灌注桩码头工程施工组织设计.docx

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灌注桩码头工程施工组织设计

第1章编制依据

1.1合同文件

《********工程施工合同》。

1.2设计文件

《***********工程施工图》。

1.3技术规范和标准

1.3.1《海港水文规范》（JTJ213-98）；

1.3.2《海港总平面设计规范》及局部修订（设计船型尺度部分）（JTJ211-99）；

1.3.3《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）；

1.3.4《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）；

1.3.5《防波堤设计与施工规范》（JTJ298-98）；

1.3.6《港口及航道护岸工程设计与施工规范》（JTJ300-2000）；

1.3.7《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）；

1.3.8《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）；

1.3.9《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248-2001）；

1.3.10《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》（JTJ285-2000）；

1.3.11《水运工程抗震设计规范》（JTJ225-98）；

1.3.12《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）；

1.3.13《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）；

1.3.14《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）；

1.3.15《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）；

1.3.16《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTSl53-3-2007）；

1.3.17《码头附属设施技术规范》（JTJ297-2001）；

1.3.18《疏浚工程技术规范》（JTJ319-99）；

1.3.19《低压配电设计规范》（GB50054—95）；

1.3.20《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）；

1.3.21未提及的有关相应的港口技术规范。

第2章工程概况及自然条件

2.1工程概况

2.1.1地理位置

2.1.2工程设计提要

1、工程建设规模

2、设计船型

设计代表船型见下表。

设计代表船型

代表船型

总长（m）

型宽（m）

型深（m）

满载吃水（m）

20000DWT散货船

164

25.0

13.5

9.8

5000DWT散货船

115

18.8

9.0

7.0

3、设计基本参数

（1）设计水位（基面：

罗零，黄零下2.179m，下同）

设计高水位：

5.17m（高潮累计频率10％）；

设计低水位：

0.24m（低潮累计频率90％）；

极端高水位：

6.65m（五十年一遇水位）；

极端低水位：

-0.58m（五十年一遇水位）；

施工水位：

2.19m。

（2）工程平面控制及高程控制

平面控制：

3°带，高斯投影，1954北京坐标系，中央子午线120°。

高程基面：

罗零，黄零下2.179m。

（3）建筑物结构安全等级

码头平台结构安全等级为二级，护岸工程的结构安全等级也为二级。

（4）设计荷载

①恒载：

结构本身自重。

②均布荷载

码头平台：

q=20kPa。

陆域：

护岸前沿线后18m范围内q=5kPa、其他区域q=50kPa。

③集中荷载

码头前沿采用2台25t门座式起重机：

卸船机海侧轨道距码头前沿3m，卸船机轨距为12m，卸船机每条支腿8个轮，最大轮压：

25t。

20t汽车：

总重力20t，轴距4.0m，轮距1.8m，前轴重力标准值70kN，后轴重力标准值130kN。

④船舶荷载

船舶撞击力：

本工程最大设计船型为2万吨级散货船，船舶靠岸时法向速度取Vn=0.12m/s，计算得船舶有效撞击能量E0=300kJ。

选用DA-A600H橡胶护舷。

船舶系缆力：

按最大设计船型考虑系缆力，当风速v>13m/s（6级风），停止作业；当风速v>19m/s（8级风）船应驶离码头去锚地避风。

由风和水流产生的系缆力标准值N=953kN，设置1000kN系船柱。

⑤地震荷载

地震抗震设防烈度为7度区，设计基本地震加速度值为0.1g。

2.2自然条件

2.2.1气象

1、气温

拟建港区无实测资料，根据长乐气象站1951～1980年的统计如下：

多年平均气温；19.3℃；

历年最高气温37.4℃（发生于1967年7月16日）；

历年最低气温-1.3℃（发生于1963年1月27日）。

2、降雨

多年平均年降雨量1382.3mm；

年最大降雨量1916.0mm（发生于1959年）；

多年平均日最大降雨量229.8mm；

月最大降雨量665.7mm（发生于1956年9月）；

日最大降雨量254.0mm（发生于1955年8月25日）；

全年日最大降雨量≥25毫米的天数平均为14.4天。

全年降水量多集中在3～6月及8～9月，5、6两个月降水量占全年降水量的31%。

3、风况

多年平均风速4.1m/s，强风向为NE，最大风速为34m/s（发生于1961年9月12日），常风向为NE，频率31%。

盛行风除7月份为SSW风向外，其余均为NE向风。

每年5～10月拟建港区可能受热带风暴（台风）影响，7～9月为台风盛行期，约占全年的88%。

台风影响多年平均5.4次，风力一般6～8级，阵风可达9～11级，最大风速12级，风向东北。

多年≥8级风的大风天数平均30天/年，年最多大风日80天（发生于1958年），年最少大风日7天（发生于1964年）。

累年各风向的频率、平均风速、最大风速见下表。

累计年各风向频率、平均风速、最大风速表

方向

N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

C

频率（%）

3

8

31

10

3

2

3

1

3

3

2

1

9

10

2

1

10

平均风速（m/s）

2.9

4.3

5.8

4.8

7

3

3.3

3.4

4.5

5.4

4.2

3.2

3.6

3.8

2.7

2.4

最大风速（m/s）

14

18

25

16

10

12

13

10

16

15

18

20

12

16

12

10

4、雾况

历年最大年雾日数18天（发生于1969、1980）；

历年最小年雾日数1天（发生于1961、1976年）；

历年平均年雾日数7.2天。

5、湿度

多年平均相对湿度81%，一年中相对湿度以6月份最大，月平均达87%，11月份最小，月平均为74%。

2.2.2水文

本工程位于闽江河口段，受径流和潮流双重影响，属于强潮陆相河口，潮型为正规半日潮。

1、水位

据白岩潭水文站1954-1980年实测潮位资料统计（基准面为罗零，下同）：

历年最高潮位：

6.38m（1969年9月29日）；

历年最低潮位：

-0.49m（1963年1月26日）；

高潮平均潮位：

4.51m；

低潮平均潮位：

0.73m；

最大潮差：

5.28m；

最小潮差：

0.75m；

平均水平面：

2.73m；

平均涨潮历时：

5小时19分；

平均退潮历时：

7小时06分。

设计水位（据1979年资料统计计算）

设计高水位：

5.17m；

设计低水位：

0.24m；

极端高水位：

6.65m；

极端低水位：

-0.58m；

施工水位：

2.19m。

2、潮流

该码头选址在闽江通海航道闽安峡谷航段中部弯道处，此航段航槽水域窄、水流急、流态复杂。

根据该水域实测资料显示：

涨潮最大表流速2.18m/s,落潮最大表流速2.23m/s，潮流动力十分强劲。

当干流竹岐站二年一遇的洪水时（Q=16425m3/s），码头前沿水域基本上受径流控制，码头前沿水流流速可达2.74m/s，主航道上流速可达3.19m/s。

在中枯水期码头前沿水域涨潮时段平均流速为0.88m/s，涨潮流流速大于1.25m/s历时约2小时；落潮时段平均流速为1.25m/s，落潮流速大于1.25m/s历时约为3小时。

落潮时段码头前沿水域水流流态较平顺，基本上与码头前沿线平行；涨潮时段由于受码头下游矶头的挑流作用，码头前沿水域流态不如落潮时那么平顺，码头下角流态有所紊乱。

码头前沿走向与涨落潮主流夹角在5°～10°。

3、径流

①水口电站蓄水前流域来水特性

竹岐水文站为闽江下游干流主要控制站，控制流域面积54500km2，根据1934～1997年长系列实测资料统计，径流情况见下表。

1934～1999年竹岐站径流统计表

年份

年平均流量（m3/s）

年平均径流量（亿m3）

1934～1970

1777

560.9

1971～1989

1659

523.4

1990～1997

1665

524.8

1934～1997

1728

545.3

1998～1999

2225

702.5

闽江径流年内分配极不均匀，4～7月为主汛期，径流量占全年的61%，10月至次年2月仅占全年的17.7%，据竹岐站1934～1990年实测资料统计，径流年内分布见下表。

闽江径流年内分配表

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均流量（m3/s）

616

936

1660

2420

2530

4520

2180

1470

1270

873

686

592

径流总量（×108m3）

16.5

22.8

44.5

62.2

94.6

117

58.4

39.4

32.9

23.3

17.8

15.9

占全年（%）

3.0

4.2

8.1

11.5

17.3

21.5

10.7

7.2

6.0

4.3

3.3

2.9

竹岐站实测最大洪峰流量为1998年6月23日的33800m3/s，次大洪峰出现在1992年7月7日的30300m3/s，第三大洪峰为1968年的29400m3/s。

从竹岐站（1950～1977年28年资料统计），闽江大洪水都发生在4～7月，其中5月份发生6次，占总次数的21%，6月份发生19次，占总数68%，4月和7月共3次，占11%。

根据竹岐站1934至1996年历年最大洪水资料，除1941年缺测外，共有62年实测系列，经统计，并加入1900年以来特大洪水后，年最大洪峰流量均值为17350m3/s。

闽江洪水带来了巨大的径流资源，从竹岐站1936～1979年洪水资料统计出的最大一日、三日、七日、十五日、三十日的洪水量看，最大洪峰流量占全年径流总量的百分比是很大的，最大一日洪水量平均值已接近12月总径流量，最大时分别超过了11、12、1月各月总径流量；最大三日洪水量平均占全年径流量的1/17，最大时占全年的1/10；最大三十日洪水量占全年径流量的1/4多，最大时接近全年的一半，具体详见下表。

以1963年6月17日洪水过程为例，洪峰流量为20000m3/s，接近于四年一遇洪水，其最大三日径流量占全年的9.84%，相当于11、12、1月三个月多年平均径流总量之和。

可见闽江的洪水过程对闽江下游河道的造床起到极为重要的作用。

竹岐站最大洪峰流量点年径流总量的百分比

最大一日

最大三日

最大七日

最大十五日

最大三十日

年份

1963

1963

1964

1968

1968

年洪水平均

2.37％

5.84％

10.18％

17.34％

27.39％

年最大洪水

4.09％

9.84％

14.84％

31.86％

48.17％

洪峰流量

（m3/s）

20000

20000

18800

29400

29400

出现日期

1963.6.17

1963.6.17

1964.6.22

1968.6.19

1968.6.19

②水口电站蓄水前流域天然状态下来沙特性

闽江属于少沙河流。

根据竹岐站1951～1992年实测资料计算，多年平均悬移质输沙量708万t，最大年悬移质输沙量2000万t（1962年），最小年悬移质输沙量235万t（1991年），其中1971～1992年的22年比1951～1970年20年有所减少，其中85～92年多年平均输沙量为555.8万t；多年沙量月平均分配以11月最小为11.5kg/s，悬移质输沙集中在汛期，其中4～9月占全年输沙量的89.4%，仅5月份就占23.9%，6月份占36.6%，枯水期10～2月悬移质输沙量仅占年输沙量的4.2%，竹岐站悬移质中值粒径约0.07mm，推移质泥沙中值粒径约0.65mm。

根据福建省水利水电科学研究所1990年汛期在竹岐站进行的推移质输沙率测量，结果认为：

当流量为2000～8000m3/s时，推移质占全沙总量的4.1～11.2%，全年输沙量约为悬移质输沙量的1.1倍，实测的推悬比（推移质/悬移质）为4.3～12.6%，平均为7.5%。

由此可计算竹岐站多年平均全年输沙量约为778.8万t。

③水口电站建成后来水来沙特性

水口水电站大坝于1993年4月建成，调节库容仅7亿m3，只能在枯水期起不完全季调节，洪水期基本上属于径流式电站，因此它对流域来水条件并未引起多大改变，然而它引起流域来沙条件的变化却是根本性的，首先它拦蓄了大坝上游占闽江流域86.0%的推移质泥沙；其次，流域悬移质来沙大部分落淤库中，使水口以下河道来沙量骤减，表2.5、表2.6为水口电站建成前后来水来沙变化情况，从表中可以看出，电站兴建以前年悬移质来沙量与径流量有直接关系，1991年年径流量仅为324亿m3，年输沙量为235万t，反之，1992年年径流量达760亿m3，则该年输沙量也达到了1140万t；电站建成后，不管年径流量如何变化，其水体平均含沙量逐年递减，年来沙量也呈递减趋势，如1994年年径流量532亿m3，年来沙量为361万t，2001年尽管径流量高达640亿m3，但来沙量仍只有96.1万t，说明水口电站对流域来沙的拦蓄作用是显著的，它使闽江下游河道水体除洪水过程外变得更加清澈。

竹岐站1985～2001年来水来沙量表表2.5

年份

径流量（亿m3）

平均流量（m3/s）

输沙量（万t）

平均含沙量（kg/m3）

1985

481

1530

372

0.077

1986

446

1410

466

0.1

1987

453

1440

384

0.085

1988

612

1930

772

0.13

1989

496

1570

567

0.11

1990

478

1520

510

0.11

1991

324

1030

235

0.073

1992

760

2412

1140

0.15

1993

477

1512

214

0.045

1994

532

1688

361

0.068

1995

621

1970

254

0.041

1996

379

1200

127

0.034

1997

627

1990

148

0.024

1998

858.7

2720

634

0.074

1999

546.3

1730

133

0.024

2000

503

1590

131

0.0261

2001

640.1

2030

96.7

0.015

水口电站建成前后竹歧站来水来沙量变化表表2.6

年份

径流量（亿m3）

平均流量（m3/s）

输沙量（万t）

平均含沙量（kg/m3）

85-92

506.3

1605.3

555.8

0.104

93-01

576.0

1825.6

233.2

0.039

根据闽江干流竹岐水文站1950～1977年共28年资料统计：

多年平均年径流量：

541亿m3；

多年平均流量：

1713m3/s；

最大洪峰流量：

29400m3/s（1968年）；

最小流量：

196m3/s（1971年）；

平均洪峰流量：

17400m3/s。

流域来水有明显的季节性，洪水集中在5～7月份，三个月来水量占全年的51.1%，枯水集中在10月至翌年2月，五个月来水量占全年的14%。

4、波浪

拟建港区位于闽江河口段，距闽江口28公里，不受外海波浪影响，根据长乐气象站1960～1979年风速资料推算五十年一遇风速，并以对岸距离作为风区长度及采用有效风区推算50年一遇的设计波浪如表2.7。

50年一遇波浪要素表表2.7

方位

SW

SSW

S

SSE

SE

ESE

E

ENE

H1/10（m）

0.68

1.07

0.78

0.66

0.49

0.40

0.51

1.14

H1%（m）

0.81

1.28

0.93

0.79

0.58

0.48

0.61

1.36

（s）

2.94

3.69

3.15

2.90

2.50

2.26

2.55

3.81

L（m）

13.50

21.30

15.50

13.10

9.7

8.0

10.10

22.70

2.2.3河势

闽江航道到猫屿节点江面宽度缩窄至900m，后又逐渐展宽扩大到大屿附近1750米，到后安附近又缩小到900m，进入闽安峡谷河宽为500m左右。

闽江河口段河势经过闽江通海航道一、二期工程实施后已经基本固定下来，本工程位于闽安峡谷河段，受两岸地形控制，河势稳定，河床变化小，水深也相对稳定。

2.2.4工程地质

1、地形、地貌

拟建场地位于福州马尾港区的闽江下游北岸打石坑与松门之间，处于陆域向闽江水域过渡地带，场地以拟拆除码头平台北侧石砌驳岸为界，西北部为陆地，东南部为闽江主航道。

水域区地势总体上西北高东南低，从陆域向水域倾斜，地形相对较陡，呈水下阶梯状；陆域区地势较平坦，南侧为现有已建驳岸护坡。

拟建场地土层除上部存在新近填土外，以海陆交互相沉积物（Qmc）为主，下部为燕山晚期花岗岩（γ52（3）d）风化带。

场地地貌单元属闽江下游北岸一级阶地。

2、工程地质

①场地岩土层特征

根据地面地质调查，钻探揭露和试验等资料综合分析，场地地基土层自上而下详细叙述如下：

新近填土：

根据组成成分不同，可分为三个亚层：

淤泥混砂：

深灰色，流塑，饱和。

具有粘性，捻面有砂感，有光泽，干强度与韧性中等，摇震反应慢，含有少量腐殖质，略有臭味。

砂以细砂为主，局部夹杂粉砂，粒径大于0.075mm的颗粒含量占18.8～48.0%。

该层仅在BW3、BW6孔地段分布。

分布厚度2.60～5.80m，层顶高程为0.94～-1.08m，为近期冲填形成。

填块石：

灰黄色、青灰色，稍密~中密，湿～饱和。

为人工堆填，堆填时间大于3年。

粒径大于200mm块石含量占60～70%，块石粒径一般为200～500mm，呈棱角状，排列无规律，母岩成分为中风化花岗岩，充填物主要为碎石及少量粘性土。

在BW1孔孔深0～0.3m为混凝土顶板，孔深0.30～0.60m为中砂垫层；BW5孔孔深0.00～0.80m为杂填土。

本层在所有钻孔均有揭露，分布厚度1.00～7.80m，层顶埋深0.00～5.80，层顶高程7.08～-6.88。

中砂：

褐黄色，饱和，稍密～中密。

以褐黄色中砂为主，该层顶部和底部分布薄层灰色砂混淤泥。

粒径大于0.075mm的颗粒含量大于90%，标准贯入试验实测击数N（下同）=13-20击，平均击数（下同）=17.3击。

该层仅分布在BW3、BW6孔地段，该钻孔地段北侧曾为砂料堆场，堆有大量砂料，因驳岸滑塌，造成砂料滑塌堆积而成，分布厚度7.20～9.90m，层顶埋深为3.80～6.80m，层顶高程为-2.86～-7.88m。

海陆交互相层：

根据土层成分，可分为二个亚层：

淤泥混砂：

深灰色，流塑为主，局部软塑，饱和。

含有少量腐殖质，略有臭味，捻面粗糙有砂感，有光泽，干强度与韧性中等，摇震反应慢。

含有50%左右细砂、粉砂，根据颗分成果：

粒径d=0.5～2mm颗粒平均含量占0.9%，d=0.25～0.5mm颗粒平均含量占7.6%，d=0.075～0.25mm颗粒平均含量占42.4%，d=0.075～0.005mm颗粒平均含量占29.2%,d＜0.005mm颗粒平均含量占19.9%。

该层在BW1、BW2、BW4、BW5孔地段分布。

分布厚度7.50～12.20m，层顶埋深为6.20～7.80m，层顶高程为0.78～-1.67m。

砂混淤泥：

浅灰～深灰色，松散为主，局部稍密，饱和，以细砂为主，局部夹杂粉砂，含有27%左右淤泥，根据颗分成果：

粒径d=0.5～2mm颗粒平均含量占2.6%，d=0.25～0.5mm颗粒平均含量占10.6%，d=0.075～0.25mm颗粒平均含量占59.5%，d=0.075～0.005mm颗粒平均含量占15.4%,d＜0.005mm颗粒平均含量占11.9%。

分选性一般，级配较差。

N=7～11击，=8.7击。

该层在BW1、BW2、BW4、BW5孔地段分布，分布厚度6.40～16.50m，层顶埋深15.00～18.50m，层顶高程为-9.17～-12.16m。

强风化花岗岩：

灰黄色、浅灰色，稍硬，岩石组织结构已部分破坏，岩芯呈碎块状，锤击易碎。

岩芯采取率约为65～75%。

为软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ类。

该层仅分布在BW3、BW6孔地段。

分布厚度1.50m，层顶埋深为13.70～14.00m，层顶高程为-12.76～-15.08m。

中风化花岗岩：

浅灰，浅灰白色，致密坚硬。

花岗结构，块状构造，岩石主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物。

岩体闭合状节理、裂隙一般发育，岩芯呈短柱~中柱状，锤击声脆，不易击碎，钻探岩芯采取率约为80～95%，岩石质量指标RQD指标为50～65%。

岩石饱和单轴抗压强度fr=57.94～77.20MPa，平均值r=67.51MPa，为坚硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量分级为Ⅲ级。

该层为本次勘察终孔层位，所有钻孔均有揭露而未揭穿，最大揭示厚度3.30m，层顶埋深15.20～31.50m，层顶高程-14.26～-25.67m，局部地段层面起伏变化较大（如BW2~BW5坡度值达58%）。

3、地基各岩土层设计计算指标推荐使用值

地基各岩土层设计计算指标推荐使用值详见表2.8。

地基各岩土层设计计算指标推荐使用值表表2.8

层

号

岩土层

名称

天然

容重

压缩

模量

直接剪切

承载力

设计值

桩侧极限摩阻力标准值qf

和桩端极限阻力标准值qR

固快（1h）

粘聚力

内摩

擦角

冲孔灌注桩

预制桩

r

Es1-2

Ck

фk

fd

qf

qR

qf

qR

kN/m3

MPa

kPa

度

kPa

kPa

①-1

淤泥混砂

16.0

1.77

16.8

21.7

43

14

15

①-2

填块石

21.0

22.0

200

50

70

①-3

中砂

18.5

8.0

150

40

50

②-1

淤泥混砂

17.0

3.63

14.8

20.7

83

15

20

②-2

砂混淤泥

18.0

7.0

120

25

35

③

强风化花岗岩

21.0

20.0

550

90

110

9000

④

中风化花岗岩

24.0

25