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摘要：高桩码头是常见的一种沿岸码头结构形式，在当前港口建设过程中应用非常的广泛。然而，高桩码头设计、施工建设以及后期运行管理过程中的相关因素影响，导致其出现位移现象，码头应用安全可靠性产生了不利影响。本文先对高桩码头位移成因进行分析，并在此基础上以某工程项目为例，就其如何进行预防谈一下个人的观点与认识，以供参考。
关键词：高桩码头；损坏；位移；成因；预防措施；研究
对于高桩码头而言，其为连片式结构形式，而且是主要的结构形式，在现阶段港口码头项目建设过程中应用价值非常的广泛。然而，由于高桩码头受多种因素影响，容易出现位移现象，因此不利于码头结构的安全稳定性及其正常运行。
一、高桩码头位移成因概述
实践中可以看到，高桩码头之所以会出现位移现象，主要是因为设计以及施工和其他方面的因素所致，具体分析如下：
1、设计原因
由于桩基设计不合理，岸坡稳定结构布设过程中其计算参数选择不合理，因此造成高桩码头出现位移现象。在设计岸坡时，因没有对孔隙水压力、土强度等相关指标进行精确确定，所以必须提高安全系数。然而，桩基设计过程中这一点无法做到，也就难以避免参数选取不当。由于码头位移以及岸坡变形之间没有形成定量关系，岸坡变形计算公式不确切，因此难免会出现问题。此外，由于结构型式选择不当，而且在选择过程中未充分考虑压力、地基应力和具体的施工环境条件等因素，因此引发位移现象。同时，由于没有充分考虑高桩码头预期荷载，加之岸坡受到挖泥以及回填土和吹填土等因素的影响，因此导致高桩码头应用效果不佳。
2、施工原因
高桩码头位移的另一个成因是施工建设，岸坡变陡或者土质较差，都会出现位移问题。因表面倾斜以及岸坡在众多因素的影响下，出现土体滑动之势。如果土体抗滑性不佳，或者较之于内滑动力要小，则就会出现滑坡现象。究其原因，坡面存在着上淤下冲问题，而且挖泥超深超宽或者设计的坡度太陡等，都会导致土内应力发生变化，土体抗剪强度小于剪应力，以致于土体稳定性及其平衡性手段严重影响，最终呈现出滑坡现象。此外，打桩也会对高桩码头位移产生不利影响，究其原因，主要表现在以下几个方面。桩挤土作用力影响下，因封闭桩尖入土以后受到振动挤压力作用，导致孔隙水压力过大，土抗剪强度也随之增大；由于打桩振动而产生的影响也不可小觑，具体而言就是振源随着入土深度的不断加深而逐渐下移，因此会产生不利影响，其范围可达10至15米；同时，施工方式和方法不当，也会对高桩码头位移产生一定的影响，因施工技术工艺和顺序、方式方法选择不当而导致其位移加剧。
3、其他原因
一是，自然现象。在岸坡整体稳定计算过程中，因天气原因以及回填土渗透性差等而导致水头差，浮容重土体成为饱和容重，滑坡力矩随之增大。二是，超载。后方超载以及堆载不当等，通常会导致挡土墙、码头后沿差异性沉降，进而造成码头使用期间出现位移现象。比如，挡土墙倾斜导致码头接岸桩帽、梁等断裂或者梁底悬空等。
二、加强高桩码头位移问题预防管控
1、工况概述
某码头工程地处长江下游，沿岸建设5个多用途泊位，其级别为5000t。码头年吞吐量设计为600万t，装卸货种以集装箱为主。该码头结构为高桩梁板式，其平台长度和宽度分别为710m、30m；设置了4座引桥，并且与长江大堤相连接，其中引桥的宽度在200～ 235m之间。平台排架间距7m，而且各榀排架设8根规格为φ800mmPHC的管桩。码头平台有10个分段，而且变形缝处上部位置为悬臂式。码头平面、结构断面如下图所示。
（图2：码头断面图(单位: m)）
因码头工程项目所处河段水下地形相对较陡，而且河道深泓线贴岸，尤其蓄水后会造成长江中下游地区的河道泥沙量锐减，河道岸坡受清水下泄冲刷严重，该河段于2012年、2014年分别发生过滑坡。同时，上游端滑坡规模相对较大，滑坡区域长度达180m，滑坡造成崩窝底高程为－28m。经现场实地调查，各结构段结构缝出现了大小不一的张开问题，其中第7和第8分段结构缝张开尺寸为30mm，第6与第7段结构缝张开尺寸约为12mm。位移过大会对码头结构安全可靠性以及结构的耐久性产生不利影响，严重时可能会导致码头坍塌。本文码头位移产生的因素很多，主要是因为码头桩基结构型式、区域范围内的各种自然因素和施工干扰等。由于本工程中的高桩码头为强梁弱柱型式，因此码头位移呈现出水平位移状态。综合分析，该码头位移的影响因素分别是区域岸坡坡比设计问题、固岸工程施工建设影响以及打桩振动所致。
2、高桩码头位移预防措施
基于工况分析，该码头第7与第8分段水平位移较大，而且位移值不收敛，原因为9至10段小深槽未有效回填，而且地8段下游位置纵向岸坡坡比相对较大。码头区域内的固岸效果相对较差，而且岸坡的稳定系数相对较小；第9段桩基施工过程中，振动影响较大。综合上述分析，制定如下应对方案。
第一，回填小深槽，尽可能减小第8段下游位置的临空面以及纵向坡比。在此过程中，应当及时停止第9段的桩基工程施工作业，并且对该区域100m内深槽段利用袋装砂进行回填，其高程为－18m。其中，抛填袋装砂以土工袋充填江砂为主，砂袋直径设计为1.2m，其长度设计为6m，砂袋内充填砂至少5.04m3。
第二，第7至第10段码头前沿采用抛石护岸方式进行处理，以此来有效提高岸坡的稳定性。就抛石护岸的范围而言，从码头前沿到深泓线一线宽度约为50m，而且抛石的厚度平均在1.5m以上。抛石时根据水下地形进行抛石档位图绘制，保证抛石以后水下局部陡岸的岸坡坡比在1：2范围以内。同时，将第7、第8段前沿位置－45m深度的深泓部位利用大块石进行回填，使其达到－40m。
第三，对第9以及第10段沉桩施工工艺进行适当的调整，以此来有效减小打桩振动造成的不利影响。在此过程中应当对原来Φ1000mm规格的PHC管桩进行适当的改变，将其换成Φ1000mm钢管桩。同时，还要对打桩锤锤能进行严格控制，并且将原来D－130规格的锤改成D－125规格的锤打桩；对打桩的速度进行严格控制，距离第8段50m以内，每日打桩数量控制在10根以内，不易过快、过多。
3、效果分析
自2016年起，该高桩码头工程采取了上述几种方法进行处理以后，通过实时监测码头位移变化情况可以看出，第7段与第8段码头平台位移值有所收敛。至2016年底，其最大位移收敛到46.2mm，防治措施得当，效果比较明显。
结束语：
总而言之，高桩码头是一种非常重要和常见的码头建筑结构型式，可在沉桩地基中应用，尤其是软土地基。然而，高桩码头难以对地面超载以及装卸工艺变化适应，其耐久性相对较差，其构件比较容易损坏，因此在施工过程中要加强质量控制，注重相关层面的各种影响因素，最大限度地减少消极因素，以此来提高高桩码头的结构安全稳定性。
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论文作者:章琪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
标签：码头论文; 位移论文; 结构论文; 因素论文; 过程中论文; 桩基论文; 现象论文; 《防护工程》2018年第35期论文;