鹿特丹MAASVLAKTE II风电场的深水岸壁

2016年，鹿特丹的新港口Maasvlakte II完成了为建设生产和存放以及处理场地而做的基础打桩作业。Maasvlakte II港总面积为20KM²，为2008年填海造地；新港水深20米，特别适合大型集装箱货船。Dieseko集团与几家荷兰公司共同建设了一个装配大厅（长500米，宽42米，高35米）、一个驳船码头和一个深水码头岸壁（长480米）的基础。该项目独特而充满挑战性，因环境和土壤条件差而采用了多种打桩技术。为SIF集团建造风电场服务的深水码头岸壁，选择了钢护筒和钢板桩组合墙。
 
深水码头岸壁由末端开口的钢护筒（直径1420mm，壁厚21到23mm，长32米~37米）和钢护筒之间的3重PU28型钢板桩（长26~29米）组合而成。组合墙由倾斜位打入的H型钢板桩支撑，同时灌浆，称为MV桩。本项目的MV桩由长52米到59米的HEB600型钢板桩组成，安装角度从42.5到47.5度不等。
 


图 1. 组合墙结构
 
通常先下护筒桩，然后在护筒之间打钢板桩，让护筒和板桩相互联锁。据之前在Maasvlakte I港的经验，水喷射有助打钢板桩。然而，因Maasvlakte II为新填海土，孔隙水压力高，水喷射不合适。故决定在要下钢板桩的位置预先钻15米深孔，灌入膨润土，再打PU28 型钢板桩。
 
用PVE的110M振动锤（最大激振力为2198kN，最大频率1350rpm）来打直径1420mm的钢护筒到24米深，余下由Delmag D-160型柴油锤来打。
 

图2 末端开口钢护筒安装进程
 
打桩可行性预测
打桩前，客户要求Dieseko集团提供钢护筒打桩预测。Dieseko用ICE-振动打桩软件评估了打桩可行性。据CPT图，软件预测到，用PVE110M振动锤（最大激振力为2198kN，最大频率1350rpm）最多能把护筒打到24米深。
 
 图3.CPT图                                                             
 

图4.直径1420mm末端开口钢护筒的打桩预测结果
 
图4中点画线表明打桩时在护筒桩末端的土壤阻力。绿线则是桩端的剩余打桩力。两线交叉点为振动锤在足够穿透力下达到的最大水平。交叉点以下位置需要用柴油锤或冲击锤来继续打桩。
 
深水码头岸壁打桩作业
依据打桩预测，承包商先用Woltman 160PR 打桩机（配带导轨的PVE110M振动锤）打前24米。另一台打桩机（Woltman 1000PDS打桩机，配带导轨的柴油锤Delmag D-60锤）继续把护筒桩打到需要的位置。作为质量检测，Delmag D-160 柴油锤在打桩过程中的次数被记录下来。在最后阶段， 每25cm的击打次数范围在34到40次。
 
监控
因项目质量标准高，PVE 110M振动锤打的每一根护筒桩和钢板桩的振动均被电子记录仪监测了。表2是打桩可行性预测和监测结果的比较。
 


结论
对于水深20米和填海土做码头岸壁，组合墙是合适的方案，但高孔隙水压力土壤不适合用水喷射来协助打桩。用振动锤和冲击锤或柴油锤协同打桩是较好的方法。此外，对于挑战性强、土壤地质条件复杂的基础作业，施工前用打桩软件分析评估是可靠而有益的。