冬季夾樁方案

1、天津臨港造修船基地1-4#突堤碼頭工程抗冰夾樁施工方案一、工程概況塢口前沿線外布置有4座突堤碼頭。其中位于1塢塢口東側(cè)為1突堤碼頭，長度76.6m，寬度12m；位于兩塢正中的為2、3突堤碼頭，最大長度約80.96m，寬度48m；位于2塢塢口西側(cè)為4突堤碼頭，長度73.6m，寬度12m。突堤碼頭面標高均同廠區(qū)地坪為6.00m，前沿線設(shè)計泥面標高為-8.0m，端部水域泥面為-9.0m。現(xiàn)澆下橫梁底標高為2.80m，斷面尺度為1300×1200(b×h)，下橫梁上為預(yù)制矩型鋼筋混凝土軌道梁、邊梁，其中軌道梁底寬800mm（1200mm）、高度2000mm，邊梁底寬400mm、高度

2、1200mm。上橫梁現(xiàn)澆至標高5.38m時，安裝450厚預(yù)制鋼筋混凝土空心大板，最后現(xiàn)澆170mm厚面層鋼筋混凝土，將碼頭連成整體。目前1#突堤與2#突堤已基本完成，4#突堤還未進行方樁沉設(shè)，3#突堤與平臺共沉設(shè)方樁157根，其中143根樁需要進行抗冰夾樁為保證已經(jīng)打設(shè)砼樁安全越冬，需進行臨時加固，特編制抗冰夾樁施工方案。二、依據(jù)資料渤海海冰設(shè)計作業(yè)條件（海洋出版社2001版·ISBN）港口工程荷載規(guī)范（JTS144-1-2010）港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-1-2010）港口工程結(jié)構(gòu)設(shè)計算例（交通部第一航務(wù)勘察設(shè)計院1998）三、3#

3、突堤碼頭及平臺夾樁方案突堤碼頭采用縱向空心大板的高樁梁板式結(jié)構(gòu)，橫向排架間距7m，樁基采用650×650（平臺采用600×600）預(yù)應(yīng)力方樁，突堤碼頭部分一般每一排架設(shè)8根樁，平臺每一排架一般設(shè)5根直樁。完成沉樁后，將樁頂鑿除至設(shè)計樁頂標高，設(shè)1道夾樁木（10×15夾樁木外扣16槽鋼），基樁橫向上（45根樁）采用鋼梁將方樁加固在一起，縱向上采用鋼梁將相鄰排架的砼方樁連接加固在一起，排架間設(shè)置斜向撐，以每2個排架為一個整體，作為受力對象，由于3#突堤樁間距較平臺小，受力不如平臺樁受力大，下面只對平臺樁進行詳細驗算。四、夾樁計算書1、冰壓力計算 需夾樁區(qū)域以冰擠壓樁直

4、至破碎情況進行計算。根據(jù)渤海海冰設(shè)計作業(yè)條件對冰區(qū)劃分，該施工區(qū)域?qū)儆诘?（歧口）、8（曹妃甸）區(qū)域之間，按5年重現(xiàn)期進行取值，冰厚h21cm，冰抗壓強度1.12MPa(海冰溫度取5,根據(jù)港口工程荷載規(guī)范)。碼頭橫向為東西方向，縱方向為南北方向，橫方向排架間距為7.0m，流冰作用力作用在北側(cè)的樁上，北側(cè)樁受水平力大小為FB×h×0.60×0.21×1125=141.75KN，由上述計算知冰對樁的作用力為F141.75KN，年前所需加固樁泥面標高為5-7m，按平均泥面-6m計算，樁頂標高為3.5m,夾樁處位置標高2.7m。2、流冰撞擊力 由于本工程正對港池

5、和航道，漲潮時冰的流動方向正對碼頭前沿，其沖擊力為： Pc=KVbh（Q）1/2 Pc-流冰撞擊力（KN） K-與冰的極限抗壓強度有關(guān)的系數(shù)，取K=38 Vb-流冰速度（m/s），對海上僅受到風(fēng)影響而流動的冰塊，取Vb=1 m/s h-冰厚，取h=0.21m Q-流冰面積，取與冰厚h相對應(yīng)的面積，取單樁周圍的冰面積Qmax=7×7=49m2 Pc=38×1×0.21×（49）1/2 Pc=79.8KN3、凍結(jié)在樁上的連續(xù)冰層作用力 Pn=3000×h2/1n（50h/d） h-結(jié)冰期最大冰厚 d-墩柱直徑，取樁斷面d=0.848（外接圓） Pn

6、=3000×0.32/1n（50×0.3/0.848）=93.97KN 砼方樁設(shè)計承載力為2044KN993.97KN 綜合，流冰壓力Pc=79.8KNF141.75KN4、嵌固點計算嵌固點按照港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）進行計算，嵌固點深度tT:2, T=(EpIp/(mbo)1/5, m=4500KN/m4,樁砼C50，Ep3.45×107KN/m2,Ip=0.64/12-0.274×/64=10.5*10-3 m4,bo=2d=1.2m,T=(EpIp/(mbo)1/5=(3.45×107×10.5*10-3/(450

7、0×1.2)1/5=1.5mt=2×1.5=3.0m（標高9m），如下圖：5、不同標高樁身受力計算（1）、冰的作用點在+2.7m時：10根樁所抵抗的水平力F141.75KN, 10根樁能形成剛性整體，單根樁2.7m處受力Fd=F/10=141.75/6=14.18KN,樁身在泥面處所受彎矩M08.7*Fd123.37KN·m，根據(jù)港口工程樁基規(guī)范C1M0/(H0×T)=138.62/(21.66×2.2)=2.91,其中M0為泥面處樁身彎矩，H0為泥面處樁身所受水平力，T為樁身相對剛性系數(shù)。根據(jù)m法計算用無量綱系數(shù)表，取大值C21.169,最大

8、彎矩MmaxM0×C2=23.37×1.169=144.22KN·m（2）、冰的作用點在0.5m時：此時按樁在嵌固點位置固接，夾樁處絞接進行計算。樁身嵌固點處所受彎矩為：M嵌Pb（L2-b2）/(2L2)141.75×1.5×(9.52-1.52)/(2×9.52)=103.66KN·m綜上所述MU>1.6M,在冰厚不超過21cm情況下能抵抗冰的影響。6、夾樁鋼梁計算：碼頭橫向為東西方向，縱方向為南北方向，橫方向排架間距為7.0m，取7.0m流冰作用力作用在北側(cè)的樁上，受冰的作用力主要為南北方向，夾樁鋼材計算如下：（1

9、）、縱向夾樁鋼材計算，擬選用20工字鋼進行夾樁，20工字鋼計算參數(shù)：Ix2370cm4,ix=8.15cm,Iy=158cm4,iy=2.12cm，計算長度L6.5m，A35.5cm2。、 強度驗算：N/A141.75/(35.5×10-4)=39.9MPa<210 Mpa 強度滿足要求、剛度驗算：x=L/ ix=655/（2×8.15）=40.18y=L/ iy=655/（2×2.12）=154.48剛度滿足要求、穩(wěn)定性驗算：截面關(guān)于x軸y軸都屬于b類，y>xy(SQRT（fy/235）)=154.48查表得 0.304N/(×A)= 14

10、1.75×103/(2×0.304×35.5×102) =65.68 Mpa<215Mpa整體穩(wěn)定性滿足要求、20焊口受剪力驗算：（鋼背部焊肉hf=7.0mm）Ne/Ae=141.75/(0.7×7.0×(6.5-0.7×2)×10-5×2×2)=141.7 Mpa<215 Mpa有上可知雙拼20工字鋼滿足夾樁要求（2）、橫向夾樁鋼材計算，按照簡支梁計算，擬選用32工字鋼進行夾樁，32工字鋼及荷載計算參數(shù)： q=19195N/m，l=6.5m，Wx=692.2cm3， 、強度驗算：M

11、max=ql2/8=19195×6.52/8=101.4kN·m= Mmax/Wx=101.4/(2×692.2)=73.24N/mm2強度滿足要求 、抗剪驗算：Qmax= ql/2=19195×6.5/2=62383.75N查表得：Ix/Szmax=27.46cm，d=9.5mmTmax=62383.75/ （Szmax×d×2）=11.96N/mm2t抗剪滿足要求、32焊口受剪力驗算：（鋼背部焊肉hf=9.5mm）Ne/Ae=63.38/(0.7×9.5×(6.5-0.95×2)×10-5&

12、#215;2×2)=50.96Mpa<215 Mpa（3）、冰荷載對夾樁木作用力計算：根據(jù)高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-1-2010）取單對夾樁木承受荷載為5T，其中對拉螺栓為20圓鋼，方墊為110*110*13mm鋼墊，緊固工具為1m臂長扳手。由于潮水漲落，所在碼頭樁區(qū)域內(nèi)部冰會附著于夾樁木及連接鋼材上形成整體，對夾樁木具有下壓和浮托的力。每5根樁位一組，冰作用范圍按24*8m，冰厚按21cm進行計算冰作用力下壓力：F24×8×0.21×0.94.022=12.126T上浮力：F24×8×0.21×(1.10

13、.9)-4.022=4.042T單對夾樁木承受荷載為5T， 2根樁承受總荷載為10T,有上可知，夾樁木可以承受冰上浮,不能承受下壓作用力，為提高承受下壓力，采用在樁頂設(shè)置U型兜攀，兜攀為30圓鋼，兜攀與夾樁鋼梁焊接加固，每根樁1根，承受荷載為15t，5根樁承受總荷載為75T，滿足承受下壓作用力要求。五、夾樁安全措施為保證夾樁達到預(yù)期效果，保證過冬期間樁基安裝，在加固過程中需注意以下事項：1、夾樁木采用10×15木枋，夾樁過程中保證水平，木方長邊與樁接觸；2、對拉螺栓采用M20螺栓，位置距樁邊不得大于5cm；3、對拉螺栓兩端均需擱置110*110*13方墊，然后用臂長1m扳手將螺母盡力

14、校緊，做到鋼墊片入夾樁木至少1mm；4、平臺樁頂鋼筋須子須對稱挑兩根與縱向鋼梁可靠焊接，與夾樁木共同抵抗上浮力5、鋼梁與鋼梁相交處，鋼梁背部及開口處均需通長焊接，并保證焊肉高度；6、現(xiàn)場無法實施環(huán)節(jié)需與技術(shù)人員取得聯(lián)系；7、加固完后，仔細按施工圖進行檢查，盡量避免返工；8、在施工過程中確保人身安全，不違章指揮、不違章操作，互相提醒、互相照顧。加固完成后須加大檢查力度：1、無冰凌期，每天巡視預(yù)防過往船只碰撞已加固成型段；檢查警示標示及安全旗完好情況；防止加固鋼梁被盜竊工作；2、冰凌期，每天除防止無冰凌期事項，另外需逐個檢查加固設(shè)施的完好性，出現(xiàn)開焊，鋼梁丟失及時進行匯報并修復(fù)；整個冬季每天需做好檢查記錄。六、附件 1、3#突堤及平臺夾樁施工圖天津臨港造修船基地1-4#突堤碼頭工程平臺抗冰夾樁補充方案一、補充說明“抗冰夾樁冬季施工方案”中已經(jīng)對夾樁鋼梁的受力進行了詳細驗算，并且驗算結(jié)果均合格，由于平臺樁基抗冰夾樁采取與吊底相結(jié)合的工藝，故須對樁基抵抗上浮力進行單獨驗算，本補充方案主要針對平臺樁基抵抗冰層的上浮力進行專項驗算。二、上浮力驗算 由于潮水漲落，所在碼