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1、八n 桩基在超重件码头设计中的应用 徐启文葛德杰 ( 安徽省港航勘测设计院， 合肥市， 2 2 3 0 0 0 ) 摘哭本文介绍了预应力 空心方桩、 P H C 高强 管桩和灌注桩多种桩型成功的应用到马鞍山第二 发电厂超重件码头的实例， 为超重码头设计、 建设提供了经验。 关健词P HC高强管桩预应力方桩灌注桩超重件码头 马鞍山第二发电厂系国家“ 八 五” 重点建设项目， 其发电机定子、 变压器等超重设备( 最 重件为 2 3 5 t ) 经长江由水路运输可降低投资约 1 2 0 。 万元。因此， 考虑采用水路运输， 在建电厂 煤灰进口码头的同时将其3 号泊位改造为超重件码头。 超重件码头采用
2、高桩梁板结构形式( 见 图 1 ) , 桩基工程是该超重件码头建设的重要组成部分， 其设计合理与否直接决定码头的造价和 工程成败。 针对码头处地质条件复杂( 砂层较厚. 前 方崔盖层浅) 、 码头受力较大的特点， 我们借 鉴国内外桩基的 成功 经验， 在不同的受力部 位， 采用了内冲外 排6 0 0 X 6 0 0 预应力空心 方桩、 必 1 0 0 0 P H C 高强管桩、 必1 2 0 。 钻孔灌注桩等多种桩型， 满足了设计需要并降低了工程投资。 1 预应力空心方桩在码头排架中的 应用 电厂超重件码头结合煤码头设计， 即一个码头两种功能， 其设计荷载大而且复杂。主要设 计荷载如下: (
3、1 ) 1 0 t 桥式抓斗卸船机: 单脚最大垂直压力 1 2 0 1 , ( 2 ) N i c o l a s 1 0 轴线 2 5 0 1 平板车: 轴压 3 0 t ， 轴距 1 . 6 m, ( 3 ) 5 0 0 0 t 级船舶荷载。 ( 4 ) 水流力: 流速 2 . 5 m/ s , 排架基桩长达 3 0 -4 0 m, 在上述荷载的作用下， 再加上中密砂层厚达 6 m, 普通非预应力方 桩已不能满足设计要求。 在初步计算中， 我们 发现排架的桩基桩头弯 矩较 大， 为充 分利用6 0 0 X 6 0 0 预应力空心方 桩( 断面见图2 ) 的强度， 我们成立一个专题小组研究了
4、 该桩型桩 基在偏心受压条件下的 破坏 情况。 经过反复试算， 得到了一条地基破坏时的N - M曲线( 见图3 ) ， 从曲线上可以很直观地看 出桩在不同荷载组合情况下的破坏情况。 将不同的荷载组合代人排架中 进行试算， 依 据N - M曲 线经过比 较， 确定如图刁 所示的排 架型式: 前方双直桩， 桩长3 4 m ， 中 间和后 方各一对叉 桩， 桩斜度4 : 1 ， 桩长4 0 m , 2 预应力空心方桩在起重机承台上的应用 起重机承台是超重件码头较为关键的部分 ， 为了不破坏码头排架的整体性， 设计采用 2 个 独 立 的 起 重 机 承 台 中 间 设 柑 钢 拉 杆 结 构， 图5
5、 为 承 台 桩 位 示 意 图 .一， 2 9 一 j 翼杖日书 - * w 翻 k W a i 该 - - - 一 下1险展.卜1停日日同刹泪日附国图11-一图囚1/-凰同 ，.，J洲.月.!J少 0 绮 0 9 X 磁二硫 0 C lL 一 二 习 0 9 X0 9 XO O V E .日.口.月1 了 承台上直接安放2 5 0 t 人 字桅杆起重机底脚。 起重机作用于承台 上的荷载为: 垂直力V 二 2 6 0 t水平力H 二1 2 0 t , 码头排架间距为7 m， 如何利用排 架间 有限的 空间 合理布置桩基并满足 承台超大荷载的需要是设计中的难点口 在考虑了桩基的空间交叉问题以后
6、 ， 承台最多可布置 3 对叉桩。借助计算机程序的辅助， 在充 分利用6 0 o x 6 0 0 预应力空心方桩强度的前提下， 对3 对叉桩的相对位置进行了试算。 通 过试算， 我们 发现使起 重机荷载作用 点位于3 对叉桩虚交点所组成的三角 形重心 位置 时， 各对 - 5 30 一 叉桩的桩墓内力大体平衡， 且较好地发挥了预应力桩的强度。 这个结构使起重机承台夹于码头 排架之间的方案得以成立。 倡 ) 图3 6 0 0 X 6 0 0 预应力桩N - M曲线 厅一 丁 一 一 州一 一 丰寸 州 匕 J一 一一三口 上 一、曰分 一1仁叔 00欠09又00年的 图4 重件码头前方栈桥a i
7、面图图5 起重书 巨 舜 台桩位示意图 经与施工单位讨 论， 将起重机承台 的桩基施工安排在高水位时进行， 在施 工过程中， 我们 与施工单位密切配合使承台桩基施工顺利完成。 一5 3 1 一 - 00 一|1!11|leel月IJ 3 P H C桩在重件引桥中的应用 P H C 桩是三航局预制厂引 进日 本先进技术生产的大直径预应力高强硷管桩， 具有承 载能 力大、 抗锤击性能好等优点， 是目前国内外较先进的一种桩型。 电厂重件码头引桥长7 0 . 7 m， 净宽 7 m, 跨度 7 m， 共 1 0 跨。为满足泄洪和跨越长江大堤的 豁要， 桩基的自由长度最大达 1 5 m， 加之长江主流贴
8、近码头， 洪峰流速达到 2 . 5 m / s 以及超重 件通过引 桥的 超大荷载， 经过计算， 桥墩播要4 根6 0 0 X 6 0 0 预应力空心方桩， 其桩位示 意图 见 图6 ， 但如果使用P H C桩则只 需2 根即可， 其桩位示惫图见图7 。 1 4 5 0 :-I 图6 预应力方桩桩位示愈图 十 十N I 吐 7 5 0 图? P H C桩位示意图 根据三航局预制厂测算， 在同等强度条件下， P H C 桩与预应力硷空心方桩的价格为1 . 1 5 一1 . 3 : 1 。 据此我们在引 桥设计中采用了P H C 桩。 在施工图预 算中， 经 初略计算， 桥 墩采用 P H C桩较
9、采用预应力硷空心方桩投资低 2 0 鱿左右。 4 钻孔灌注桩的应用 为防止打桩振动对长枉 大堤产生不利 影响， 借鉴公路 桥梁的 经验， 我们在引桥接近大堤的 2跨桥墩上采用了钻孔灌注桩。钻孔灌注桩径 1 2 0 c m, 由于孔位 处地层中 砂层 厚度 较大， 为防止砂层塌孔， 在设计中我们要求采用重粘土 泥浆 护 壁， 实践证明， 该方法很成功， 钻孔淞注桩顺利地穿过了厚砂层。 5 结束语 马鞍山第二发电厂超重件码头， 现已完成电厂一期 2台机组超重设备的卸运任务， 桩墓工 程顺利通过考验。本码头在桩基工程中的探索， 为内冲外排预应力空心方桩、 P H C高强管桩、 钻孔灌注桩用于超重件码头建设提供了经验。 一5 3 2 一
