某承臺式高樁碼頭樁基內力數值分析

鄧欽

摘 要：以洲頭咀碼頭為例，利用PKPM軟件對樁基非等間距布置的承臺式高樁碼頭樁基內力進行數值分析，得出了較為合理的結果，可為類似承臺式高樁碼頭設計提供參考。

關鍵詞：承臺式高樁碼頭 樁基內力 數值分析

高樁碼頭因其對波浪不發生反射、不影響泄洪、能減小淤積的優點，目前正被廣泛應用。該結構型式整體性好、剛度大、對樁偏位要求不高。高樁碼頭經歷了承臺式、桁架式、無梁板式和梁板式四個階段。承臺式結構是一種較古老的高樁結構型式，其中窄樁臺的承臺式高樁碼頭在舊碼頭的改造中采用較普遍。

承臺式高樁碼頭結構主要由承臺和樁基兩部分構成。樁基既是高樁碼頭的基礎，又是結構的主要受力構件，樁的內力計算是分析樁基和連接樁基構建內力的基礎。樁的布置一般在縱橫向均采用等間距布置，特殊情況下考慮橫向非等間距布置。本文主要運用PKPM軟件對樁基橫向非等距布置的承臺式高樁碼頭進行樁的內力復核計算，為以后類似樁基橫向非等間距布置的高樁碼頭分析計算提供參考。

1.工程概況

洲頭咀碼頭始建于1933年，初始結構型式為有錨碇墻的板樁結構。后于1982年改擴建為現狀承臺式高樁碼頭結構。2010年該段改擴建3個浮碼頭泊位，用于游船靠泊，泊位總長217m，岸線總長189.4m。浮躉與堤岸連接方式采用平臺式，通過固定鋼引橋通向堤岸。

碼頭采用承臺式高樁碼頭結構。碼頭采用30×30cm鋼筋混凝土預制方樁，L=8.3m，樁底標高為-7.29m（96.5m），樁距1.2×1.6m～1.0×1.6m不等，混凝土為C30。現澆承臺厚度0.4m～0.8m，寬度5 . 6 m，底標高0 .71～1.11m（104.5～104.9m）。承臺頂前側為現澆C15混凝土胸墻，后側為漿砌石擋土墻。后設有拋石棱體和碎石倒濾層，回填中粗砂。堤岸結構如下圖所示。

2.荷載參數

碼頭為高樁承臺結構，按剛性樁臺法計算樁力。設計荷載包括：自重、人群活荷載、上部墩式擋墻、回填砂壓力及后部擋墻背側向土壓力。

考慮影響碼頭堤岸穩定的最不利情況為：設計低水位（0.30m）工況。該水位低于設計承臺底高程。

3.樁身內力計算

基于PKPM結構有限元計算軟件，將樁設置為柱單元、承臺設置為板單元。結合軟件中“虛梁”概念，在臺柱各結合處設置100×100mm虛梁，該梁無剛度，無自重，不參與結構計算，其作用為提供板的邊界條件、傳遞上部荷載。

簡化計算模型取鋼筋砼預制樁實際布置縱向5個單寬，見圖2所示。

（1）假想嵌固點深度計算