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1、宁波大榭中海石油码头有限公司3万吨级沥青码头工程设计?工程设计?宁波大榭中海石油码头有限公司3万吨级沥青码头工程设计三航宁波分公司史建成【摘要】在综合考虑了码头工艺特点,工程造价等因素后,设计采用了高桩墩式码头作为结构主体方案;且由于工程区域地质复杂,通过对地质条件及结构受力的综合分析,本码头分别采用了全断面灌注嵌岩桩,钢管桩,大管桩,PHC桩等多种桩型.【关键词】墩式桩型设计1工程概况宁波大榭中海石油码头有限公司利用大榭岛得天独厚的地理和区域优势.拟建设一座石化码头.码头年吞吐量为150万吨,设计吞吐能力153万吨/年.工程建设规模为3万吨级沥青码头(结构按5万吨级设计),泊位长度约330m
2、,码头可靠泊1艘13万吨级油轮或同时靠泊2艘15千吨级油轮.2工程特点2.1地质,地形条件复杂本工程地质,地形条件复杂,基岩面起伏不平,根据现有地质资料,北侧紧靠扫箕山,泥面下基岩面较高.岩面上覆盖层较薄,南侧基岩面逐渐变深.覆盖层变厚,码头桩型选择较为困难:引桥区域为潮间海涂,地形平缓,向海侧微倾.而在码头段则地形变陡,泥面坡度为1:1.81:2左右.由于码头拟建区表层土质都为淤泥质粘土,层厚大,土质差,坡度陡,高差大.易发生由于外荷载或震动而诱发岸坡失稳的现象.2.2码头结构受力较大本码头结构等级为3万吨级沥青码头,结构受力按5万吨级码头设计,船舶作用力较大.码头区域涨潮流主流向为330_
3、340.(与正北向夹角),落潮流主流向为125_135.,一10一涨落潮流向并不成一直线,夹角约为25o左右.码头轴线取与涨潮流基本一致,方位角定为N151ON331.落潮受扫箕山水下地形影响有偏25.夹角.靠泊的船只会产生较大的离岸力.因此本码头结构受力较大.3工程基础资料3.1地形,地貌拟建码头位于大榭岛东北部,依山临海,属山前海积地貌.拟建区后方已建270m导流堤,泥面向海域倾斜.地貌形态属泥质滩涂和水下泥质岸坡.3.2工程地质根据码头工程地质剖面图(由冶金工业部宁波勘察研究院提供)中可知.作为桩基础持力层的地层起伏较大,整个拟建码头区地基土均匀性较差.北部区域基岩覆盖层较薄,可塑以上土
4、层及基岩埋藏浅;南部区域基岩覆盖层较厚,基岩埋藏深.同时,本码头区域受地形及水道的影响,水流较急,局部有涡流,工程桩受水平力较大;在基岩顶板坡度大的地段,若采用预制桩,桩人中等风化基岩的深度较小可能会产生滑动,只能采用钻孔灌注桩,并嵌入基岩一定深度.通过对地基土工程特性的分析,结合本工程的特点.认为可考虑作为引桥的桩基础持力层的地层有一1,一2层,场地北部及港工技术与管理2011年第6期中部可考虑作为码头的桩基础持力层的地层有一1,一2层.在场地的南部6,l3,l4,l5号钻孔处可考虑作为码头的桩基础持力层的地层有一l,一2层.一1层为碎石(Q32al+p1),由熔结凝灰岩碎块组成,呈亚角状,
5、最大粒径90mm,一般粒径2040mm,坚固,混20%角砾,粗砂及少量粘性土,中密.该层分布于6,l3,l4,l5号钻孔处.一2层为粉质粘土混碎石(Q32dl+e1),黄绿黄褐色,干强度中等,中等韧性,摇振反应无,稍有光泽,可塑,混20%30%碎石,最大粒径lOOmm.一般粒径3040mm.该层分布于1,2,3,5,6,l0,11,13,14,15,16,17号钻孔处.:表1一1层为强风化熔结凝灰岩(J3),灰褐色,主要矿物成分为长石,石英,熔结凝灰结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯呈碎石,角砾状,手可捏碎.该层于1,7,8,9号钻孑L处缺失,而6,13,14,l5号钻孑L未钻至该层.一2层为
6、中等风化熔结凝灰岩(J3),青灰色,主要矿物成分为长石,石英,熔结凝灰结构,块状构造,节理裂隙较发育,岩芯呈短柱状,锤击声脆.6,13,14,l5号钻孔未钻至该层.3.3设计船型与兼顾船型本工程设计船型为100030000吨级的油船,按照海港总平面设计规范(JTJ21199)局部修订.设计船型尺度见表1.载重吨级设计船型尺度(In)备注DWT船长(L)船宽(B)型深(H)满载吃水(T)30000(2750145000)18531.517.312.020000(1250127500)16426.013.410.010000(750112500)14120.410.78.3设计船型5000(450
7、17500)12517.58.67.03000(25O145O0)9715.27.25.91000(10001500)7013.05.24.34码头主体结构设计方案4.1码头总平面布置方案根据码头拟建区的自然条件和地质情况,在充分利用岸线资源的基础上,兼顾工程的经济合理性,并满足泊位正常使用的要求,本码头设计推荐方案采用高桩墩式结构型式.码头总平面布置方案内容如下:泊位长330m,平面采用蝶型布置.码头由中间主工作平台,2个千吨级工作平台,4个靠船墩,4个系缆墩,联系桥组成.主工作平台为双层结构,主作业平台布置为长30m,宽22m,平台面标高6.00m.2座千吨级工作平台尺寸均为22mx22m
8、,顶面标高5.00m.靠船墩沿码头前沿方向长度20m.宽度23.5m,顶面标高3.5m.每个靠船墩上竖向布设2组二鼓一板的鼓形橡胶护舷,以满足不同水位时船舶的正常靠泊.为方便围油栏船停泊,考虑在3号靠船墩后沿兼靠50t围油栏船,故在3号靠船墩后沿增设2只靠船构件,上面布设轮胎护舷,以满足不同水位时小船的正常靠泊.泊位两侧各布置了2个系缆墩,与作业平台,靠船墩呈蝶形布置.系缆墩长度10m,宽度10m,顶面标高4.0m(其中1号系缆墩顶面标高6.0m).墩与墩之间由人一11行桥相连.码头引桥宽8.5m,长约105m,顶面标高5.06.0m.引桥北侧布置综合楼平台1座.4.2水工建筑物结构方案主要水
9、工建筑物包括1个主工作平台,2个千吨级工作平台,4个靠船墩,4个系缆墩以及联系桥.主工作平台为双层结构,下层布设工艺管线,上层安装输油臂,消防塔等.在两侧靠船墩之间上搁空心大板组成副工作平台,供小船靠泊时装卸使用.墩与墩之间由人行桥相连.主工作平台采用高桩墩台结构,桩基采用1200mm预应力混凝土大管桩.靠船墩采用高桩墩台结构,根据桩基地质条件不同分别采用桩径O2000mm全断面嵌岩灌注桩,1200mm钢管桩,O1200mm大管桩.施工期根据岩面覆盖层厚度辅以人造基床或者斜桩嵌岩.1,2号系缆墩位于扫箕山上,为陆上施工,采用混凝土实体墩结构,不需桩基.3,4号系缆墩采用高桩墩台结构,桩基拟采用
10、1200mm预应力混凝土大管桩.码头引桥长约105m.采用高桩墩式结构,桥跨间距为24m,桥面宽8.5m,由8块预应力空心大板组成.引桥考虑一侧布设工艺管线,另侧通行车辆.引桥桩基根据水深不同分别采用800mm钻孔灌注桩和800mmPHC桩,上部采用预应力空心板形成桥面,引桥根部设混凝土桥台.垫+蠹斗扣塑图l码头总平面布置图5码头桩型的确定5.1码头桩型设计本码头泊位长330m,由系缆墩,靠船墩,工作平台,人行桥墩,综合楼平台及引桥组成.码头系缆墩,靠船墩,工作平台由于受力较大.设计采用O1200mmB1型混凝土大管桩,O1200mm钢管桩,2000mm全断面嵌岩灌注桩:引桥,综合楼平台,人行
11、桥墩受力较小,设计采用O800mmB型PHC桩,O1000mm钻孔灌注桩.同时,在设计排桩布一12一桩时也充分考虑了沉桩施工的方便.(1)系缆墩桩型设计1,2号系缆墩位于扫箕山上,为陆上施工.l号系缆墩所处位置山体标高较高,需要将部分山体炸除,用快速锚固方法将快速脱缆钩直接固定在基岩上,再浇筑0.5m厚混凝土形成系缆墩平台;2号系缆墩采用混凝土实体墩结构.1,2号系缆墩不需桩基.3,4号系缆墩为高桩墩式结构,采用8根1200mmB1型混凝土大管桩.港工技术与管理2011年第6期(2)靠船墩,万吨级工作平台桩型设计靠船墩均为高桩墩式结构,其中1号靠船墩靠近扫箕山,覆盖层很薄,最薄处仅12m.而且
12、岩面陆侧向海侧倾斜坡度达l:3,坡度较陡.根据岩土工程勘察报告,此区域若采用预制桩,桩人中等风化基岩时可能会产生滑动.只能采用钻孔灌注嵌岩桩.因此l号靠船墩桩基采用9根大直径全断面嵌岩灌注桩,桩径2000mm,嵌入中风化层5m以上,施工期根据岩面覆盖层厚度辅以人造基床,以保证桩基的稳定性.2号靠船墩位置覆盖层稍厚,厚度有1028m,此区域如采用和1号靠船墩相同桩基设计方案选用大直径全断面嵌岩灌注桩,建设成本较高,因此还是用预制桩.由于大管桩自重较大,此处覆盖层又较薄,无法满足施工期稳桩要求,因此桩基采用自重较小的D1200mm钢管桩,将其打入至中风化岩面.同时,北侧覆盖层厚度较薄,仅10m左右
13、,桩基的设计抗拔承载能力较差,对于几根受拉力较大的钢桩采用斜桩锚岩以提高其抗拔力.3,4号靠船墩基岩埋藏较深,采用常规的高桩墩台结构,桩基选用22根蛰遨Dl200mmB1型混凝土大管桩.将其打人至粉质粘土混碎石层(一2层).万吨级工作平台为高桩墩式结构.双层平台,桩基地质情况接近3号靠船墩,采用30根;1200mmB1型混凝土大管桩.综合楼平台为高桩墩式结构,采用l4根D800mmB型PHC桩.引桥长105m,宽8.5m,为高桩墩式结构.上部结构采用预应力混凝土空心大板.引桥根部靠近海堤处3只墩台采用4根Dl000mm钻孔灌注桩.其余各墩均采用5根D800mmB型PHC桩.5.2施工期注意事项
14、本工程在施工图设计阶段.根据建筑物的具体位置和桩位布置情况,在已有钻孔资料的基础上,布设施工图阶段详细勘察钻探,以进一步摸清岩面起伏情况,以确定合理的桩长,保证施工顺利完成.根据以往类似工程设计,施工的经验,在本工程施工时.应采取削坡减载,趁高潮打桩和严格控制打桩速率等防范措施,防止岸坡失稳,保证施工顺利进行.图2码头桩型图6结语宁波大榭中海石油码头有限公司3万吨级沥青码头于2010年5月完成施工图设计,并在同年6月通过了施工图审查.于2010年7月开始施工,现已接近工程收尾阶段,工程施工较为顺利,未出现大的设计问题.参考文献1.兀1J25498.港口工程桩基规范.2JTS16712010.高桩码头设计与施工规范.一13
