溫州巴曹船閘駁岸碼頭除險加固工程潮汐穩(wěn)定性分析

溫州巴曹船閘駁岸碼頭除險加固工程潮汐穩(wěn)定性分析

南端的巴曹漁民位于巴曹市，敖江南岸。它是溫州最大的海上保護區(qū)。巴曹鎮(zhèn)擁有漁船800多艘,其中大馬力外海鋼質漁輪500多艘。每逢漁汛季節(jié),近千余艘漁船云集于此,進行卸貨、交易、補給等作業(yè)。為了解決巴曹漁港基礎設施簡陋,船多為患,擁擠不堪,推動巴曹漁業(yè)的快速發(fā)展,1992年2月至2004年10月巴曹鎮(zhèn)政府陸續(xù)建成駁岸碼頭1105m。其中建于1992年8月的第Ⅰ段長132.5m,受潮汐、船只系纜力、擠靠力及上游水閘放水沖刷等綜合影響,駁岸碼頭淘空,于2004年10月17日發(fā)生嚴重外移及沉降,居住在駁岸碼頭邊的43戶村民的房屋岌岌可危,隨時面臨倒塌的危險。為了確保駁岸碼頭安全,2005年1月至2005年2月進行了除險加固處理,效果明顯。1船岸潮質和潮位蒼南縣巴曹漁港駁岸碼頭位于溫州市漁都—巴曹鎮(zhèn),以按港堤結合,采用樁基承臺結構,基礎為φ40cm的鉆孔灌注樁,孔深22米,堤寬3.0m,底部為C25砼承臺,厚為60cm,承臺上部為M10漿砌條石,隨著巴曹漁業(yè)經濟發(fā)展,漁船靠泊和漁貨裝卸漁港碼頭上使用,明顯増加了漁船的系船力和汽車荷載,原舥艚漁港極大部分為20～30T木質漁船,現(xiàn)80～100T的鋼質漁船已成為漁港主要船型,由于漁船頂頭靠泊,落潮時,漁船船頭擱置在駁岸上,給駁岸增加了額外的荷載,駁岸前沿泥面明顯較原設計時降低,原設計時,駁岸前沿泥面高程為4.25m(吳凇高程,下同),現(xiàn)泥面高程已達1.8～0.8米,局部達-0.3m,造成對岸坡穩(wěn)定更為不利;本工程基床下地質是淤泥及淤泥質粘土,抗沖防滲性能差。本工程其潮汐特征值如下:最高潮位6.35m;最低潮位-2.02m;平均高潮位4.27m;平均低潮位-0.05m;最大潮差7.33m;最小潮差1.30m;平均潮差4.32m;平均海平面2.10m;平均漲潮歷時6小時02分;平均落潮歷時6小時24分。本工程地質其地基土層可分為4層,第一層淤泥質粉質粘(2.8～-4.0),層厚為6.8m,均勻性較差,第二層淤泥(-4.0～-29.0),層厚為25.0m,第三層角礫混淤泥(-29.0～-32.7),層厚為3.7m,第四層粘土(-32.7～-44.8),層厚為12.1m,層位穩(wěn)定,是理想的樁端持力層。2施工技術2.1抗沖抗滑穩(wěn)定駁岸碼頭坡失去穩(wěn)定性是由于土體內的剪應力超過了土體剪強度,即駁岸碼頭坡的穩(wěn)定性安全系數(shù)k<1.3,小于規(guī)范所要求的下限。根據(jù)駁岸碼頭現(xiàn)狀斷面和地質情況,經駁岸碼頭坡穩(wěn)定分析與計算,要提高防沖抗滑穩(wěn)定,駁岸碼頭除險加固方案采用預應力管樁防護和駁岸前沿拋石護坡防沖鎮(zhèn)壓的抗滑動技術,即在駁岸碼頭前沿振入每根長為36m且φ60cm的預應力混凝土管樁,采用雙排交錯布置,每排預制管樁之間的距離為2.0m,兩排預應力混凝土管樁間距1.5m,交錯距離為1.5m,相領預應力混凝土管樁之間用工型槽鋼焊接。預應力混凝土管樁施工完畢后,拋填塊石寬為3.0m,厚2.0m,防止潮流對碼頭腳的進一步沖刷,同時具有鎮(zhèn)壓作用。2.2預應力混凝土管樁打樁工藝壓管樁的施工程序為:測量定位-樁吊就位-復核樁位-吊樁插樁-樁身對中調直-靜壓沉樁-接樁-再靜壓沉樁-送樁-終止壓樁-樁質量檢驗。本工程由華南路橋工程公司承建(在敖江承建甌南大橋的公司),采用吊機船(動力360kw,吊臂長45m)結合30T電動振動打樁機的機械化施工方式。預應力混凝土管樁PHCφ600(100)AB型C80,外徑60cm、壁厚11cm、砼強度C80。整個打樁過程包括預制管樁加工、管樁起吊、管樁施打、水上接長。預應力混凝土管樁由加工廠頂制成12m每節(jié),運至施工現(xiàn)場,打樁船用吊臂把管樁吊入樁機導管,經儀器定位后施工,下樁過程中管樁及樁架應保持重直,由于施工需要管樁長度為36m,吊機高僅有20m,所不能將管樁在岸上一次性接長,而需兩次3段在水上接樁,在振入第一根預制管樁露出水面2.0m時用吊機吊起第二根樁與第一根樁對接用電焊上下節(jié)焊接牢固,然后慢慢振入,第三根焊接振入類同。塊石由每車3m2.3保持治療本工程振入預應力混凝土管樁37根總長為1332m(12×3×37),由于潮汐因素影響,每天只有兩次在高潮位時方可施5小時,每天只能完成2根。拋石鎮(zhèn)壓1460m2.4管樁樁寬基開挖和樁焊接質量控制測量定位是確保整個工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。定位出偏差,將直接導致預應力混凝土管樁的偏位,進而損害預制管樁的受力平衡,用3臺經偉儀進行方位角定位并用以控制打樁深度和樁的垂直度。水上打樁在施工前要了解地質情況,在打樁前,進行基槽開挖,清除原地基表面抉石,使管樁能順利穿過。施打預應力混凝土管樁在水下施工,其軸線定位、高程控制、水平測量、樁對接焊接、樁運輸裝卸等都比陸地上施工困難,為嚴格控制質量,質監(jiān)人員、施工人員都要反復檢測,特別加強樁焊接質量監(jiān)督檢查,并有書面記錄資料。拋石取整體性好、質硬、無風化、單體重量在50kg以上的石料作為質量控制,嚴格拋填軸線位置及高程。2.5工程實施及位移情況由于本工程交通便捷,預應力混凝土管樁和塊石都用汽車運輸至駁岸碼頭,大大降低了工程投資,總計工程投資為56萬。經過25天的緊張施工,工程施工達到設計要求。預應力混凝土管樁防護和駁岸前沿拋石護坡防沖鎮(zhèn)壓的抗滑動技術應用實施,增強了駁岸碼頭坡的抗滑穩(wěn)定和防沖鎮(zhèn)壓,抗潮減災效益十分明顯。本工程實施前駁岸碼頭2004年10月17日至2005年1月10日最大位移1.5m,平均位移1.0m,沉降1.3m。工程實施完工后2005年2月5日至2005年4月5日最大位移8cm,平均位移3cm。2005年4月5日至2005年10月8日平均位移1cm。駁岸碼頭逐漸穩(wěn)定。3吊機船的起吊能力受潮漲落的影響本抗滑防沖技術在巴曹漁港駁岸碼頭實施后,效果良好。工程在實施過程中,從運載、裝卸、吊樁、焊接、振樁、拋填均采用機械操作,