浅析高桩码头施工经验和技术

【摘 要】高桩码头在我国的港口工程项目中的应用极为广泛，本文将从高桩码头的结构特点入手，通过阐述高桩码头目前在中国的施工现状，从而总结出高桩码头施工中的一些经验教训，并且对将来高桩码头施工发展基础一些建议与措施。

【关键词】高桩码头；经验；技术

1 高桩码头的结构特点

1.1 高桩码头的组成

高桩码头通常由桩基、上部结构和接岸结构三部分组成，其中桩基一般有大管桩、钢管桩、非预应力或预应力混凝土方桩、灌注桩或者是嵌岩桩。在水工建筑物中较常见的是叉桩和直桩混合的结构，在桩基施工中更为常见的柴油打桩和锤沉桩，但是也有部分工程采用的是液压锤沉桩，并且有一些工程会在沉桩后，在桩内又进行嵌岩。

所谓上部结构，一般包括：板式结构、梁板式结构和墩式结构。其中根据预应力情况，上部结构分为非预应力结构和预应力结构；根据浇注和安装工艺的不同，上部结构又可现浇结构、预制安装结构以及叠合结构；最后根据材料的不同，上部结构还可分为高性能混凝土结构和普通混凝土结构。

接岸结构中最常见的是斜坡式结构，这种结构的作用主要在于适应高桩码头地基较软，并且避免过陡边坡造成桩基损坏或者是码头位移情况发生。

1.2 高桩码头的适用范围

由于透空结构具有结构轻、适用于较软地基等优点，因此高桩码头更适合做成透空结构。尤其是对于那些对使用要求较高的集装箱码头、外海开敞的那些地质适宜的码头或者是垂直荷载较小、作业面积也比较小的化工码头而言，采用高桩结构码头会有更好的效果，并且更加突出了高桩结构码头的优点，高桩码头之所以会如此广泛的使用，其原因更多的是价格以及受力合理这两大原因上。

2 高桩码头的施工现状

近几年，国内所拥有的沉桩设备有了很大的飞跃，更多大型设备的投入使用，正不断提高着我国水运工程施工技术以及设计的整体水平。根据相关数据显示，三航局之前已经制作了直径为1.2m的大管桩，近几年又在此基础上研发出了直径为1.4m的大管桩，并且目前已经正式投入使用，除此之外，在舟山市的大陆连岛工程项目中，所采用的预应力混凝土T梁的长度已经达到了50m，这些数据充分说明了近年来我国在水运工程中的飞速发展，随着这样的发展态势，我国的水运工程将会有更大的飞跃。

3 高桩码头的施工工艺和主要施工方法

3.1 预应力混凝土方桩的龄期问题

当工期较紧，并且地质条件也较为适宜的前提下，可以通过蔡玉早强措施，使得桩身混凝土的强度满足原先的设计要求的方法，少量的预制一些养护龄期由于某些客观原因而达不到28d的桩，之后再进行相关的设计和监理研究，并且进行沉桩安排。

3.2 断桩问题

在实际的操作中，水上打桩船沉桩时，有时会碰到断桩的情况，其具体原因分析如下：一是偏心锤击；二是打桩时打桩船走锚；三则是地质原因获知是桩身本身就存在一定问题。针对这一情况，只有在进行设计以及施工的过程中都采取合适的措施，并且在那些比较密实的粉细砂层中进行预制方桩的处理，才能尽量避免事故发生。

4 高桩码头施工中的经验

高桩码头施工过程中的相关经验可以总结为以下几点：

4.1 地基处理不当是，容易造成边坡稳定性不足的问题，这会桩基造成损坏。

4.2 桩基结构长期承受水平方向的作用力，这将会制约沉桩的能力，导致桩的抗压和抗拔的承载能力严重不足，因此应该着重研究桩基的耐久性。

4.3 负摩擦同样也会影响桩基码头耐久性以及使用寿命。

4.4 需要对地质条件进行探察，对其具体情况有充分的了解，并且应该进行试桩验证，不能仅凭经验办事，这样会造成桩长设计过大，导致在施工过程中需对所用桩长进行大量的裁剪，这是一种极为严重的浪费。

4.5 假若桩基的整体质量不够稳定，那么就会造成局部混凝土强度不足以及预应力方桩胶囊发生偏离的情况；又或是沉桩设备在施工过程中工作状态不稳定，最后导致偏心锤击或者是水锤锤击的情况，以上两种情况都是导致沉桩过程中断桩以及桩基局部出现损坏的重要原因，因此需对以上两种情况进行严密的管理和控制。

4.6 在窄短的受力平台段上，尤其是结构端处，仅仅只有横向叉桩，没有纵向叉桩，这样的设置是极为不合理的，因此需要改变桩基的整体受力情况，以防止码头纵向位移过大情况的出现。

4.7 由于码头的特殊地理位置，因此也要考虑天气情况，尤其是沿海最为常见的的台风。此外，还需要对码头当地海水等情况进行一定研究，分析海水强度，涨潮退潮的相关情况，以此做到保护桩基受到海水波浪作用的损坏。

4.8 严格控制施工过程中使用的材料的质量，常常会出现由于接头混凝土质量过差、混凝土的强度密实性不足或者是钢筋的保护层过小等原因所造成的桩基在海水环境下，整体受到破坏，实际的使用年限根本没有达到最初设计时所要求的年限。

5 高桩码头设计施工的发展方向

随着我国港口工程在设计和方法等方面的不断完善，高桩码头结构的设计已趋于成熟，在结构设计时可以采用简化平面设计方法，同时也可以采用空间有限结构设计的方法，这种方法考虑的因素全面，计算的精度高，因此更有利于设计。此外，与结构设计相配套的材料、荷载、施工、水温、检验和验收、测试等规范和规程也比较完善和配套，这些方面都体现出了高桩码头设计已经很成熟了，但是尽管，假若结合近几年国内各大码头的工程实例来看，却又可以发现设计方面仍然存在着一些不足。首先是桩基和土之间的作用十分复杂，要从理论上解决这个问题十分难度，目前可以采用的方法只有试验和圆形观测这两种方法。其次由于海工混凝土和钢筋结构所处的环境恶劣，腐蚀作用强，在一些工程中，桩基结构早已受到严重损坏，但是目前可以采用的防腐措施只有混凝土涂层、环氧涂层钢筋、高性能混凝土等一些方法，但是这些防腐方法不能真正解决这个问题，如何提高混凝土和钢结构的使用寿命和耐久性才是目前设计以及科研面临的重要问题，也是根本方法。最近几年运输船舶大型化发展的趋势迅猛，推动了港口向深水化发展，如何解决码头向深水大浪区域发展也是值得研究的方向，高桩码头在施工过程中容易发生结构位移，码头的横向水平位移产生的原因、预防措施和沉降控制也是今后设计、施工中要解决的重要问题之一。

6 结语：

纵观近十年我国港口建设的发展历程，也随着港口建设的不断发展，人们对码头结构认识的提高，混凝土和钢结构的耐久性已成为码头结构设计的重要内容，并且桩基工程是高桩码头最重要的组成部分，高桩码头结构方案的选择，实际上是对码头桩基结构造型的选择，因此其重要性也是毋庸置疑的。

参考文献：

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作者简介：

柯志波，湖北黄梅人，1977年5月出生，硕士研究生，南方工程建设局 524005

梁荣耀，广东阳江人，1978年9月出生，中交第四航务工程局第三工程有限公司，524009