摘要：在我国内陆城市发展中，内河码头发挥着至关重要和不可或缺的作用，如果港中断，则给城市带来的经济损失是相当巨大的，同时社会影响也是极为恶劣的。本研究首先概述了高桩码头工程的经验教训，然后从减少施工工程量、抓住有利河况的时机两个方面对高桩式码头优化设计措施进行了简要的探讨，以期有效促进工程费用的显著降低、工期的有效缩短和结构安全度的显著提升。
关键词：高桩式码头；设计
深水码头有许多重要的结构形式，开敞式高桩墩式码头是其中极为重要的一种，无掩护河域是其建设的主要地点，同时大型的内河码头也是其建设的常地。波浪和建筑物的相互作用、结构空间受力分析等均是在设计开敞式高桩墩式码头时需要计算的方面，目前相关方面尚没有完善的设计理论。本文就开敞式高桩墩式码头为例，对高桩式码头设计的若干问题做如下探讨。
1 高桩码头工程的经验教训
（1）设计桩长过大，在工程实施的过程中大量截桩，浪费极大，造成这一现象的原因是相关人员不太清楚地质条件，事前没有做相关试桩炎症，没有足够的相似地质条件的沉桩经验等；（2）桩的抗拔、抗压承载力不足，造成这一现象的原因是水平力长期作用于桩基结构，受到沉桩能力的限制等。（3）负摩擦严重影响着桩基码头。比如，上河港早期建成的一些码头，其堆场具有较大幅度的沉降，造成这一现象的原因是桩基具有较小的入土深度，而码头后方具有较大的回填作用，这种情况导致负摩擦力在码头桩基产生，从而使桩基沉降，上部结构开裂和位移，对码头的耐久性和正常使用带来严重的不良影响。斜桩（指向码头后方）或直桩（紧邻档土结构）或桩帽开裂是最为常见的不良影响；（4）边坡缺乏足够的稳定性，损坏桩基。造成这一现象的原因是没有恰当地处理地基。常见的情况是上部结构在边坡位移后开裂，严重时桩基在边坡失稳滑动的作用下被破坏；。
2 开敞式高桩墩式码头设计过程中存在的问题
某开敞式引桥是设计主要控制荷载，具有较强的波浪力，设计波高是10.4 m。给予结构的使用和耐久性要求的有效满足以充分的重视是原设计的主导思想，将出发点设为以维护、将试用期维修减少到最低限度，在开敞河域引桥结构的设置过程中，我们可以运用预应力混凝土梁结构，引桥的跨度设计为40 m即可，本引桥共有18跨，也就是720 m，然后分别布置这18跨对应的河上墩台，用三根梁高为2.0 m的预应力混凝土T梁将这些墩台连接起来，从而在一定程度上对引桥的跨度设计形成制约机制，使波浪作用于引桥上部结构混凝土梁的范围得到极大程度的增加。突出山嘴是工程的地点所在，该山嘴没有任何掩护，春季时具有较好的河况，但是多雾天气，夏季时具有较强的涌浪，冬季时具有较大的风浪，从而促进了打桩船有效工作天数的极大程度减少。
3 河上平台沉桩方案
为了对河上风浪的不良影响进行有效的预防和避免，促使项目施工进度的有效加快，可以在打桩和上部结构施工时采用两座配置有液压打桩锤和吊机的升降式打桩平台，其中一座是大型打桩平台，采用专门设计和制作的打桩导架，将其固定在河上之后，将系揽墩的基桩搭设起来；另一座是中型打桩平台，必要时需要对其进行改造和坚固，然后对引桥墩和工作平台的基桩进行打设，打设时可以采用在平台上固定的专门打桩导架。在进行平台移位、起锚、抛锚等作业时可以运用拖轮、锚挺配合。还可以采用包括桩锤、液压驱动系统等一套HHK-12和一套HHK-9液压打桩锤配合打桩平台打桩。将在河上工作地点固定好的打桩平台提升到波浪不会对其造成不良影响的高度，使沉桩质量得到切实有效的保证；另一方面也可以将良好的工作条件提供给平台工作人员。有纵向桩和横向桩布置在每个引桥墩上，打设平台的一个位置时墩台正面；另一个位置是墩台侧面，需要进行再次的移位和升降。由于平台的升降在平台支腿结构弱于平台本体的情况下极易受到波浪和水流力作用的直接影响，因此应该严加控制风浪，只有这样才能顺利完成平台的升降和移位过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在开敞的、具有较大波浪的海域中，这是升降式打桩平台工作的一个弱点。其他设备赖以发挥作用的必要条件就是平台能够就位打桩，而顺利打桩也能对工期进行有效的控制。
4 高桩式码头优化设计措施
4.1 减少施工工程量
运用预应力混凝土T梁建40 m跨度的原引桥，使原引桥的耐久性得到切实的保证，尽量不要采用钢结构，以对给维护带来各种不必要的麻烦的情况进行有效的预防和避免。但是，桩基的工程数量和上部结构的工程数量、材料费用会在引桥跨度低于40 m的情况下增加，施工时间也会被无限制地延长，这是由墩台数量增加、平台移位及打桩数量增加造成的必然结果，造成不可弥补的巨大经济损失。如果将原有的沉桩工艺用平台和大批配套设备替换掉，那么就会明显破坏小跨度引桥方案的合理性，这样会在一定程度上增加工程费用，延长工期等。
4.2 抓住有利河况的时机
如果开敞河域的河况较为恶劣，则应该时刻把握河况良好时的时机，从而将一个墩台的施工问题有效解决掉，否则将会使工期延误1天以上，施工方就需要付出极大的代价[9]。监理工程师在施工的过程中应该充分重视各方面的紧密合作关系，处理好业主、施工方、设计等各方面的关系，将富有成效的意见和建议及时提出来，将全部工作的中心设为打桩，从而良好保护设备，避免被损坏；最大限度地合理应用材料，避免材料浪费造成后续施工材料不足的现象；督促相关人员积极有效地开展工作，不因个别人没到场而耽搁工期等。坚持定期观察河况并注意天气变化，把握好夏季到夏初的有利时机，从而按期完成平台的移位就位、安装、沉桩等工作。
4.3 其他优化对策
（1）由于原设计布置中具有过大数量的直桩和过少数量的叉桩，同时靠泊船舶也会在一定程度上对泊位工作平台产生撞击作用，因此可以用2根直桩和1对叉桩替代原有的4根直桩，使2对叉桩分布于每个排架上，从而将船舶撞击力过大的问题很好地解决掉；（2）有礁盘分布在防波提部分，具有较大的地形起伏和较复杂的变化，在这种情况下可以将成片礁石直接利用起来，将其作为防浪墙的基础，将锚杆打设在其表面之后对防浪墙进行认真细致的浇筑，从而最大限度地减少工程量。用礁石将护面结构直接构筑起来，然后将支护结构设置在扭王块的边缘部位，这些扭王块是在礁盘上分布着的，从而对扭王块的失稳或位移进行有效的预防和避免。经实践证明，该优化设计方案中结构、工程费用及效果等均是符合实际且令人满意的；
5 工程效果
运用上述优化设计措施涉及的高桩式码头具有令人满意的效果，工期得到了极大的缩短，工程费用也得到了最大限度的降低，调整方案及时可行且极易实施，得到了各方面的普遍认可。设计单位针对工程实际情况对上述优化措施进行了更进一步的优化，在条件允许的情况下将每个墩台的桩数去掉了2根，同时将原有的混凝土立柱用钢管支柱替换掉，使工程费用得到了进一步的减少，更加有利于施工的设计效果，在各方的共同努力下，施工任务最终顺利按期完成。
总之，上部结构的设计受到桩基的选型的直接而深刻的影响，施工方必须依据实际地质情况、工期要求及施工机等将合理的桩型选择出来。将集装箱起重机放置在码头岸边时，轨道梁的极限承载力明显大于其作用效应组合值，安全储备很大，安全使用的要求完全能够得到有效的满足。
参考文献：
[1]李冠华，彭玉生.大型开敞式码头轴线方位的选择——青岛港原油码头三期工程设计实例[J].水运工程，2018（6）：152-153.
[2]罗刚，陈怀忠.开敞式码头最佳方位的研究[J].港工技术，2018（4）：245-246.
论文作者:吴芝宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：码头论文; 引桥论文; 桩基论文; 结构论文; 平台论文; 工程论文; 工期论文; 《基层建设》2019年第7期论文;