移不滿足行業要求。因此錨碇板結構不能解除，應保留原有拉桿，形成高樁承臺加拉桿的復合結構。表4 承臺水平位移計算結果

板樁到錨碇板容許最短距離為14.79m，現有15m錨桿長度滿足要求，不必對錨碇板前被動土壓力進行折減。

碼頭經加固后，場地上部荷載通過樁基傳遞到較好的持力層，經計算，樁基承載力滿足設計規范要求：

通過對加固后的板樁碼頭復核計算，碼頭整體穩定、錨碇板穩定、碼頭板樁入土深度、錨桿直徑、承臺水平位移等均能夠滿足規范要求。

2.5 方案小結

通過對工程設計方案、施工等基本資料的收集，通過經驗公式計算并分析，本工程對碼頭加固后（防汛墻）分析結論如下：（1）碼頭前沿泥面滿足500噸船舶停靠吃水深度要求。（2）碼頭（防汛墻）結構經加固后在運行期、施工期及地震工況下的整體穩定均可滿足規范要求。在使用期設計低水位最不利組合工況，錨碇板穩定，碼頭板樁入土深度，板樁位移等能夠滿足規范標準，錨桿直徑滿足規范要求，能夠保證防汛安全。

參考文獻

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