复杂软基条件下沉箱出运坡道加固设计研究.pdf
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1、 建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 21 期 2023 年 11 月Vol.54 No.21 Nov.20232590沿海城市是我国与其他国家交流的重要枢纽,也是经济发展不可忽视的一环。随着港口输入和输出量的增加,新建港口越来越多,且原有港口的改建、扩建工程也一直没有停下12。这种现象造成目前大吨位起吊船使用量不断增加,因为大吨位起吊船的船期有限,越来越多的港口建设受到了影响,最主要的是因为在海边进行建设,工期一旦延误将导致整个项目进度严重受损,所以沉箱由坡道出运的建设方式受到了广泛的关注34。海边港口的建设一直以来都存在着软弱地基处理的问题,如何在
2、软弱地基上建设能符合沉箱出运条件的坡道,需要通过不断优化设计,根据项目的实际地质条件、水文条件进行判断45。如何加固坡道,使其能够满足要求,成为当下治理此问题的关键。根据项目实际情况使用 midas CIVIL 有限元软件对坡道的加固设计建立模型,得到满足要求的加固 设计56。此研究参考港口 F 的建设工程,因计划船期变化,需要改变原沉箱出运计划,由船用改为坡道出运,沉箱共两种形式,最大重量为 520 t。项目地下有厚层淤泥,承载能力较弱,所以在坡道正式建设前需要对坡道的地下部分进行换填,换填使用城市建设废料,主要包括建设砖渣。回填后建设的出运坡道仍需要进行加固处理,加固部分的施工措施需要根据
3、实际情况完成受力分析,从安全性、经济性和工复杂软基条件下沉箱出运坡道加固设计研究张树彬,张洪涛(中交广州航道局有限公司,510000,广州)摘要:根据港口 F 地区的软弱地基情况,结合项目坡道设计需求,探讨了几种沉箱外运坡道的设计形式,并针对软弱地基进行坡道的加固设计,然后使用 MIDASCIVIL 对几种不同的加固方式分别建立模型,根据模型计算结果对比分析实际计算结果,完成坡道加固分析。结果表明:软弱地基上坡道的承载力与坡道加固设计的厚度不完全呈线性关系,坡道加固不仅要提升厚度,还要考虑变形的连续和施工组织,选择合适的加固方案;考虑潮汐变化按区域设置碎石层、水稳层和混凝土层的加固方式,提高了
4、坡道的承载力,保证坡道的稳定。关键词:高压旋喷桩;复合地基;基床系数;荷载试验;抗压刚度中图分类号:TU 74 文献标志码:A 文章编号:10004726(2023)21259005stuDy on reinforcement Design of heavy caisson transportation ramp unDer complex soft founDation conDitions ZhaNG Shu-bin,ZhaNG hong-tao(CCCCGuangzhouDredgingCo.,Ltd.,510000,Guangzhou,China)abstract:This study
5、 mainly discusses the design forms of several caisson outbound ramps according to the soft foundation conditions in Port F area and the ramp design requirements of the project,and carries out the ramp reinforcement design for the soft foundation,and then uses Midascivil to build models for several d
6、ifferent reinforcement methods,and compares and analyzes the actual calculation results according to the model calculation results,and completes the ramp reinforcement analysis.The results show as following.The bearing capacity of the ramp on the soft foundation is not completely linear with the thi
7、ckness of the ramp reinforcement design,which means that the reinforcement of the ramp is not only to increase the thickness,but also to consider the continuity of deformation and construction organization,and select the appropriate reinforcement scheme.Considering the change of tide,the reinforceme
8、nt methods of gravel layer,water stabilized layer and this layer are set according to the region,which improves the bearing capacity of the ramp and ensures the stability of the ramp.Keywords:port engineering;soft foundation;caisson shipment;ramp reinforcement;finite element analysis收稿日期:20230925作者简
9、介:张树彬(1985),男,浙江遂昌人,高级工程师,email:.2591张树彬,等:复杂软基条件下沉箱出运坡道加固设计研究程效率 3 个方面确定最终的加固方案。1 工程概况1.1 工程地点及范围该项目 F 沉箱预制场位于场区东侧空地,共两块场地,第一块场地长约 144 m,宽 44 m,占地面积约 6 336 m2;第二块场地紧邻第一块场地的北侧,尺寸长 92 m,宽 28 m,占地面积 2 576 m2,总计8 912 m2。沉箱预制场位置如图 1 所示。滩涂项目范围海蓝码头沉箱预制场位置占地面积约8 912 m2港池图 1 沉箱预制场位置1.2 水域条件港池内水深为 6.03.0 m;预
10、制场前沿设计水深约为 1.5 m,。沉箱安装现场原南护岸开挖基槽外侧为滩涂,长约 6070 m,标高为+3.000+4.000 m,原西护岸开挖基槽外侧至原旧堤间全部为滩涂,标高为+3.000+4.000 m。在沉箱安装期间,应禁止渔船出行及砂船进入港池内。预制场前沿紧邻海监码头,码头上停靠海监执法船舶,需要提前与海监相关部门协调沟通,沉箱安装期间做好船舶避让。1.3 地质条件据地面调查及野外钻孔揭露,土层自上而下分布见表 1。表 1 图层分布土层序号土层名称土层特点厚度/m工程性质1杂填土粘性土,分布不均匀1.808.60差2淤泥局部相变为淤泥质土,灰黑、深灰色0.204.80差3粉质粘土局
11、部相变为粘土1.106.50一般4粗砂矿物成分为石英,级配较差0.704.80一般59残积质粘土 花岗岩残积砂质粘性土及不同风化等级花岗岩0.916.3较好2 沉箱外运工艺及坡道加固设计2.1 沉箱外运工艺本项目原沉箱出运、安装施工采用 600 t 起重船靠预制场前沿水域直接起吊沉箱并吊运至现场进行安装的工艺,原定的 600 t 变幅式起重船因其他重点项目需求,临时改变船期,无法按原计划进场施工,适合本项目的大型起重船均无船期进行本项目沉箱安装施工,为加快推进本项目施工,需要及时调整沉箱出运和安装工艺。具体调整工艺如下:调整沉箱出运方式,在护岸后方陆域新建沉箱出运坡道,坡度根据场地情况选取 4
12、%及 5%,采用气囊工艺将沉箱由预制场移运至南护岸后方岸坡平台上。调整沉箱吊运方式,沉箱在平台上等待高潮时借助浮力由 200 t 起重船进行助浮吊运。2.2 坡道加固设计本工程新建外运坡道由 5 个部分组成:碎石加固层、水稳加固层、沉箱存放平台、混凝土加固层、坡道放坡加固。第一个沉箱存放平台之前的坡道称为主坡道,两个沉箱存放平台之间的称为副坡道。坡道的总长度不变,完成区域划分后提出几种不同的加固方式。这几个部分的详细加固措施如下。方案一和方案二:外运坡道全段使用 20 cm 或30 cm 厚 C25 混凝土浇筑。方案三和方案四:沉箱存放平台使用 20 cm 厚C25 混凝土浇筑,其他外运阶段均
13、使用 20 cm 或30 cm 厚碎石加固层。方案五和方案六:沉箱存放平台使用 20 cm 厚C25 混凝土浇筑,其他外运阶段均使用 20 cm 或30 cm 厚水稳加固层。方案七和方案八:沉箱存放平台使用 20 cm 厚C25 混凝土浇筑,初始外运段使用 20 cm 或 30 cm厚碎石加固层、长 80 m;20 cm 或 30 cm 厚水稳加固层,长 50 m;最后在两个沉箱存放平台之间使用20 cm 或 30 cm 厚 C25 混凝土加固层。外运坡道加固设计示意如图 2 图 9 所示。20 cm 厚混凝土层加固20 cm 厚混凝土沉箱存放平台图 2 坡道加固设计方案一示意3 模型建立3.
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