关键词：港口码头施工；结构设计；探讨
港口码头的建设，作为船舶进出口的枢纽工程，其结构设计的好坏将决定着建筑整体施工的质量。因此，我们需要积极做好相应的结构设计工作，并重视施工过程中的技术重点，以为港口码头工程的施工打下质量保障。基于此，本文就港口码头工程施工的结构设计进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 工程简介
某港口码头有334.7米泊位岸线长度，东侧设置了封闭式皮带机装卸体统，码头上部主要由纵梁、横梁、靠船构件、面板和水平横撑构成，纵梁由连系梁、轨道梁、后边梁和前边梁构成，横梁、纵梁、面板都由预应力混凝土构件组成，使用钢筋混凝土悬臂梁结构作为靠船构件，使用钢筋混凝土对中间混凝土进行连接，接岸结构为斜坡式挡土。
2 港口码头工程结构的基本特征
（1）要符合结构正常使用的功能需求。
（2）在正常施工和结构施工期间，可以完全承受外部的荷载力。
（3）在有突发性事件出现时，要保证不会有坍塌事故产生，要可以维持结构的整体性，在设计结构时，工程结构的稳定性要根据可靠度进行衡量。
（4）在正常使用的过程中，码头工程结构要具有良好的耐久性。
3 设计码头结构的重点
3.1 设计桩基
作为高桩承台的结构基础，桩基的施工类型是根据码头建设的规模来确定的。由于该工程泊位的吨级为30，000t以下，因此使用650mm×650mm预应力混凝土空心方桩经济型良好，桩基的持力层为风化严重的花岗岩，层面起伏大，埋藏深度深，桩的整体长度在39.2~51.3m之间进行变化。为了保证吊运的过程中，内力在使用期桩身内力以下，使用六点吊对桩进行吊运。在施工时，先对3#和3A#的泊位进行施工，在实际的施工过程中遇到了沉桩困难的问题，于是在4#~6#的泊位设计了钢桩靴。
3.2 设计过渡段
该工程的二期工程为平直岸线，处于建好的7#~8#泊位和1#~2#泊位之间，2#泊位和3A#泊位码头相连接，与之相对应的泊位过渡段剖面示意图如下图所示（见图1）。
图1 泊位过渡段设计剖面结构示意图
结合图2，在泊位过渡段的设计过程中，主要问题有如下几个方面：
（1）1#、2#泊位码头主要有后方承台和前方承台构成，其中后方承台的宽度为15.6m，前方承台的宽度为20.3m，泊位3A#~6#的结构属于宽承台，承台的宽度为35m，而且在此过渡段中预留出了三角形布置的方桩，桩的数量为73根，由于桩位和1#、2#的泊位一致，因此，设计时按照1#、2#泊位的结构类型，对此过渡段进行设计。不仅将2#泊位留下的方桩利用起来，而且由于结构的总宽度为35m，可以很好和3A#的泊位进行顺接、协调。
（2）1#、2#、3A#~6#泊位码头的顶面高度均为4.5m，其中1#、2#前沿水的深度为-10.4m，3A#~6#的前沿水深度为-11.6m。考虑到前沿水的深度不一致，为了更好的对两者进行连接，在距离2#泊位段比较近的3A#段设置了一个-46.7m的过渡段，此过渡段码头前沿水深-10.4m处设置向-11.6m的边坡过渡，边坡比为1：3。
（3）7#、8#属于钢筋混凝土大管桩梁板码头，承台的宽度为40m，大管桩桩的直径为1.3m，排架之间的距离为10m，只在7#泊位外的地方留了一排大管桩，一共为六根，由于接岸岸坡已经形成，在设计6#泊位过渡段有一定的困难，6#泊位和7#、8#的结构段所处的结构段不同，将主体结构延长到了此过渡段，使得7#泊位和过渡端后岸侧拐弯相连接。在原有7#泊位岸坡设置了护面的块石，重量为160kg，保证了打桩振动时集装箱码头的正常使用。
3.3 设计岸坡的稳定性
在对码头岸坡回填、挖泥、加固、打桩等施工的过程中，很容易产生岸坡失稳的情况，特别是在大潮低潮位时，很容易有岸坡失稳的情况出现。通过对该码头进行地质勘测发现，在泊位3A#~6#的地基中有两层软土层，第一次为灰色淤泥层，平均厚度为11.65m，分布很广泛，水含量高，呈流塑状，在设计时，使用挖除换填的方法对该地基进行处理，第二层为淤泥质粘土，呈软塑状，分布高层在-14.3~29m，使用打设砂桩的方法对地基进行处理，按照正方形对砂桩进行布置，直径为750mm，桩间距离为1.2m、1.5m，置换率分别为10%、20%、30%。
使用传统斜坡式结构作为岸坡结构，这种结构形式是高桩梁板码头比较常见的一种结构型式（对应结构示意图如下图2所示）。
图2 斜坡式岸坡结构示意图
结合图2，本工程在建设好的1#、2#、7#、8#泊位均使用这种结构进行建设。在计算岸坡的稳定性时，要从使用期、施工期、地震期三个方面进行计算，其中施工期按照具体的施工过程计算断面的形成、堆载预压、处理地基等进行了具体的计算。经过验算得出，安全性达到了规定要求。
3.4 抗震设计
此港口码头工程设计的抗震等级为八级，为了对水平地震的惯性力进行抵御，分别在码头900m的范围中设置了16个叉桩，沿纵向进行布置，在横向排架设置了两个叉桩。使用整体连接的方法对承台上部结构的纵梁、衡梁、面板进行连接。
4 施工过程中的技术重点
（1）沉桩施工的技术重点
在此工程中，沉桩施工需要从厚度比较大的灰黄色粗砂层穿过，沉桩施工难度大。故而需要结合桩型设置对应的锤击数控制标准。具体数据示意表如表1所示。
表1 锤击数控制标准示意表
结合表1以及本工程实际情况：原本设计使用KB-80锤进行施工，每一击的贯入平均值为5mm，在达到设计标准时，继续锤击100mm，每一击的平均贯入值为6mm，而且桩底距设计高度的距离要控制在2m以下。在实际的施工过程中，最后100mm的贯入度平均值更改成了每一击8mm。而且由于地质条件的不同，以上施工方法无法达到施工的基本要求，一些位置是桩长比超出了设计程度5m左右，因此，在进行沉桩施工的过程中，对沉桩的控制标准也进行了及时的调整。在桩尖高度超出设计3.5~5m时，按照每一击6mm的深度对最后10阵的贯入度进行控制，并将贯入度保持在不断升高的趋势。
（2）砂桩施工的技术重点本工程使用砂桩施工的方法对地基进行加固处理，与之相对应的加固处理流程如下图所示（见图3）。由于地基中有一层厚度为5m左右的中粗砂混淤泥，需要将砂桩从此土层穿过。施工初期，由于打桩的力度不够，无法从中粗砂层穿过，经过计算，将打桩力调整为600KN，保证了打砂桩的顺利施工，为了对施工效率进行提高，将岸坡处的砂桩直径更改成了550mm，并对砂状的密度进行了增加，使得施工速度得到了明显的提升，只需要花费15分左右的实际就可以打设好一根砂桩，在保证质量的基础上，提高了施工效率，对应的布置形式如下图所示（见图4）。
图3 砂桩施工地基加固处理流程示意图
图4 砂桩布置形式示意图
（3）回填砂施工的技术重点
为了对岸坡的稳定性进行保证，使用挖除换填的方法对表层软土进行处理，使用中粗砂对软土进行换填，因为抛填边坡的比为1：2，在抛填的过程中，水体会出现扰动的情况，影响了边坡的稳定性，为了保证设计边坡的基本要求，对这种情况进行改善，使用袋装砂进行表层施工。
5 结语
综上所述，优秀的结构设计对港口码头的施工来说有着非常重要的作用，因此，为了保障港口码头的施工质量，我们就需要重视港口码头工程的结构设计，以使港口的社会效益和经济效益得到了显著的提升，对港口的发展起到积极的促进作用。
参考文献：
[1]李树军.港口码头工程结构设计的策略研究[J].中国水运（下半月）.2011（08）.
[2]郑斌、余奕浩、陈有文.客运码头主要设计参数的确定[J].水运工程.2011（03）.
论文作者:肖畅
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/26
标签：泊位论文; 码头论文; 结构论文; 港口论文; 工程论文; 过程中论文; 结构设计论文; 《基层建设》2015年31期论文;