摘要：由于中国现有高桩码头的破坏普遍严重，而且呈现进一步深化的趋势，所以，对其进行检测评估具有十分重大的意义。其中较难准确检测和评估桩基础的损坏情况。与施工中的常规检测不同，现阶段实施的有关规范却并不适用，检测人员经常无所适从。与此同时，为了保证码头结构的耐久性与安全性，尽快使码头恢复正常运营，必须及时修复加固下部受损基桩。与常规的修复加固不同，在诸多因素，如上部结构、潮位及水流等的影响下，导致较难修复加固下部受损桩基础，尤其是修复加固大量断桩时会更加困难。基于此，本文简述了检测与评估码头的重要性，并分析了桩基础检测与评估的方法与步骤，探究了桩基础修复加固设计。
关键词：高桩码头；桩基础；检测与评估；修复加固
目前，港口水工建筑物普遍存在较为严重的破坏情况，健康状况不佳。船舶在码头前沿的靠泊也十分频繁，多种因素常常都会导致发生码头被撞而破损的事故，不仅会影响码头的正常装卸作业，而且会影响码头的耐久性及安全性。这就迫切需要经常对码头结构采取常规检测，并分析评估其承载性能，并基于此来确定维修加固码头的方法，以确保港口的安全生产，推动港口的健康、长足发展。
1 检测高桩码头的桩基础
1.1 检测水上部分的完整性
若桩的水面以上部分发生开裂，则可采用肉眼进行观测，找出桩的断裂位置，并通过钢卷尺量出裂缝长度，同时利用声波检测仪测出裂缝深度。若桩的水面以下部分发生开裂，当下仍首选低应变动测方法。然而，如果发射和接受低应变动测信号点周围布满纵向裂缝，则这些纵向裂缝会影响检测波形，导致无法准确判断桩的完整性。此外，对于码头上常用的钢板桩或钢管桩，平截面假设不在成立，因而低应变动测方法对其不再适用。
如果检测基桩水上部分时，发现较多纵向裂缝，并有向水下进行延伸的趋势，或撞击点在水下，主要是水下部分发生破坏，或钢管桩受损，则为了弄清基桩的具体损坏情况，则需要探摸基桩水下部分结构。对于基桩水下探摸，必须聘请经验丰富的潜水员到水下进行目视检测，查看混凝土桩是否发生断裂、混凝土是否剥落或露筋以及钢管桩是否开裂或变形还有水下阳极块是否脱落等。然而，水下具有较低的能见度，特别是在水质浑浊时，通常会难以实施传统的水下目测检测方法，若有条件则可借助水下摄像设备来摄像，根据潜水员探摸情况以及水下摄像结果，描绘基桩裂缝的具体分布以及大小。结合现场破损检测情况以及低应变检测结果，综合判断桩的完整性等级。
水下摄像可以直观地验证桩身缺陷，可以充分明确有无缺陷，适用于工程桩完整性复核检测，尤其适合司法仲裁或鉴定，可以提供十分清楚的依据。
1.2 检测水下部分的完整性
反射波法以其经济、快捷、方便的特点深受人们的欢迎，已经成为最常用的基桩完整性检测方法。然而，常规的反射波法明显已经不再适用于检测现有的结构基桩嵌固在横梁或桩帽的桩顶以及承台的情况。
有关检测规程规定：对于上部有承台的桩，在对其进行检测时，可利用竖向激振桩侧或重锤竖向激振承台面桩内范围，并通过在桩侧加装传感器以接收加速度信号的方法。然而，该规定中内容相对简单，并未明确需要实施的具体细节，仍然无法指导具体的工程实践。
由于基桩的上部还有桩帽、横梁、面板以及其他上部结构，在承台表面的桩顶范围内进行激励，则应力波常常衰减太快进而收集不到正常反应桩体的完整性的反射弹性波信号。所以，通常通过使用桩侧垂直激振和桩侧加装传感器来接收加速度信号的方法。
一维弹性应力波理论仍是其理论基础，然而，激振方式不同于传统的反射波法，在桩侧采用竖向激振。与此同时，不再将传感器安装在桩顶面，而是将其安装在桩身侧面。
以纵向冲击力施加在桩侧，迫使桩体变形，同时以波浪方式进行传播，在碰到桩体中的阻抗差异界面之后，信号发生反射，该反射信号由安装在激发源周围的传感器接收和并记录。结合在收集到的现场时域曲线，执行时域以及频域分析，并基于此来判断桩的完整性。
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不同于传统的反射波法，激振的过程中，不仅会发出下行压缩波，而且还会发出上行拉伸波。这种上行拉伸波一旦碰到上部结构，则会进行发射，而传感器又会接收反射回来的信号，以干扰信号识别过程。但是，由于传感器一般安装在桩顶附近，因此，干扰信号只会给桩身浅部缺陷识别造成影响。而桩身浅部缺陷又可以借助目视等方法直接进行检测。
1.3 检测桩基础嵌固情况
如果桩基础发生过大变位或失稳，通常都可利用对桩基上部的沉降、位移或倾斜数值的观测将其反映出来，但是，仍然需要潜水员到水下进行探测和摄像，以弄清桩基础的具体变形隆起及基础表面的冲淤情况，进一步判断桩基础的实际可靠性。
2 高桩码头桩基础的典型修复加固设计方法
2.1 补桩
针对严重损坏的桩基础，一般采用补桩的方法来进行修复加固。通常缺一补二，在受损桩附近对称布置两根桩。在补桩时，一般需要拆除上部部分结构，待补桩完后，再将上部结构恢复。同时还需考虑补桩对码头原有结构的影响，避免损坏原有码头桩基。设计补桩时，应优先考虑挤土效应不大的开口钢管桩或不需挤土的混凝土水下灌注桩。
2.2 原位补强断桩
对于补桩施工，通常需要用到水上的大型施工设备，几根补桩的代价常常十分巨大。部分工程技术人员结合现场具体情况，给出了原位加固补强断桩的修复办法，既能降低工程造价，又能确保结构安全。如下是两种常见的方法：
（1）外套钢套筒修复加固法。对于裂缝较大的桩或重要位置的裂缝轻微的桩，其破坏程度均比缺陷较大的桩要小，但是，往往却大幅削弱了水平承载力，需要修复加固。为了避免使用补桩的大型机械设备，可通过外套钢筒以浇筑混凝土来加固，具体为：制作直径略大于原桩的薄壁钢筒，沿着桩身沉到泥面和缺陷下一定深度处，再利用高压冲水清除桩身和钢套筒间的淤泥，并浇筑细石混凝土，使其形成一个整体，以加固补强。对于混凝土严重破损的桩，清除淤泥后，在浇筑混凝土前，还可配置钢筋笼。
（2）沉井修复加固断桩法。该方法中，制作完钢板薄壁沉井后，基于高压射水及外加荷载的作用，顺着桩体沉至设计标高，再排干井内积水，在井内，复位断桩，并浇筑钢筋混凝土以补强。该法具有施工设备简单、快捷、质量好及低廉的特点，适用于修复码头前沿直桩桩基及不大的桥梁桩基。同时能在不或少拆除上部码头结构的情况下施工，以防因拔、补桩而带来麻烦。
2.3 修补桩身纵向裂缝
桩身纵向裂缝一般不会影响单桩承载力，然而，因混凝土开裂会加快钢筋腐蚀，缩短使用期限。通常先用环氧树脂以封闭灌浆，再粘贴碳纤维布。但是，目前还缺乏经济、成熟、可靠的方法以修补水下结构裂缝。3 结 语
总之，港口码头多发灾害。为了高桩码头的结构安全、受损后快速恢复正常生产，其质量检测评估与修复加固便显得尤为关键。而其中较易检测和处理上部结构损坏，但却较难准确检测评估桩基础损坏情况。为此，文中主要介绍了桩基础的检测评估与其典型的修复加固设计方法，可供有关人士参考。
参考文献：
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论文作者:陈晓增
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/26
标签：码头论文; 水下论文; 结构论文; 裂缝论文; 桩基础论文; 方法论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第29期论文;