[doc格式] 在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会

[doc格式] 在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会 在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会 2008年1O月 第1O期总第420期 水运 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 Port&WaterwayEngineering 0ct.20o8 No.10SerialNo.420 _在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会方君华(中交第三航务工程勘察设计院有限公司,上海200032)摘要:通过对斜顶桩板桩承台结构在洋山港一期,三期工程的地质条件,结构设计和施工过程不同情况的对比 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,得 到在不同边界条件下的斜项桩板桩承台结构水平变位特点,提出斜顶桩板桩承台结构的设计和施工控制体会,进一步指导后 续工程应用. 关键词:洋山深水港;斜顶桩板桩承台;应用;体会 中图分类号:U641.2文献标志码:B文章编号:10002—4972(2008)10-0104-05 TheappHcafionexperienceofbatterpileswithsheet—pilesupposed platformbulkheadstructureinYangshanDeepwaterPort FANGJun——hua (CCCCThirdHarborConsultantsCo.,Ltd.,Shanghai200032,China) Abstract:Basedontheanalysisofthegeologicconditions,structuredesignanddifferentsituationsduring constructionofthebatterpileswithsheet-pilesupportedplatformbulkheadstructureinYangshanDeepwater PortPhaseIto.Phase? Projects.thepaperobtainsthelateraldisplacementcharacteristicsofthebatterpiles withsheet—pilesupportedplatformbulkheadstructureunderdifferentboundaryconditions,putsforwardthe designandconstructioncontrolexperiencesofthebulkheadstructuretoguidethe印plicationofthestructurein follow-upprojects. Keywords:YangshanDeepwaterPort;batterpileswithsheet—pilesupporte dplatform;application; experience 上海国际航运中心洋山深水港区工程已建 5.6km的码头主体采用顺岸满堂式高桩板梁结构, 后方为大面积吹填造陆.码头接岸区域地基软土 层厚,土的力学性质较差,驳岸挡土高差一般在 20,30m,工程工期短.斜顶桩板桩承台驳岸结构 是在洋山深水港区工程中产生的一种新型挡土结 构型式,该结构起挡土作用的同时,可以阻隔后 方高填土作用产生的地基变形对码头结构的影响. 承台结构先行建设后,后方陆域吹填和码头施工 可同时进行,大大缩短了工期.从洋山一期,三期 工程的建设和使用情况来看,斜顶桩板桩承台结 构能够适应洋山深水港区深厚软土层上大面积快 速高回填的建设条件,是适合洋山海域的一种有 效的驳岸结构【l1. 因地质条件和施工过程等有所不同,洋山一 期,三期工程的斜顶桩板桩承台结构水平变位不尽 相同.本文通过对斜顶桩板桩承台结构在洋山一 期三期工程的地质条件,结构设计和施工过程不 同情况的对比分析,得到在不同边界条件下该结 构的水平变位特点,提出斜顶桩板桩承台结构的 设计和施工控制体会,进一步指导后续工程应用. 1地质条件 一 期工程位于镬盖塘岛和小洋山岛之间的汊 收稿日期:2~8-09—17 作者筒介:方君华(1971--),男,工程硕士,高级工程师,从事水工结构设 计. 第l0期方君华:在洋山港应用钭顶桩板桩承台结构的体会?l05? 道,工程区域水流流速较大,除东侧镬盖塘岛前方, 大部分区域表面存在?,?灰色粉砂夹粉质黏土 及粉细砂层,厚3.1,14.0m,其下出现?层淤泥质粉 质黏土夹层.工程区域天然泥面高程一16.0-一26.0m. 二期工程位于小洋山岛前方,天然泥面高程 在一10.5,22.5m.上部土层绝大部分区域为淤泥 和淤泥质土(I,?层),厚度10,12m,物理力 学特性差,平均标贯击数为l,3击. i期工程位于镬盖塘岛和小岩礁岛之间.软 土层(I,?.,?2)在整个码头区均有分布, I层主要零星分布于勘察区表部,厚度较薄,工 程性质最差.?之层和?:层在码头区广泛发育. 三期一阶段工程区域天然泥面高程一6.0—18.0m, 上部软土层(1lI:层和?J-1)的厚度约为11,241TI, 多在20ITI左右. 从地质条件来看,一期工程表层有一层粉质 黏土及粉细砂层,地质相对较好,二期和_二期工 程表层软土层均较厚,地质相对较差. 2结构设计及施工技术 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 2.1典型结构断面 斜顶桩板桩承台结构主要由海侧斜顶桩, 密排钢管板桩,陆侧支撑桩和上部混凝土承台 组成.承台结构后方为抛石减压棱体,为防止 陆域吹填砂泄漏,在抛石棱体斜坡上设置有倒 滤层. 洋山一期,j期工程接岸结构抛石棱体下方软 土均进行了砂桩加固.一期工程墙前进行了抛石 压载,墙前泥面高程一般为一13.0ITI.二期工程墙 前也进行了抛石压载,墙前设计泥面高程一8.0, 12.0m,西部400m墙前抛石区打设了砂桩.三 期工程墙前未进行抛石压载,墙前天然泥面高程一 6.0—一18.0ITI. 典型结构断面见图1示. 图1典型结构断面图 2.2斜顶桩板桩承台计算模型 斜顶桩板桩承台结构在设计时采用了两种计 算模型,分别为将结构从土体中分离出来的_二维 简化空间模型和考虑结构与土共同作用的二维平 面有限元模型. 2.2.1维简化空问模型 采用Robot空间计算软件建立模型,取一个 结构分段按空间结构进行计算.桩与承台之间为 固结,回填土对结构的水平作用按土压力考虑, 土对桩的约束作用采用竖向弹性地基梁法模型来 计算,水平地基反力系数采用m法计算,详见图 2.主要涉及参数为:回填料重度,粘聚力,内摩擦 角,水平地基反力系数随深度增大的比例系数m. 2.2.2二维平面有限元模型 计算分析采用平面非线性弹塑性有限元法. 数值模拟中土体,砂桩以及塑料排水板加固的土 ? 106?水运工程2008生 图2三维简化空间模型 体,减压棱体,袋装中粗砂采用莫尔一库仑弹塑性 模型来模拟嘲;桩体模型采用二维的梁单元;此外 为了模拟桩土荷载的传递特性,在桩土界面间设 置了接触单元,详见图3.主要涉及参数为:回填 料重度,粘聚力,内摩擦角,土的模量,渗透系 数和本构关系等. 2.3主要计算结果 在设计中主要的控制指标是各桩的内力和承 台的水平变位,主要计算结果列于表1. J, 慰.L,.U……一 . .’54=,__.: ?一? i:39,…3ir……-3879 j? -J- 堪 嗡e!’r’r1647478?卜I工.-7376? 渗.毫0r?65:O’,.. .i一?? 31 5l】’ } l }:I 图3二维平面有限元模型 表1斜顶桩板桩承台主要计算结果(三维简化空间模型) 2.4施工技术要求 现场施工顺序应为:承台施工一抛石棱体施 工_+倒滤层施工水道内吹填砂施工一陆域地基 加固施工陆域堆载预压施工陆域预压堆载卸 载施工道堆面层施工和码头挖泥施工.为减少 码头沉桩震动对接岸结构的不利影响,板桩墙后 上级减压棱体应在前方码头沉桩结束后再开始抛 石施工. 在承台施工,墙后回填和墙前挖泥等各道工 序施工过程中,都应定期对承台位移,沉降情况, 土体表层沉降,分层沉降,测斜和孔隙水压力情 况进行观测记录,并根据相应报警控制 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 指导 施工.为控制承台水平变位,墙后抛石棱体施工, 陆域吹填砂,陆域预压加载和墙前挖泥均应分区 分层间隔进行,并根据监测数据及时调整施工加 载速率. 3施工情况及承台水平变位监测 洋山工程工期非常紧,陆域形成进度始终是 工程建设的关键路线.为加快后方陆域形成速度, 第10期方君华:在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会?107? 一 期工程,i期工程都在斜顶桩板桩承台后方 250,350m位置处先行实施南隔堤,在南隔堤与 斜顶桩板桩承台之间留有水道. 一 期工程墙后抛石棱体施工完后,花了较长 的时间进行倒滤层的施工,水道存在时间长,抛 石棱体下方的土体得到了较好固结,在随后进行 的后方吹填砂施工时吹填速度控制较好,砂面出 水后主要采用驳干砂回填.另外由于初次施工, 后方大面积吹填砂曾发生大量外泄流失,在承台 前沿形成大范围的淤高,泥面最高抬高约5nq.承 台位移与设计预估值比较接近,至2008年6月, 承台平均向海位移40Fflm. 由于施工工艺已成熟,二期工程抛石棱体后 方倒滤层施工速度较快,墙后抛石棱体下方的土 体未较好固结情况下即进行水道内吹砂,水道存 在时间较短,且吹砂速度较快,造成斜顶桩板桩 承台水平变位较大,至2008年6月,承台平均向 海位移108lnli!.图4为位于二期工程西端的承台 4的位移过程线. I 蠢 毡 嫩 匠 E兰量竺兰 2oo}二7二二二=二二二二二二二二二 20三三三三三当8=====二二====工二=二二 【.-—u.....--——,...,—,,..........—一———....——.........——...—与抛石 棱体施工 的间隔时间和陆域吹填砂的加载速率. 4承台结构水平变位特点 分析现场承台位移观测资料和施工过程,可 得出承台结构水平变位具有以下特点. 1)抛石棱体出水前,抛石施工对承台位移影 响不大;抛石棱体出水后,随着抛填高度的增加, g 日期 程典 ====,2==,====2 莹鸯堇誉堇堇委蚤詈三?誊萤蔓嚣誊善量量量?量羁蚤暑?量冕鸯量 蚤蚤蓦 型承台位移过程线图 承台水平变位开始向海侧发展.抛石棱体引起的 承台水平变位一般占总变位的10%,20%. 2)抛石棱体施工结束至水道内开始吹填砂期 间,承台变位基本不发展甚至有回弹;随着后方 陆域开始吹填砂,承台变位继续向海侧发展,其 变位速度和幅度与抛石棱体施工完成后至水道吹 填砂开始施工的间隔时间及水道内吹填砂速率关 系密切.水道内吹填砂与抛石棱体施工间隔越短, 承台水平变位越大;水道内吹填砂速率越大,承 台水平变位发展越快.水道内吹填砂阶段引起的 水平变位约占承台总变位的60%,80%. 3)陆域地基加固期间承台位移基本不发展甚 ? 108?水运工程2008生 至有回弹;陆域堆载预压施工可引起承台水平变 位继续发展,堆载预压引起的承台水平变位一般 占总变位的1O%一20%. 4J陆域预压堆载卸载施工可引起承台向陆侧 回弹,道堆面层施工和码头挖泥施工可引起承台 向海侧变位.根据一期,二期和三期承台水平变 位的一般规律,三者引起的综合效果一般是使承 台产生一20,20mm的水平变位. 5)各级荷载加载后,承台水平变位的发展均 较荷载施加时间有一定时间的滞后.使用期承台 位移基本不再发展. 5体会 5.1关于计算模型 1)三维简化空间模型方法和二维平面有限元 数值模拟方法都能较合理地预测结构的水平变位 和受力特征,但是两种方法各有优缺点.二维平 面数值计算模型是一种非线性方法,可通过多参 数来考虑土的特性,可以自动考虑土对于结构的 作用,包括土体固结对桩产生的负摩擦作用等优 点;但也正因该方法涉及参数较多,参数合理取 值经验性较强,分析工具复杂等,一般工程设计 人员掌握较难.三维简化空间模型方法是一种弹 性方法,由于其将结构从土中分离出来研究结构 的受力特性,因而计算简单,操作方便,便于设 计人员掌握;但是其合理模拟结构受力特性的前 提条件就是墙后土压力的计算,负摩擦的确定以 及m值的合理取值,从洋山一期工程,三期工程的 设计及现场监测与模拟结果来看,该模型可以作 为设计方法在工程中使用【3]. 2)适宜条件下,两种方法可同时采用,相互 校核.尤其是在承台结构发生较大位移时,根据 实测位移反演二维平面有限元模型的计算参数, 利用反演的计算参数预测使用期结构内力,评估 结构安全度可能更接近实际. 3)不管用哪种计算模型进行设计,都要充分 考虑可能出现的各种不利工况.墙前天然泥面较 深,墙前表层软土层较厚时,宜在墙前进行地基 加固并进行抛石压载以控制板桩的自由长度.支 撑桩和板桩的设计应充分考虑负摩擦力的作用. 5.2关于施工 1)为加快后方陆域形成速度,在斜顶桩板桩 承台后方250,350113位置处先行实施南隔堤,在 南隔堤与斜顶桩板桩墙承台之间留有水道的做法 在工期紧张情况下是一种较为现实的选择,但在 工期允许的情况下,不留水道的做法更有利于控 制吹填砂的加载速率,并可减少承台结构施工单 位和陆域形成施工单位之间的协调工作量. 2)尽量避免在承台结构沿线设置陆域形成施 工船舶进出的口门,如必须将口门设置在承台结 构沿线,则需要对口门段承台采取加固 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 . 3)斜顶桩板桩承台作为码头接岸结构,其安 全至关重要.施工中应力求信息化施工.承台主 体结构施工完成后,应及时对承台进行位移监测. 位移监测数据应力求准确,前后连续,指导后续 各道工序的施工,并在使用期继续定期观测. 4)承台水平变位可以通过合理的施工工序和 加载速率进行控制.施工中影响承台水平变位的 最主要因素是陆域吹填砂与抛石棱体施工的间隔 时间和陆域吹填砂的加载速率.根据洋山一期三 期工程的实践,为有效控制承台水平变位,在抛 石棱体施工完后,至少要留2个月时间让其下方 软土固结,然后再进行后方陆域的吹填砂施工. 后方陆域吹填砂的加载速率应严格控制. 5)影响承台水平变位的工序主要有抛石棱体 和倒滤层施工,陆域吹填砂及堆载预压施工,码 头基桩沉桩施工,陆域地基加固施工,道堆面层 施工和码头挖泥施工,通常各施工工序由不同的 施工单位或项目部来完成,有些工序是同时进行 的,施工中应加强统筹协调,尽量避免可能引起 承台向海位移的不利工序在同一区域同时进行. 参考文献: [1】程泽坤.洋山深水港区工程码头及接岸结构选型【J】.中 国港湾建设,2008(2):17—22. 【2】谢雄耀,黄宏伟,张冬梅.深水港码头高承台桩土共同 作用数值模拟分析岩土工程,2006,28(6):715— 720. [3】方君华.高填土斜顶桩板桩墙承台驳岸结构应用技术 研究[D】.南京:河海大学,2006. (-t”-文编辑郭雪珍)