沿海碼頭灌注樁平臺(tái)搭設(shè)施工工藝

1、<p>　　沿海碼頭灌注樁平臺(tái)搭設(shè)施工工藝</p><p>　　摘要：近幾年來(lái)，隨著我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，沿海碼頭工程項(xiàng)目不斷增多，碼頭引橋岸側(cè)淺水段樁基多采用灌注樁，此處頂層地質(zhì)多為流塑淤泥，且深度較深，地基承載力小，保證灌注樁平臺(tái)的穩(wěn)定尤為重要。本文通過(guò)工程實(shí)際結(jié)合受力計(jì)算，簡(jiǎn)要介紹灌注樁平臺(tái)搭設(shè)施工工藝。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：沿海碼頭；灌注樁平臺(tái)搭設(shè)；施工工藝

2、</p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： TU473.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　溫州市樂(lè)清灣某5萬(wàn)噸級(jí)散貨碼頭，引橋根部1#-7#排架樁基采用Φ1100mm 鉆孔灌注樁。為順利進(jìn)行灌注樁施工，需搭設(shè)施工平臺(tái)，擬建平臺(tái)結(jié)構(gòu)如下：平臺(tái)長(zhǎng)69.2m，寬13.0m，頂面標(biāo)高為+5.0m，共有13個(gè)排架，排架間距為5.5m，每個(gè)排架有7根樁，同排樁中心間距為2m，樁基采用φ400鋼管

3、，長(zhǎng)度21m，每排架樁上設(shè)置一根250H型鋼作為橫梁，橫梁上布置18根250H型鋼作為縱梁，平臺(tái)中間5m范圍設(shè)置10根縱梁，頂部鋪設(shè)10mm厚鋼板，作為一條行車(chē)通道，用于灌注樁鋼筋籠及砼的運(yùn)輸。兩側(cè)4m范圍各布置4根縱梁，上鋪5cm厚木板，用于鉆機(jī)施工平臺(tái)。 </p><p><b>　　五、計(jì)算書(shū) </b></p><p><b>　　1.計(jì)算說(shuō)明 <

4、;/b></p><p><b>　?。?）荷載 </b></p><p><b>　　恒載（每跨） </b></p><p>　　10mm厚鋼板：0.785KN/m2 </p><p>　　250H型鋼縱梁：q1=0.706KN/m </p><p>　　250H型鋼

5、橫梁：q2=0.706KN/m </p><p>　　活載：沖擊系數(shù)取1.2，假設(shè)荷載均勻分布在每個(gè)車(chē)輪上 </p><p>　　4輪25汽車(chē)吊吊裝時(shí)總重30t，輪距2m，軸距4.3m，單個(gè)輪壓P1=1.2*30/4=9t=90KN。 </p><p>　　4輪滿(mǎn)載8方砼橄欖車(chē)總重35T,輪距1.9m，軸距4m, 單個(gè)輪壓P2=1.2*35/4=10.5t=105K

6、N。。 </p><p>　　沖孔鉆機(jī)重8T,設(shè)2根軌道，單軌壓力P3=1.2*80/2=48KN。 </p><p>　　回旋鉆機(jī)及導(dǎo)管重16T,單軌壓力P4=1.2*160/2=96KN。 </p><p>　?。?）主要材料參數(shù) </p><p>　　Q235鋼材力學(xué)參數(shù): </p><p>　　彎曲應(yīng)力[σw]

7、=1.45×105KN/m2 </p><p>　　剪應(yīng)力[τ]=0.85×105KN/m2 </p><p>　　軸向應(yīng)力[σ]=1.40×105KN/m2 </p><p>　　彈性模量E=2.1×108 KN/m2 </p><p>　　250H型鋼截面特性（高寬250mm，翼板厚t=14mm，肋

8、板厚tw=9mm） </p><p>　　截面面積A=90.0cm2 </p><p>　　慣性矩I=10578.8cm4 </p><p>　　抵抗系數(shù)W=846.3cm3 </p><p>　　面積矩（靜矩）Sx=468.4cm3 </p><p>　　每米重量M=70.6Kg/m </p><

9、p>　　φ400×8mm鋼管，壁厚按δ=7mm進(jìn)行計(jì)算，其鋼管截面特性如下： </p><p>　　截面面積A1=86.425cm2 </p><p>　　慣性矩I1=16690.653cm4 </p><p>　　抵抗系數(shù)W1=1669.065cm3 </p><p>　　截面回旋半徑ix=13.896cm </p&g

10、t;<p>　　每米重量M1=67.844Kg/m </p><p><b>　　2.荷載計(jì)算 </b></p><p>　?。?）縱梁荷載驗(yàn)算 </p><p>　　單跨縱梁布置如下圖 </p><p>　　根據(jù)工程情況，縱梁最大承載為滿(mǎn)載8方橄欖車(chē)荷載。分析認(rèn)為，橄欖車(chē)最不利位置布置情況有如上圖1#和2

11、#兩種情況，取輪胎中線兩側(cè)1m寬度范圍進(jìn)行受力分析，假設(shè)每個(gè)輪胎的壓力都由2根250H型鋼承載。 </p><p>　　縱梁所受均布荷載q=1m范圍鋼板自重+2根縱梁自重=0.785+2×0.706=2.2KN/m，集中荷載為汽車(chē)輪壓P=105KN。本施工平臺(tái)計(jì)算按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，下面分別進(jìn)行計(jì)算： </p><p>　　1.橄欖車(chē)輪胎在1#位置，受力簡(jiǎn)圖如下： </p>

12、<p>　　最大彎矩Mmax=Pa+ql2/8=105×0.75+2.2×30.25/8=87.1KN.M </p><p>　　最大剪力Vmax=P+ql/2=105+2.2×5.5/2=111.1KN </p><p><b>　　截面應(yīng)力 </b></p><p>　　彎應(yīng)力σ=M/w=87.1

13、/（2×0.846×10-3）=51.5×103=51.5MPa <145MPa </p><p>　　剪應(yīng)力τ=VSx/Itw=111.1×4.68×10-4/(1.06×10-4×0.009)=54.5MPa <85MPa </p><p>　　撓度f(wàn)=PaL2（3-4a2）/2*24EI+5ql4/(2

14、*384EI) =105×0.75×5.52×0.75/2×24×2.1×108×1.06×10-4)+5×2.2*5.54/(2×384*2.1×108×1.06×10-4) </p><p>　　=0.2cm< L/200=2.25cm。 </p><p&

15、gt;<b>　　滿(mǎn)足要求。 </b></p><p>　　2.吊車(chē)輪胎在2#位置，受力簡(jiǎn)圖如下： </p><p>　　最大剪力Qmax=P/2+ql/2=105/2+2.2×5.5/2=58.6KN </p><p>　　最大彎矩Mmax=PL/4+ql2/8=105×5.5/4+2.2×30.25/8=152

16、.7KN.M </p><p><b>　　截面應(yīng)力 </b></p><p>　　彎應(yīng)力σ=M/w=152.7/（2×0.846×10-3）=90.2×103=90.2MPa <145MPa </p><p>　　剪應(yīng)力τ=VSx/Itw=58.6×4.68×10-4/(1.06

17、5;10-4×0.009)=28.7MPa <85MPa </p><p>　　撓度f(wàn)=PL3/2*48EI+5ql4/(2*384EI) =152.7×5.53/2×48×2.1×108×1.06×10-4)+5×2.2*5.54/(2×384*2.1×108×1.06×10-4) =1

18、.2cm< L/200=2.25cm </p><p>　　所以縱梁能滿(mǎn)足要求。 </p><p>　?。?）橫梁荷載驗(yàn)算 </p><p>　　每排橫梁有7根樁基，形成6跨，每跨跨度為2m，取其中一跨進(jìn)行受力計(jì)算，假設(shè)輪壓作用點(diǎn)在橫梁跨中位置，橫梁所受均布荷載q=橫梁自重+1m寬鋼板自重+2根縱梁自重=0.706+0.785×5.5+0.706&#

19、215;2×5.5=12.8KN/m，集中荷載P=輪壓=105KN </p><p>　　橫梁受力簡(jiǎn)圖如下圖： </p><p><b>　　計(jì)算橫梁所受力： </b></p><p>　　最大剪力Qmax=P/2+ql/2=105/2+12.8×2/2=65.3KN </p><p>　　最大彎矩M

20、max=PL/4+ql2/8=105×2/4+12.8×4/8=58.9KN.M </p><p><b>　　截面應(yīng)力 </b></p><p>　　彎應(yīng)力σ=M/w=58.9/（0.846×10-3）=69.6×103=69.6MPa <145MPa </p><p>　　剪應(yīng)力τ=VSx/It

21、w=65.3×4.68×10-4/(1.06×10-4×0.009)=32.0MPa <85MPa </p><p>　　撓度f(wàn)=PL3/48EI+5ql4/(384EI) =105×23/48×2.1×108×1.06×10-4)+ </p><p>　　5×12.8*24/(384

22、*2.1×108×1.06×10-4) </p><p>　　=0.1cm< L/200=3cm </p><p>　　所以橫梁能滿(mǎn)足要求 </p><p>　?。?）樁基極限承載力計(jì)算 </p><p>　　樁基承載力為鋼樁本體極限承載力、鋼樁失穩(wěn)承載力和鋼樁支撐地面極限承載力三者中的最小者。以下分別對(duì)三

23、者進(jìn)行計(jì)算： </p><p>　　1.單根φ400，δ=7mm鋼管截面承受的允許壓力[N] </p><p>　　[N]=A×[σ]=86.425×10-4×140×103=1210KN </p><p>　　2.由于鋼管樁為壓桿，要考慮壓彎失穩(wěn)，故進(jìn)行穩(wěn)定性校核 </p><p>　　該處鋼管做大自

24、由長(zhǎng)度為L(zhǎng)=8m。 </p><p>　　鋼管細(xì)長(zhǎng)比為λ=L/ix=800/13.896=57.5<150,無(wú)需驗(yàn)算壓彎失穩(wěn)。（參見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》424頁(yè)） </p><p>　　3.淤泥段鋼管插入淤泥13m，根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ_254-98）第8-12頁(yè)規(guī)定，單樁垂直極限承載力按下式計(jì)算： </p><p>　　Qd=（U∑qfili+qr

25、A）/γr=（3.14×0.4×14×13+0×0.0086）/1.45=157.6KN </p><p>　　Qd—單樁極限承載力設(shè)計(jì)值 </p><p>　　γr—單樁垂直承載力分項(xiàng)系數(shù)。γr取1.45，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜或永久作用所占比重較大時(shí)，γr可取1.55； </p><p><b>　　U—樁身截面周長(zhǎng) &

26、lt;/b></p><p>　　qfi—單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，對(duì)預(yù)制混凝土擠土樁可按表4.2.4-1采用，本工程取14。 </p><p>　　li—樁身穿過(guò)第i層土的長(zhǎng)度（m）； </p><p>　　qr—單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）。如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)，對(duì)預(yù)制混凝土擠土樁可按表4.2.4-2采用。 </p&

27、gt;<p>　　A—樁身截面面積（㎡）。 </p><p>　　故單根鋼管允許承載力[P]= 157.6KN,所以后續(xù)驗(yàn)算鋼管的豎向荷載必須小于157.6KN， </p><p>　?。?）樁承載力計(jì)算 </p><p>　　每排樁所需承受最大荷載為：滿(mǎn)載橄欖車(chē)重+鉆孔樁機(jī)重+縱梁自重+橫梁自重=1.2×（350+160）+0.706

28、15;5.5×18+0.706×13=691KN<157.6×7=1103KN，樁基承載力滿(mǎn)足要求，本設(shè)計(jì)可行。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 500017-2003） </p><p>　　《港口工程樁基規(guī)范》JTS167-4-2012 &