浅谈临渊、邻崖位置的码头建设

张斌 靳如刚

【摘  要】宁波大榭岛地区已建成目前国内最大的45万吨原油中转码头，码头选址位于临渊、邻崖区域，码头建设难度较大。本文针对工程所在区域地形等特点，提出了可行的在临渊、邻崖位置建设码头的结构方案。

【关键词】45万吨;临渊;邻崖;嵌岩桩;岸坡稳定

一、工程地形、地质条件

（1）水下地形

工程场地属山前海积地貌，海域呈现上缓（潮间带）下陡（水下岸坡）的地形特征。潮间带（约10～30m）泥面平缓，标高0～-2.0m，向海微倾，坡度一般小于3°;-2.0m以下变陡，坡度达21～29°，-28m等深线离岸边距离较近，目前离岸80～170m范围内泥沙基本处于冲积平衡状态，在自然状态下岸坡稳定性较好。

（2）工程地质

水工建筑物结构选型需要考虑的重要因素是工程地质条件。根据工程地质报告，45万吨原油码头位置勘探深度范围内的岩土层划分为6个工程地质层，并细分为11个工程地质亚层，各土层详细描述如下：

（1）②层：淤泥质粉质粘土

褐灰色、灰色，流塑，薄层状，单层厚2～5mm或片径1-4mm，层间含较多粉土或粉砂团粒，粘塑性一般较差，局部为淤泥质粘土或软塑状粉质粘土，偶见贝壳碎片及黑色腐殖质，无摇震反应，干强度中等，韧性中硬。

（2）③2层：粘土、淤泥质粘土

灰色～深灰色，流塑～软塑，厚层状，含少量贝壳碎片，土质均匀细腻，以软塑状粘土为主，局部为流塑状淤泥质粘土，无摇震反应，干强度高，韧性硬。

（3）③3层：含粘性土碎石、含粘性土砾砂

灰色、黄灰色，稍密～中密，饱和，厚层状，碎石径一般2～5cm，个别大者达10cm，多呈棱角状，粘性土含量较高，局部为含粘性土砾砂或粉砂。

（4）④1层：粉质粘土

灰黄色及灰绿色，可塑，局部硬塑，厚层状，多含铁锰质斑点，偶夹碎石、砂，干强度较高，韧性中硬，无摇震反应，局部相变为粘土。

（5）④2层：粉质粘土

灰色（偶为黄灰色），软塑，局部流塑，厚层状，含少量有机质及炭化植物残骸，干强度高，韧性中硬，无摇震反应。

（6）④3层：含粘性土碎石

灰褐色、灰黄色，中密，饱和，厚层状，碎石径2～5cm，大者大于10cm，多呈棱角状，粘性土含量较高，局部为含粘性土砾砂。

（7）⑤1层：粉质粘土

灰绿色及灰黄色，可塑～硬塑，厚层状，局部粉粒含量较高，偶夹圆砾，土质不均，局部相变为粘土，干强度高，韧性中硬，无摇震反应。

（8）⑤2层：粉质粘土

灰色及灰褐色，软塑～可塑，厚层状，局部粉粒含量较高，偶夹圆砾，土质不均，局部相变为粘土，干强度较高，韧性中硬，无摇震反应。

（9）⑦层：含粘性土碎石

灰黄色、紫褐色等，饱和，中密～密实，厚层状，碎石径钻孔中见一般2～7cm，大者大于12cm，次棱角状为主，多见风化裂痕，碎石含量一般约占60～75%，其次为粘性土及角砾、砂。局部为含粘性土角砾或砾砂，偶夹0.5～1.0m厚的粘土。

二、码头结构及桩基选型

根据地质条件分析，由于该区域岩面起伏较大，若采用重力式结构，必须进行大量的水下炸礁作业，由于工程区域周边有若干已建码头，大量的炸礁作业势必会对周边码头及海堤安全造成影响，且重力式码头会产生阻水效应，会改变工程所在区域水流流态，对环境影响较大。

根据地质情况，⑧1层强风化晶屑熔结凝灰岩分布不稳定、局部缺失，而⑧2层中风化晶屑熔结凝灰岩属硬质岩类，強度高且埋深不大，结合各岩层的物理力学指标分析，⑧2层中风化晶屑熔结凝灰岩属硬质岩较适合作为本工程的桩基持力层。

根据地质报告，本工程基岩分布呈如下特点：以码头工作平台中心线为中心，北侧（1#～3#系缆墩和1#、2#靠船墩位置）基岩面相对较高，⑧2层中风化晶屑熔结凝灰岩属硬质岩层顶面标高在-18m至-40m之间，南侧（4#～6#系缆墩和3#、4#靠船墩位置）基岩面相对埋藏较深，⑧2层中风化晶屑熔结凝灰岩属硬质岩层顶面标高在-24m至-54m之间。

根据码头使用要求、工程位置波浪、水流、地质、地形等自然条件，码头采用“蝶”形布置。根据工程位置基岩分布特点，综合考虑工程造价、施工方便等因素，以码头工作平台中心线为界，北侧选用钢管嵌岩桩，南侧选用钢管打入桩。

（1）工作平台长50m，宽30m。结构采用高桩梁板结构，排架间距9m，上部结构为现浇横梁、叠合纵向梁和叠合面板。根据不同地质条件，1#～3#排架桩基采用Φ1.5m钢管嵌岩桩，每榀排架5根，桩基均为全断面直桩钻孔嵌岩，嵌岩直径1.3m，嵌岩长度6.5m;4#～6#排架桩基Φ1.5m打入钢管桩（部分基桩需采取锚杆嵌岩措施），每榀排架5根桩。

（2）靠船墩均采用高桩墩式结构，上部为现浇砼墩台。1#、2#靠船墩桩基采用Φ2.8m钢管嵌岩桩基础，其中1#靠船墩12根桩，2#靠船墩6根桩，桩基均为全断面直桩钻孔嵌岩，嵌岩直径2.6m，嵌岩长度8.5m;3#、4#靠船墩采用Φ1.5m打入钢管桩基础（部分基桩需采取锚杆嵌岩措施），其中3#靠船墩8根桩，4#靠船墩15根桩。

（3）系缆墩采用高桩墩式结构，上部为现浇混凝土墩台。桩基均采用Φ2.8m钢管嵌岩桩，其中首尾缆墩各6根桩，横缆墩5根桩，桩基均为全断面直桩钻孔嵌岩，嵌岩直径2.6m，嵌岩长度8.5m。

（4）引桥一座，长约67.5m，宽10m。上部结构采用现浇墩台和预应力砼空心板结构，墩台间距19.5m。海侧两座墩台采用Φ1.2m打入钢管桩;近岸段两座墩台采用Φ1.2m钻孔灌注桩。

（5）人行便桥墩采用高桩墩式结构，桩基采用3Φ1.2m打入钢管桩（部分基桩需采取锚杆嵌岩措施）。

根据计算，本工程的打入钢管桩、钢管嵌岩桩的强度、应力满足设要求，桩基承载力也满足使用要求，同时码头结构的水平位移较小，承载能力及正常使用各工况均满足规范要求。

三、沉桩施工对岸坡稳定的影响

通常，邻崖、临渊位置的水下岸坡都相对较陡，本工程水下岸坡在-2.0m以下突然变陡，坡度达21～29°，另外在场地内分布有长条状凸起的暗礁，水下岩坡较缓。总之，场地呈现上缓（潮间带）下陡（水下岸坡）的地形特征，-25m等深线离岸边距离较近，在80～170m范围内泥沙基本处于冲积平衡状态，在自然状态下岸坡稳定性较好，但沉桩施工引起的震动会对水下岸坡的稳定产生一定影响。

对此，通过岸坡稳定的专项研究，对工程所在区域10个地质断面进行岸坡稳定进行了计算，结果显示，8个地质断面不需要采取工程措施即可保持岸坡稳定，经复核计算，其整体稳定抗力分项系数γR=1.339，满足规范要求。

45万吨原油码头南侧大榭5万吨级油品码头过程施工前期，对码头后方的永丰礁进行了炸礁处理，并对围堤前方局部岸坡进行挖泥、削坡处理，1#、2#系缆墩（即本工程的5#、6#系缆墩）距驳岸只有25m左右，而且在施工期间需局部抛填稳桩碎石层的措施，针对这种情况，在大榭5万吨级油品码头工程设计中对其后方驳岸进行了复核计算，局部抛填后，围堤结构稳定，其整体稳定抗力分项系数γR=1.370，围堤稳定。

综上所述，经计算复核，本工程现有围堤结构在使用期及施工期间整体稳定抗力分项系数γR满足规范要求。

目前，45万吨原油中转码头工程已经通过了交工验收。工程实践证明，通过确定合理的码头结构形式、选用合适的桩型及合理的桩基布置方案、并对岸坡稳定进行充分分析论证，在邻崖、临渊位置可以安全建设码头。

作者简介：

张斌，1979年2月9日性别：男，籍贯：浙江岱山，职称：助理工程师。学历：中国人民解放军南京政治学院，南京市鼓楼区中山北路305号。专业港口工程，单位：浙江海港黄泽山油品储运有限公司。

第二作者：靳如刚