徐圩防波堤工程桶式基础结构设计
徐圩港标准桶式防波堤基础模板设计与施工_李德昌
1 ） 1 层施工 1 层内模安装使用丝杆 将 模 板 调 整 至 收 缩 位 置， 支模架、 模板、 角模整体吊装至模位， 支撑模板 、 ， 至施工位置 安装角模 注意支模架入位准确以便 于后续模板安装。内模安装顺序如图 6 所示。 1 层外模按照起吊单元吊至模位 → 安装预埋件 →调整模板高度 → 与内模板对拉加固 → 安装下组 起吊单元， 模板之间连接紧固 → 内外模连接调整 → 整体验收合格后浇筑。 内、 外模板安装加固完毕后 1 层施工完毕混凝土达到拆模强 浇筑 1 层混凝土， 度后按照吊装单元逐一拆除外模 → 拆除内模角模 外模板清理、 刷油、 →收缩内模板→起吊内模 → 内、 移至下一模位。内模标准角按后支先拆设计， 吊挂 在支模架上。 2 ） 2 层施工 施工工艺流程： 吊装内模支撑架 → 调整高度 → 调整顶撑支撑架 → 使用丝杆将模板调整至收缩位 置， 支模架、 模板、 角模整体吊装至模位 → 支撑模板
图5 Fig． 5
直段模板立面
The straight section formwork elevation
至施工位置 → 下口安装顶丝加固 → 安装角模 → 安 装角部支撑杆加固角部桁架。按图在 1 层施工预留 埋件安装钢牛腿 → 吊装模板 → 紧固预埋螺栓 → 安 装上口体外对拉螺栓 → 安装预埋件 → 安装下组吊 装单 元。 内 外 模 安 装 完 毕 后 开 始 浇 筑。 如 图 7 所示。 3 ） 3 层施工
桶编号
ET7 ， ET17 ET8 ～ ET9 ET10 ～ ET13 ET18 ～ ET19 ET20 ～ ET22 ET37 ～ ET40 ET32 ～ ET36 ET29 ～ ET31 ET41 ～ ET43 9 15 4
数量
为减少安装操作次数， 构件浇筑按 3 层进行施 工， 图 2 中尺寸以 H = 11m 为例设计。
徐圩港区4号区围堤设计
Abstract： In order to save the investment and shorten the construction period of the No.4 -zone revetment project in Xuwei Port Area of Lianyungang, the scheme comparison method is adopted to comprehensively compare and select the design schemes of blasting squeezed embankment, bagged sand levee and the bucket based structure revetment according to the conditions of wave, tidal current, sediment, geological conditions, building materials supply and construction technology, etc. The bucket based structure is recommended as the design scheme for the No.4 -zone revetment project, and the technical characteristics and innovation of the application of bucket-based structure in the revetment project are introduced, which can provide guidance for the revetment project construction of No. 4-zone in Xuwei Port Area of Lianyungang. Key words：revetment design; bucket-based structure; closure gate; connecting section
港区桶式围堤施工后沉降位移简析
•施工技术•港区桶式围堤施工后沉降位移简析三航江苏分公司张永根程永刘更1工程概况连云港徐好港区防波堤工程总长22.3 km ， 东、西防波堤呈大环抱形态，从现有海堤至港 区口门一次形成，分斜坡式结构东防波堤工 程、直立式结构东防波堤工程和西防波堤工 程3个项目建设。
其中港区东防波堤桶式直 立堤工程全长为4 377.49 m ,港区西防波堤 工程桶式直立堤全长为2 941.98 m ,如图1所 示。
为确保防波堤堤身使用期的结构安全稳 定性，竣工验收后仍需要对防波堤沉降、位移 等进行监测。
2自然条件及水文地质情况2.1自然条件本地区平均最高气温29.9 t 、平均最低 气温-1.4U常风向为偏东向，其中ESE 向出现频率为11.43%、E 向出现频率次之为10.29%; 强风向为偏北向，其中6级以上(含6级)大风NNE 向出现频率为1.90%、N 向出现频率次之 为1.53%。
多年平均风速为5.5 m /s ,累年最大 风速30.0m /s 、风向为E 。
2.2水文条件(1)基面关系本项目采用连云港理论最低潮面作为水 位和高程起算基准面,当地各基面关系如图2 所示。
国家85高程基面 56基面 废黄河基面理论最低潮面单位:m 图2连云港理论最低潮面关系图(2)波浪潮汐连云港徐圩港区海岸iV 〜S E 向为开敞海 岸，向外海波浪对防波堤工程影响较大。
根据统计资料，多年最高高潮位6.48 m 、多 年最低低潮位-0.38 m ;平均海平面2.97 m ， 年平均高潮位4.84 m 、年平均低潮位1.18 m , 平均潮差3.692.3地质情况防波堤地基土层结构代表断面图如图3 所示，地基土层的物理力学性质指标如表1 所示。
地基主要压缩层一一灰色淤泥天然含 水率大于液限，不排水抗剪强度达到15 kPa ，是一种典型的海相沉积结构性软土。
3桶式直立堤结构设计3.1建筑物等级及使用要求直立式结构东防波堤工程的安全等级为 n 级，结构重要性系数取l .o ,其作为徐圩港 区防波堤的主要组成部分，具备防浪减淤的 双重功能。
首创单桶多隔舱新型桶式基础结构
口岸。
近年来，凭借在国际国内海陆物流体系中的枢纽地位，连云港在国家战略布局中占据越来越重要的位置，先后获批进入江苏沿海地区发展规划、长三角地区区域规划，成为国家东中西区域合作示范区和创新型试点城市。
特别是党中央、国务院出台的“一带一路”战略规划，明确提出连云港是新亚欧大陆桥经济走廊的首要节点，并支持连云港建设中哈物流中转基地和上合组织出海基地。
在国家有关部委和江苏省有关方面的大力支持、帮助下，以融入长三角、服务中西部为目标，着眼于港口、产业、城市互动发展，全力构建丝绸之路经济带陆海交汇枢纽和海上门户，自2008年连云港港“一体两翼”总体规划获批后，连云港港30万吨级航道建设指挥部就着手开展徐圩港区防波堤工程前期研究，历经近三年时间的研究论证，该项目建议书于2011年3月获江苏省发展改革委批复，项目工可、初步设计、施工图设计等先后获批。
2012年10月23日，徐圩港区防波堤开工建设，由此开启了徐圩港区大开发大建设的序幕。
连云港港徐圩港区位于连云港南翼，埒子口以西至小丁港之间的开敞海域，是连云港港“一体两翼”总体规划中的重点港区之一，该港区规划布置4座突堤和6个港池，可形成陆域48.7平方公里、泊位岸线33.5公里，可建设近百个泊位。
徐圩港区防波堤工程是该港区建设的前提和关键，其建成后既能创造良好的港内泊稳环境，又能减轻港内水域的回淤，同时还兼顾形成陆域边界的功能。
B 责任重大合规建设徐圩港区防波堤所处海域为典型的淤泥质海岸，滩浅坡缓，平均潮差近4米，50年一遇最大设计波高6.72米。
淤泥层厚度10~20米不等，淤泥含水量高达60~70%，呈流塑状，具有高压缩性、高触变性、低渗透性特性；在淤泥层底部普遍零星分布着钙质结核，工程地质条件复杂。
防波堤按照100年使用寿命设计，总长22.3公里，总投资约47.7亿元，东、西防波堤形成大环抱形态，从现有海堤至港区口门一次形成，口门离岸9.5公里、位于-5.0米等深线附近，最大水深达10米以上，分为斜坡式结构东防波堤、直立式结构东防波堤和西防波堤三个项目建设。
新型桶式结构防波堤桶间堵缝施工技术
梦游世博——关于世博会的作文晚上，我看着介绍世博会的书，不知不觉进入了梦乡。
突然，我感觉有一阵风吹来，睁开眼，看见头顶上正飞着一只活泼可爱，还闪烁着金光的一个小精灵。
我猛地坐起来，嘿，这不就是我在书上看到的世博会吉祥物“海宝”吗?忽然，空中出现一个非常大的时空隧道，海宝拉着我的手，跳进了时空隧道里……转眼间，我便到了上海世博会。
我们是在上海东方明珠塔上着落的。
我向下面低头一看，哇，上海的夜景可真美呀!简直是万紫千红、灯光闪烁、蔚为壮观。
海宝拉着我的手，带我飞进了世博会里。
我们先来到中国馆。
中国馆的展示主题为“城市发展中的聪慧”，以东方卫视角，一寻觅为主线。
展馆共分三展，展示总面积达15000平方米。
搭乘电梯，观众可依直奔49米上层，这是展馆最高，最大的展层，也是核心层“东方足迹”，面积达8500平方米。
《清明上河图》描绘了北宋宣和年间世界上最大的城市汴京（今河南开封）的繁盛热闹，画卷以全景式的构图，细致而真实地记录了城乡，街市，隧道间的形形色色。
除此之外，中国古代的四大发明，如造纸术、印刷术等和城市生活发展相关的元素也都将创意地展现在人们的寻寻觅觅中。
结束了49米上层的参观，我们来到了41米的中层，经历动感体验。
中层面和3500平方米，被誉为是充满惊喜的“智慧之旅”。
约10分钟的“骑乘”旅途中，中国传统城市营建的智慧被展现得淋漓尽致。
木结构建筑、拱桥、庭院、园林、斗拱、砖瓦等成为旅途观赏的亮点。
33米的下层展厅“绽放的城市”，面积约3400平方米，被赋予了“未来畅想”的功能、如果说，前两层是回顾中国城市发展的历史，那么这一层，则是对未来20年发展的展望。
海宝还带我参观了许多场馆，如古巴观、白俄罗斯馆、英国馆、阿根廷馆、冰岛馆、安哥拉馆、芬兰馆、海地馆、卢森堡馆、法国馆、美国馆、波兰馆、荷兰馆、意大利馆、加纳馆……海宝还对我说，“上海世博会的主题是‘城市让生活更美好’”。
“叮叮叮，叮叮叮……”我睁开睡意朦胧的双眼，看了一下闹钟。
微建议
Number
数字10 交通建设与管理7省市
12月13日，交通运输部
召开跨省大件运输并联许可
试点工作总结及推广会。
记者
从会上获悉，河南、湖北、湖南、
重庆、四川、贵州、陕西七省
市跨省大件运输许可平台将
正式启用，七省市内跨省大件
运输许可由起运地完成网上
一站式办理。
此业务有望在明
年年底前实现全国联网。
12月31日，在连云港徐圩港区30万吨级航道防波堤施工现场，第389个，也是最后一个“超级圆桶”安装完毕，标志着连云港徐圩港区国内首创海洋基础桶式结构防波堤完工。
全程没有任何爆破，不扰动地质、不污染水质，破坏的海底面积大大减小，保护了海洋生物的栖息地，对海洋生态的影响降到了最低，“超级圆桶”施工过程可以说是“悄无声息”。
在徐圩港区防波堤外围不远处就是紫菜养殖区域，这是过去使用爆破挤淤技术不可想象的。
“超级圆桶”是国内同类型项目中施工难度最高、工艺最复杂、生产出运安装程序要求最严苛的技术。
每个圆桶都必须在后场钢筋混凝土预制施工，上部高20米，下部基座长30米、宽20米，基座面积超过一个标准篮球场。
防波堤是港口建设的重要组成部分，位于港口外围，具有抵御波浪冲击、维持港池水面平稳，保证船舶安全停泊、作业以及防止港池淤积和波浪冲蚀岸线的作用。
据统计，应用圆桶施工工艺，砂石料材料用量节省80 %以上，还解决了低潮位时大型船舶的靠泊问题，提升了港口岸线的使用效率，开创了防波堤工程“中国创造”的工艺新纪录。
（根据报纸杂志编辑整理）微建议微小提议 深度思考数字·
交通。
直立式防波堤桶式结构浮运安装_曹义国_夏俊桥
为了确定土层的摩阻及端阻系数，通过现场 1 ∶ 6 比尺的桶式结构模型下沉试验，结合原状土 室内试验结果，经分析论证各土层的摩阻及端阻 系数取值见表 2。
本工程中气浮体采用的是无底有顶的单桶多 格舱钢筋混凝土结构，当气浮桶式结构在波浪、 潮流等外力作用下发生倾斜时，结构重心高于浮 心，结构重量会产生倾覆力矩。而桶体格舱内封 闭气体，一侧会随桶体升高，气体体积膨胀，气 压下降，对顶板压力减小；另一侧随桶体下沉， 气体受压缩，气压升高，对顶板压力增加，此时， 各个格舱提供的浮力会发生明显的变化，浮力形 心点运动，因而形成一定的稳定力矩，只要稳定 力矩大于倾覆力矩，气浮桶式结构将是稳定的， 见图 1。
Abstract： A novel bucket -based structure is used in the construction of the Xuwei upright breakwater in Lianyungang. In order to resolve the marine transportation and installation problem and save construction cost, the pneumatically floated bucketbased structure is towed by tugboats and installed with negative pressure, thus ensuring the smooth transportation and installation of the bucket-based structure. According to process requirements, the automatic control system is used to control the rise and lowering of the bucket type structure with correct positioning and accuracy during the towing of the pneumatically floated bucket-based structure and the installing of the bucket-based structure with negative pressure to ensure the quality of the works. Key words：upright breakwater; bucket-based structure; floating transportation and installation; negative pressure lowering; automatic control
新型桶式基础结构防波堤主要施工技术_练学标
基础结构施工的关键技术，桶体安装偏差满足设 计要求。通过对桶体的气浮负压下沉过程及安装 好后桶体在风、浪、流的作用下受力状态的监测， 可知桶体受力状态符合设计要求。
2） 作为一种全新的结构，单桶多隔舱钢筋混 凝土桶体比传统的防波堤结构具有明显的经济优 势，最大限度地降低了对海洋环境的污染，非常 适用于缺乏砂石料、有一定水深条件的软土地基， 可以在类似地质环境地区推广使用。该结构在围 堤护岸、海上油气平台、风力发电领域将会有更 广阔的应用前景。
2） 桶体通过小车场内及时搬运前移，场地周 转效率提高，可以按序展开流水施工，提高桶体 预制进度。
图 4 桶体场内搬运过程 （ 单位： mm）
3） 桶体下层混凝土达到设计强度后拆除中间 底模，台车进入桶体底部，开启泵站同步顶升桶 体 5 ～ 10 cm，使桶体脱离两侧底模，而后台车拖 带桶体向前移动到预定位置落在两侧底座上，桶 体上船时台车拖带桶体移动到第 1 个台座位置由 气囊转运上船。 4.4 气浮负压下沉工艺及自动化控制系统 4.4.1 桶体气浮及负压安装的原理
开启空压机测试管道连接的安全性、气密性。 4） 为保证桶体的气浮吃水和桶体的平衡性拖
带过程 采 用 储 气 罐 对 桶 体 隔 舱 进 行 必 要 的 补 气 作业。
图 6 气浮负压下沉安装工艺流程
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水运工程
2016 年
5） 桶体到达安装位置后，先打开气阀，桶体 通过自重进行排气下沉，然后关闭气阀，通过抽 水形成负压下沉，当快到设计高程时，打开真空 泵，继续下沉至设计高程 （ 图 7） 。
4） 节约投资。以中标额为例，与同期、同地 点的斜坡式砂石堤相比可以节约投资 10% 以上。 而且砂石资源越来越短缺。
5） 结构稳固，工程美观。该工程设计在吹填 段要求插入砂层不小于1. 5 m。模型分析与试验段 现场原 位 监 测 数 据 分 析 结 果 表 明， 该 结 构 稳 固。 同时整个工程线型美观，有较好的审美效果。
黄海变蓝了
Construction & Maintenance建设养护48 交通建设与管理黄海变蓝了文 / 王文娟 陆震东当船舶航行在由防波堤围起来的连云港徐圩港池，看着清冽澄蓝的黄海，三航院新型桶式基础结构设计团队负责人李武自豪地说：“大圆桶结构沉放后不久，港池里的黄海都变蓝了。
桶壁上长满了海蛎子，鱼儿在周围嬉戏，小鸟在底下筑巢。
一到晚上，我们用手电筒照在桶壁上，很快就会聚满小鱼。
”防波堤建好后，连云港市民更是经常开着车去堤头，往观景平台上一坐，一边吃着鱼干，一边悠闲地钓鱼。
受连云港市港口管理局委托，三航院自2009年11月起便开始了徐圩港区防波堤工程的前期研究工作。
项目设计早期，由于徐圩港区所处海域为典型的淤泥质海岸、淤泥厚度大，平均厚度达到10米，最深处15米，超过5层楼高。
防波堤工程设计的推荐方案是以爆破挤淤堤和袋装砂被堤组合为主。
但是由于防波堤工程量大，采用传统结构建设防波堤需要数亿方砂石料。
“相当于开山填海，一车车石料倒入海中，将会尘土飞扬。
”李武说。
而港区附近出于环境保护不允许开山采石，且无建筑砂源，大量外购石方会严重影响项目工期和造价；此外，爆破挤淤扰动地质、污染水质，会破坏周边海洋生态环境，所用之处5年之内将会让鱼虾绝迹。
在这一背景下，三航院设计、三航局施工的徐圩港区大胆创新，在国内首次大规模应用了新型桶式基础结构建造防波堤。
相较于传统的防波堤结构，这种新型桶式基础结构可以工厂化预制，流水化施工，效率高，质量可控；结构占用海域小，无噪声，无环境污染；节约砂石料资源，节省建设成本，美观耐久。
2015年，中国工程建设标准化协会水运专业委员会在连云港成功召开了“海洋新型桶式基础结构”技术交流会，与会的国内130多名专家听闻三航局项目总工夏俊桥的介绍后都前往现场察看。
专家面前，海鸥时时掠过海面，徐圩港区防波堤外围不远处的紫菜养殖区域，养殖户们正兴高采烈地采收紫菜。
这一幕引来专家们的一片赞赏声，“这在传统的爆破挤淤堤施工中简直不可想象。
连云港港徐圩港区斜坡式结构东防波堤工程高性能塑料排水板水上施工
表2 高性能排水板与普通排水板比较
固 结 的 效 果 。考虑 到 防 波堤 处 软 土 分布 情况 、水 上 插 板 工 期 、防 波 堤 工 后 沉 降，以 及 满足 上部设 施 要求 等， 为 确 保 加 固 效 果 ，排 水 材 料 采 用高 性能排水材料。
所 谓 高 性 能 材 料，是 指 板材 在 浸 水 、弯曲 变 形 情况 下保 持良 好 的 排 水 性，板 芯 采 用纯 新 聚 丙烯塑 料原料 生 产，不 得 采 用再生料，齿 槽 挺 直、光 滑、通 水量 大、通 水阻 力小 、抗 拉 抗 撕 裂 强 度 大，工 程 应 用中在 侧 压 力作 用下的地基沉降弯折扭曲的条件下， 仍能保持最大的排水空间和排水能 力，减 少井 阻 影 响，施 工不断带。无 纺 布 滤 膜 要 求 布质 硬 挺 ，在 地 基 土 层中侧压力作用下保持硬挺不内凹， 确 保齿 槽 有 较 大 的 排 水 空 间，既 能 起 到良好的隔土性、反滤性，又有 较 好 的 渗 透 性 ，可选 用 涤 纶 长 纤 维 热 粘 无 纺 布 滤 膜，滤 膜 的 有 效 孔 径 在 8 0 ～13 0 μ m范围，保证滤 膜隔土和 渗水的功能。
46 学术 ACADEMIC
图5 排水板穿桩靴
图6 排水板一端拉紧
图7 振动锤下落
图8 排水板插管提管
图9 水下剪板工艺
图10 水下剪板工具
图11 排水板回带处理
图12 定位滑轮
图13 水下剪板工艺
摩擦力，减少了排水板回带。 （4）插 管上设 置套 环，排水 板 从
中穿过，防止纽带。
图14 设置进水口
上作业时间长
数量减少约20%，水上作业时间缩短
普通板通水量较小，孔径小（＜75μm），易淤 高性能板通水量大，孔径大（80～130μm），不易淤堵和井阻，上部加载速率较快。在 堵和井阻，从而影响上部堤身的加载速率。 较长的一段时间内，仍能保持较好的通水性，使土体压缩固结充分
防坡堤结构施工技术
第题箱筒型基础结构沉放施工中，通过抽真空可施加的荷载取决于下部箱筒的有效截面积和能够达到的真空度，通常真空度可达到以下以下以上答案您的答案：题目分数：此题得分：批注：第题天津港北防波堤延伸工程箱筒型基础结构沉放的最高效率是组月组月组月组月答案您的答案：题目分数：此题得分：批注：第题抛石斜坡堤的三层次结构是指护底堤心垫层压脚棱体护面答案您的答案：题目分数：此题得分：批注：第题大连长兴岛公共港区西防波堤爆破挤淤，采用了三个作业面等步距向前推进的工艺，三个作业面分别是间距堤头爆破作业面间距到作业面堤外侧侧向爆破作业面堤内侧侧向爆破作业面答案您的答案：题目分数：此题得分：批注：第题相对于重力式直立堤而言，抛石斜坡堤对地基不均匀沉降不敏感，对地基承载力要求不高。
答案正确您的答案：正确题目分数：此题得分：批注：第题通常情况下深水抛石斜坡堤不仅石料用量大、护面块体的稳定重量大，对施工作业强度及施工船机设备配置要求也高，在增加工程造价的同时，还增大了施工作业风险。
答案正确您的答案：正确题目分数：此题得分：批注：第题抛石斜坡堤护脚、护底以标高控制时，实际原泥面标高对抛石量影响很大，一般需要加密测量，断面间距到、测点间距O答案正确您的答案：正确题目分数：此题得分：批注：抛石斜坡堤施工中，采用全站仪或后，抛石控制标完全失去了使用的价值。
答案错误您的答案：错误题目分数：此题得分：批注：第题由于总抛石量没有减少，因此即使采用“安全断面法”施工，也无法降低成本。
答案错误您的答案：错误题目分数：此题得分：批注：第题用于抛石斜坡堤施工时，由于石料脱离船舱的控制方式不同，通常认为开底泥驳和开体泥驳是两种不同的自卸抛石船。
答案正确您的答案：正确题目分数：此题得分：批注：第题抛石斜坡堤施工前的准备工作内容不多，实际发生的费用也很少，编制工程预算时不需要专门考虑。
答案错误您的答案：错误题目分数：此题得分：批注：第题抛石斜坡堤施工船机配置中，横鸡趸的优势是既可定点定量抛填，又可堆高石料。
连云港徐圩港区直立式箱桶结构东防波堤工程
连云港徐圩港区直立式箱桶结构东防波堤工程连云港港徐圩港区防波堤工程总长21.8公里，直立式结构东防波堤全长约4377m，投资估算43.8亿元，是徐圩30万吨级航道、国家重化工基地建设和东中西区域合作示范区建设的重要基础性工程，建成后能够形成33.5公里的深水岸线和100多个深水码头泊位，综合通过能力可达3亿吨以上。
防波堤工程能够为港区开发创造良好的港内泊稳环境，减少港内回淤，具有良好的经济和环保效益。
连云港港徐圩港区直立式东防波堤采用新型桶式基础大圆桶结构。
该桶式基础结构可以工厂化预制、水上施工工艺简单、无需大型起重设备吊装、靠自重和大气压力即可实施下沉施工，具有节省建设成本、缩短施工周期、节约石料资源、环境友好等方面的显著优点。
结合徐圩港区直立式结构东防波堤工程地处开敞式淤泥质深水海域的特点，工程采用该新型桶式基础结构，其下桶为底端开口、顶端封闭的倒扣桶体，长30米，宽20米，高11米，为钢筋混凝土椭圆形腔体构件；其上桶为2个直径9米的钢筋混凝土圆桶，预制桶高9.5米；单个桶体重达3200吨。
安装时，首先通过输入压缩空气使桶体起浮，在海中浮游拖移到指定位置，精确定位后排气下沉，依靠桶体自重使其部分插入土中，然后抽出桶内的水和空气，使桶内形成负压，利用内外压力差，将桶体逐步压入至海床内预定深度。
在施工过程中，通过自动控制系统实时控制桶体姿态，自动纠偏。
该基础结构无需进行软基处理，桶体经负压下沉穿透淤泥层进入硬土层中，通过桶壁、盖板、隔板及桶底硬土层将地基土封闭，提高软土与结构相互作用能力，共同承担其上部结构所传递的荷载。
该结构的优点显著：不破坏原有海洋生态环境，可减少大量挖泥抛石工作量，尤其适用于深水海洋工程；具有保护环境、施工周期短、质量可控、耐久性好、造价低等特点。
大圆筒钢筋绑扎和混凝土浇筑在灌南预制场进行直立式大圆筒结构东防波堤全长约4377m，需210个大圆筒，下筒体为椭圆形，长轴30米，短轴20米，上筒体由两个直径9米的圆筒组成，下筒体高9.5米，上筒体高11米。
桶式驳岸结构选型
ｉｎ Ｘｕｗｅｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ．Ｗ ｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｔｈｅ ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｂａｃｋｆ ｉｌｌ ｔｅｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｇｏｏｄ．Ｔｈｅ ｂｕｃｋｅｔ－ｂａｓｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒ ｅ ｃａｎ ｓｅｒｖｅ ａｓ ｒｅｖｅｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｂｅａｒｓ ｍａｉｎｌｙ ｔｈｅ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｌｏａｄｓ ｄｅｒ ｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｓｏｉｌ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｘｕｗｅｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ Ｐｏｒｔ，ｗｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｂｕｃｋｅｔ－ｂａｓｅｄ ｒｅｖｅｔｍｅｎｔ ｓｔｒ ｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｕｃｋｅｔ—ｂａｓｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｒｅｖｅｔｍｅｎｔ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃａ ｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｓｔｒ ｕｃｔｕｒｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ
１）结构方案一（图 １）：３０ ｍ桶式结构 断面为钢筋混凝土椭 圆腔体结构。每组结构 单元 由 １个基础桶体和 ２个上部筒体组成 ，平面 主尺度为 ３０ ｍ ｘ ２０ ｍ×１０．５ ｍ；基础桶体呈椭圆 形 ，桶 内通 过 ２个 短 轴 向隔板 与 ２个 长 轴 向 隔板
划分 ９个 隔仓 ；２个上部简体坐落在基础桶顶板 上 ，上筒 直径 为 ８．９ ｍ。上筒分 段施 工 ，下 段与 桶 式基础一起预制。根据船机能力和施工水位 ，分 段顶标高为 ３．５ ｍ，后期胸墙接到 ７．５ ｍ，为满足 港区挡土功能 ，浆砌块石子堰接到 ９．０ ｍ。根据施 工工艺要求 ，相邻两组桶间的安装间距为 １．０ ｍ。
“超级圆桶”建造“海上长城”
Construction & Maintenance建设养护44 交通建设与管理“超级圆桶”建造“海上长城”文 / 王文娟 陆震东近日，央视国际频道播出的《走遍中国》之《扬帆起航》节目展现了连云港连接海陆，通达欧亚，服务“一带一路”建设欣欣向荣的图景，其中，由中交三航院设计、三航局建设的徐圩港区圆桶式防波堤就像守护着这片海域的海上长城，成为徐圩港区一道独特的风景线。
在美观的背后，是中国交建的开拓创新。
为了更加科学、环保地建设连云港，中国交建在全世界范围首创了一种在淤泥质海洋上建设水工结构的新工艺，刷新了直立式防波堤建造的历史。
该结构也被中国水运建设行业协会和中国港口协会双双评为国际领先，并于2016年底斩获中国水运建设行业科技进步特等奖。
4月20日，中央电视台国际频道播出了《走遍中国》系列片之《扬帆起航》 ——大港崛起。
随着摄像机镜头的移动，由三航院设计、三航局承建的江苏省连云港徐圩港区30万吨级航道防波堤展现在国人面前。
片中389个长30米、高20米、重达3200吨的庞然大物蜿蜒成8 . 2公里的“海上长城” ，气势如虹地横亘在连云港徐圩港区。
这些“超级圆桶”于2016年12月底全部安装完毕。
站在深入黄海的徐圩港区直立堤码头，记者感受到了“超级圆桶”带来的震撼。
在置疑中前进“我国沿海广泛分布着淤泥质海岸带，软土深厚，物理力学指标差、灵敏度高，是港口防波堤等工程建设面临的主要技术难题。
传统方法已不能满足水运工程建设的需要。
曾经有专家认为连云港不适合建设深水港口。
但大圆桶的运用，成功破解了这一难题。
”三航局徐圩经理部经理黄鹏举介绍说。
然而，“超级圆桶”从诞生到成功应用却历时整整7年，过程中还几近夭折。
根据《连云港港徐圩港区总体规划》，该港区规划布置4座突堤和6个港池，可形成陆域48.7平方公里、泊位“海上长城”交通建设与管理45岸线33.5公里，可建设近百个泊位。
海上风高浪大，海港需要良好的掩护条件，防波堤工程是徐圩港区建设开发的前提和关键。
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图 ３ 下 沉 施 工 期 间结 构
由于 下 沉过 程 中 可能 出现 结 构 竖轴 偏 离 竖 直 方 向 ，需 要 对 结 构 进 行 纠偏 操 作 。 纠偏 采 用 增 加
某个或多个仓格 的负压进行 ，仓格原压强为 ，纠
偏负压为 △ Ｐ，负压和为ｐ ＋ △ Ｐ 。本工程下沉工况 考虑人土深度４ ． ５，６，８ ｍ 共３ 个控制位置 ，并分
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ２ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ５年 ２月
水 运 工 程
Ｐ ｏ ｒ ｔ＆ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｗ ａ ｙ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ５ Ｎｏ ． ２ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ５ ０ ０
第２ 期
总第 ５ ０ ０期
徐圩 防波堤 工程桶式基础 结构 设计
方法。
关键 词 ：桶式基础 结构 ；结构模 型试验 ；有限元 ；裂缝宽度
中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ５ ６ ． ２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ２ ２ ４ — ０ ６
Ｂｕ ｃ ｋ ｅ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｘｕｗｅ ｉ ｂｒ ｅ ａ ｋ ｗａ ｔ ｅ ｒ
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｕ ｃ ｋ ｅ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ； Ｆ ＥＭ： ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｗｉ ｄ ｔ ｈ
徐 圩 防 波 堤 工程 采 用 了桶式 基 础 结 构 ，它 是
构 在负 压作 用下 继续 下 沉 ，直到 设计 高程 （ 图３ ） 。
—
，一
、
封 闭气 倒
ａ ）平面 图
封 闭水树
泥面 线
卜
１●●●●ｄ ｄ ●，，』
ａ
）自重 下 沉 过 程
、
封 闭水倒
泥 面线
ｂ） — 剖面 图
图１ 桶式基础 结构 （ 单位 ：ｍｍ）
一
圆柱 壳 形 式 （ 上 桶 ），下桶 插 入 泥 面 以下 ，下 桶 平 面形 状 近 椭 圆形 （ ３ ０ ｍ×２ ０ Ｈ ｉ ），下 桶 外 壁 为 两 个半 圆柱 壳 加 竖 直 平板 形式 ，内部 布 置 井 字 形 格 板 用来 增 加 结 构 整 体 刚 度 以及 结 构 与 土 体 之 间 的摩 阻 力 。结 构 主要 构 件 尺 寸 如 下 ：下桶 外 壁 厚 ４ ０ ０ ｍｍ，内格 板厚 ３ ０ ０ ｍ ｍ，顶板 厚５ ０ ０ ｍ ｍ，上桶 外径８ ． ９ ｍ，壁 厚４ ０ ０ ｍ ｍ。结 构外 形见 图１ 。
ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｔ ｏ ｕ ｐ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ． Ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｘｕ ｗｅ ｉ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ
衡条 件可 以推 导 出桶体仓 格 内部压强ｐ，计算得
Ｎ３ 个控 制 位置 下 桶 内 目标 压 强 分别 为 ２ ０ ｋ Ｐ ａ （ 正
根据气压平衡条件和竖向静力平衡条 件可以得到
桶体内封闭气体相对压强ｐ 相 对 。
压） ， ５ ０ ｋ Ｐ ａ （ 负压 ） ， ８ ０ ｋ Ｐ ａ （ 负压 ） ， 相应 的纠偏工况
ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ — ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｂ ｕ ｃ ｋ ｅ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｒ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｂ ｙ ｉ ｎ — ｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ． Ａｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ，ｔ ｈ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ＡＣ Ｉ ３ １ ８ ｃ ｏ ｄ ｅ ｔ ｏ ｅ ｖ ａ ｌ Ｈ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ｏ ｆ ｂ ｉ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ．
高志伟 ，李 亚 ，高树飞 ，贡金 鑫
（ １ 冲 交第三航务工程勘 察设计院有限公 司，上海２ ０ ０ ０ ３ ２ ；２ ． 大连理 工大学土木工程 学院 ，辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４）
摘要 ：桶 式基础结构是一种新型 防波堤 结构 ，目前尚没有成熟的设计标 准和 施工工艺 。结合连云港徐圩 防波堤 工程 ， 介 绍此结 构的设计荷载 工况、结构模 型试 验、有 限元 分析方 法、配筋方 法。通过对 比土体一 结构相 互作 用模 型和 简化 独立 桶 体模 型 ，说 明两种分析方法的优劣。以 实例对 比说明 中国规 范和 美国混凝 土学会Ａ Ｃ Ｉ ３ １ ８ 规 范关于双向板裂缝宽度的计算
Ｇ ＡＯ Ｚ ｈ ｉ — ｗｅ ｉ ，Ｌ Ｉ Ｙａ ，ＧＡＯ Ｓ ｈ ｕ — ｆ ｅ ｉ ，ＧＯＮＧ Ｊ ｉ ｎ — ｘ ｉ ｎ
（ １ ． ＣＣ ＣＣ Ｔ ｈ ｉ ｒ ｄ Ｈａ ｒ ｂ ｏ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 ６ ：自重＋ 负压荷 载＋ 纠偏 负压荷 载
・
２ ２ ６・
水
运
工
程
２ ０１ ５丘
（Ａ ｐ ＝０ ． ２ ａ ｔ ｍ） （ 入土 深度 ８ ｉ ｎ）。
出现裂 缝 ，应变 测试 结果 见 表２ 。
４）使用 期 间 。 工况 Ｉ Ｖ 一 １ ： 自重＋ 波浪 荷 载 。
．
卜
ｂ）负 压 下 沉 过 程
用 远小 于 波浪作 用 （ 设 计波 高６ ． ３ ４ ｍ），且 竖 向地 震 作 用 无 需 考 虑 ，故 结 构设 计 中不 再 考 虑 地 震 作 用 组 合 。根 据 桶 式 结 构 在 施 工期 和使 用 期 所 受 到 的外界 荷 载或作 用 情况 ，确 定 如下 的设 计工 况 。 １ ） 陆域运 输 期 间 。
３ 结 构模 型试 验
负 压 下 沉 是本 结 构 施 工 过程 中 的关 键 阶 段 ，
别考 虑在这３ 个 位 置 进 行 纠偏 施 工 。根 据 桶 壁 土 体 摩 阻力 、桶 壁 端 阻 力 、桶 体 自重 ，利 用 静 力 平
２） 海上 运输 荷载 期 间 。 工 况Ｉ Ｉ 一 １ ： 自重 ＋ 气浮 压力 。 其 中 ，气 浮 压力 计 算 过 程 为 ：根 据气 浮稳 定 条 件 ，可 以得 到 下 桶 高 出水 面距 离 ａ（图２），再
１ 结构 简 介
２ 设 计工 况
桶 式 结 构 的施 工 工 艺 较 为 特殊 ，荷 载 工 况 与 结 构 不 同 。本 工 程所 在 场地 抗 震 设 防 基 本 烈
本 工程 桶 式 基 础 结 构 上部 挡 浪 部 分 采用 两 个
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — １ ０
可 以按 照纠偏 负压 Ａ ｐ 棋 盘式 间 隔分 布 于下 桶仓 格
考 虑 。工况 如 下 ：
１ Ｌ
封闭 气体
压
工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 １ ： 自重 ＋ 正压 荷 载 （ 人土 深 度４ ． ５ Ｉ Ｔ Ｉ ， 自重 下沉 阶段 ）。 工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 ２ ： 自重 ＋ 负压荷 载 （ 入 土深 度６ ｍ） 。
种新型薄壁钢筋｝ 昆 凝土结构 ，具有可工厂化预
制 、下沉安装过程无需大型施工设备等优点。桶
式 结 构 负 压 下 沉 过 程 ，对 气 密性 要 求 高 ，下 沉 就 位后 ，结 构 整 体 竖 向和 水 平 承 载 能力 高 。对 此 类 结 构 ， 目前 尚没 有 成 熟 的施 工 工 艺 和设 计 标 准 ， 本 文 在一 系列 研 究 的基 础 上 ，重 点 介 绍此 结 构 设 计 的荷 载 工况 、试 验 研 究 成 果 、结 构分 析 和设 计 方法 等 ，供类 似 工程设 计 时参 考 。
工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 ３ ： 自重 ＋ 负 压 荷载 （ 人 土深 度 ８ ｍ） 。 工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 ４： 自重 ＋ 正压荷载 ＋ 纠 偏 负 压 荷 载 （ ＡＰ ＝０ ． ２ ａ ｔ ｍ） （ 入 土深度 ４ ． ５ ｍ， 自重下 沉 阶段 ） 。
结构初始下沉阶段主要依靠重力作用 ，随着 结构下沉 ，下桶体封 闭腔 内气体慢慢排 出，在此
工 况Ｉ Ｉ Ｉ 一 ５： 自重 ＋ 负压荷载 ＋ 纠 偏 负 压 荷 载
（△Ｐ ＝０ ． ２ ａ ｔ ｍ） （ 入 土深度 ６ ｍ）。