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 大连防洪北防波堤工程特点与结构设计创新探讨  

2011/4/24 22:12:17 浏览:2678 来源:  

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关键词:结构工程;结构设计;工程特点
  大连长兴岛是防波堤项日位于大连长兴岛葫芦山湾海岸,地处长兴岛镇八岔沟村境内,地理坐标为东经匕纬39030's0“、一七防波堤堤根位于长兴岛一道沟附近,防波堤总长,分两段,第一段长14s2m,轴线方位为NO0-1800,第一段长2800m ,轴线方位为N166010'43”-N346010'43“,其中堤头段长s0m。防波堤轴线水深在一6.0--8.Om之间,堤头处水深左右、工程特点总平而布局合理总平而布局主要在防波堤位置、轴线选择、掩护效果及下程造价等方而做了深入细致的研究。平而布置的总体思路是保证防波堤的主要功能,兼顾次要功能,尽m:避免不利因索,发挥防波堤的综合作用,在此基础上,尽m:降低造价,做到防波堤下程综合效益最佳。平而方案的影响因索是多方而的,应充分考虑,科学研究、慎重决策,需要考虑的具体因索和影响如卜:防浪功能、合理确定掩护区域、拦沙功能、保持流态顺畅、汁意堤外波况井避免不利影响、拦冰作用、降低下程造价。

  在防波堤的平而布置中主要针对以上因索,合理提出了平而方案、波浪掩护区域及掩护效果根抓一七防波堤及港区的平而布置,其形成的掩护水域近平方公里,形成有掩护岸线长度近10公里,符合总体规划港区容m:的要求、根抓数模实验结果,一七防波堤建成后,对于起步下程区域个泊位,在2年一遇各向波浪作用h 116318波高均小于对于一七岸公共港区的酉部通用泊位区,各泊位2年一遇各向波浪作用卜波高也均小于lm,而东部泊位区根抓分析,除靠近航道的三个泊位掩护条件略差之外,其它泊位也将形成良好的掩护条件;因此,一七防波堤对此区域的整体掩护效果是比较良好的。另外,在s0年一遇各向波浪作用卜,港内波高也有很大幅度的降低,这对于泊位的建设,尤其是码头而高程的降低是十分有利的、淤积分析一般来说,防波堤的建设将使港内的水动力条件减弱,纳潮m:降低,可能引起港内悬沙落淤的增加;但对于木港区而言,港内自然水深在一sm左右,表层以细砂为主,港池及航道起步下程设计底标高为一14.9m左右,如遇较大风浪,可能引起较强底沙输移淤积,防波堤的建设将一方而使港内波浪掀砂作用大大降低,另一方而也阻断了港外底沙输移的路径,对防淤积是有利的;因此木港区的泥沙淤积问题是以上两个因索绍之合作用的结果、潮流流态下程位置处潮流流向以南一七向为主,冬季实测最大流速约0.6m/、左右、由于堤轴线与潮流方向交角较小,防波堤建设后,对堤外潮流场影响不大;堤头处航道潮流流速与现状相比有一定降低,最大流速为0.3s-0.40m/s,对航行较为有利。防波堤内侧潮流流速较现状相比有较大降低、堤外波况根振数模试验的结果‘在s0年一遇各向波浪作用卜’航道仁ls.sm)对波浪的折射虽然使防波堤外侧波浪有一定增加,但增幅不大,波浪比波高为1.1}}门处波态较好,波浪比波高为0.9 ,.因此堤外波况较为良好、拦冰作用对葫芦山湾港区作业可能产生影响的主要是流冰作用,根抓Bil文对潮流的描述,下程位置处潮流流向以南一n向为主,防波堤建设后,对堤外潮流场影响不大,流冰基木将沿堤外侧飘移,因此防波堤的拦冰作用是比较明H4V的。

  根抓以上论述,一七防波堤的建设能够对葫芦山湾一七岸公共港区形成良好掩护条件,对于减缓泥沙淤积具有一定积极作用,同时防波堤的堤头流态以及堤外波况也比较良好,因此该总平而布置是合理的、结构方案先进整体结构采用斜坡堤结构在木下程的结构设计过程中,对大圆筒结构、半圆型结构、削角空心块、钢答桩梳式结构等多种新型结构方案进行了详细的研究井咨询了多位专家,经过充分的论证研究,设计组和各位专家一致认为,大圆筒、半圆型等新型结构不适合木下程,只有常规的斜坡堤结构才是最适合木下程的结构型式。

  斜坡式结构适合在水深相对不太深的情况卜,具有构造简单,下程经验丰富,施下、维护简便,对地基的适应性强,堤反射波高较小等特点,完全能够满足防冰、防浪、防砂、防流等方而的要求,而且木地区石料丰富,斜坡堤造价低廉,施下速度较快,因此,斜坡式结构对木下程是适宜的。

  地基处理根抓地质条件分段处理经过对木下程位置处地质条件的分析,木下程最明H4V的地质不良现象是砂上液化及软弱地基处理问题,需要根抓各段地层的不同分布对地基基础选取不同的处理方案、对于地基砂上液化问题,地勘报告判定的液化等级为轻微段,对液化上层不进行处理;地勘报告判定的液化等级为轻微一中等,根抓抗震设计规范对可液化点进行标准贯入度击数修正,对虽然仍有可液化点,但按照抗震规范对液化上力学指,J、进行折减后,基木能满足防波堤的稳定要求段,对液化上层不进行处理,对液化上力学指t,J、按规范折减后,不能满足稳定要求的段,需要进行加固处理,以消除地基液化对防波堤的危害,木下程局部地基砂上液化处理方案选用振冲碎石桩方案,对防波堤外侧液化地段全部采用振冲碎石桩,对防波堤内侧,当规划为护岸段的液化地段,考虑到后期将要回填,采用反压消除液化,}J省了后期回填m:,对规划为防波堤段,采用振冲碎石桩消除液化、对于软弱地基处理形式的选择,对软弱层厚度较大处,基础处理方式可以考虑采用上下格栅方案、基础开挖方案、爆破挤淤方案及朔料排水板方案、通过延米造价比较后得出朔料排水板方案造价最低,爆破挤淤方案造价最高,上下格栅方案与基础开挖方案造价基木一致。朔料排水板方案虽然较低,但由于朔料排水板方案需要施打朔料排水板,第一次堤心块石抛填至-3.2m高程后,需要4个月的固结期才能回填其余部分堤身结构,而且需要多次水上施下进行抛石,施下受风、浪、冰等影响较大,施下速度较慢,故不推荐朔料排水板方案。对于上下格栅方案,其水上下程m:稍多,施下下序较多,对于施下组织较复杂,施下下期难以保证,且冬季施下对潜水作业有一定的影响,后期沉降较大。因此最终选择基础(上接第133臾)开挖的处理方案,该方案可采用端进法施下,施下组织较简单,施下受风、浪影响较少,后期沉降也较小,可满足木下程的要求、采用振冲碎石桩处理海上地基地震液化现象对地震液化地段,由于可液化上层位于地而卜l Oin左右处,且需要加固的主要为粉细砂,不能采用人下振密及挖除等方法,可采用的加固措施主要有挤密砂桩、振冲碎石桩及压载挤密等加密法。经过大m:的下程实践证明,振冲挤密碎石桩处理砂上液化问题都取得了很好的处理效果和经济效益,振冲挤密碎石桩采用振动、水冲的双重作用,挤密的效果比挤密砂桩好,如采用75KW的振冲器,形成的桩体自径在0.9-1.2m之间,有利于扩大桩间距,减少桩数,加快施下进度。

  现场施下后,对振冲碎石桩处理后的地基进行了检测,振冲碎石桩的检测采用重型(2)动力触探方法,桩间上的检测采用标准贯入法。检测结果表明,碎石桩桩体重1}(!J动力触探实测击数最小伯为10击,最大伯为22击,桩间上砂的标准贯入击数最小为8击,最大为21击,消除了地震液化,表明设计是合里的、结论防波堤的平而布置考虑波浪掩护区域及掩护效果、拦沙功能、航行和通航组织答理、潮流流态、堤外波况、拦冰作用和下程造价等方而,可对防波堤的平而布置合理性进行评价。

  采用振冲碎石桩处理海上地基地震液化现象,效果比较明H4V  }消除了地基液化现象,可供其它类似二程参考今
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