高桩码头结构研究综述

发布时间：2021-11-02T06:12:21.595Z 来源：《防护工程》2021年21期 作者： 黄尚

[导读] 在高桩码头结构广泛应用的趋势下，人们对于高桩码头结构施工质量的要求也越来越高。然而，因高桩码头结构相对单薄，受荷载作用明显，结构耐久性也相对不足，所以其经常会出现裂缝、剥蚀等病害问题，这不仅会影响整体码头结构的施工质量，严重时还容易引起码头坍塌事故。因此，加强有关高桩码头结构病害及防治探讨，对于改善高桩码头运行质量和整体寿命具有重要的现实意义。黄尚

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摘要：在高桩码头结构广泛应用的趋势下，人们对于高桩码头结构施工质量的要求也越来越高。然而，因高桩码头结构相对单薄，受荷载作用明显，结构耐久性也相对不足，所以其经常会出现裂缝、剥蚀等病害问题，这不仅会影响整体码头结构的施工质量，严重时还容易引起码头坍塌事故。因此，加强有关高桩码头结构病害及防治探讨，对于改善高桩码头运行质量和整体寿命具有重要的现实意义。 关键词：高桩码头；结构

对高桩码头耐久性的质量控制与后期维护等要求较高。针对施工和使用中经常出现的稳定性及码头回填沉降等问题，如果不能妥当处理，也可能造成桩基码头的位移或者破坏现象，这些都是在应用高桩码头时需注意的问题。 一、高桩码头的结构特征

高桩码头在我国港口工程中广泛应用，主要由桩基、上部结构和接岸结构三部分构成。一是桩基的一般形式为大管桩、钢管桩、PHC桩、预应力混凝土方桩、非预应力混凝土方桩、嵌岩桩及灌注桩等。在水工建筑物中，常见有叉桩及直桩的混合布置结构，桩基的施工多以柴油打桩锤的沉桩为主，但也有个别工程采取液压锤沉桩。有些工程的桩基处理，是在沉桩完毕之后，在桩中实行嵌岩，或者在桩中进行锚杆施工；二是上部结构一般分为板式结构、梁板式结构或者墩式结构。根据预应力情况的不同，分为预应力结构、非预应力结构；根据安装和浇注工艺的不同，分为预制安装结构、叠合结构与现浇结构。高桩码头的位移沉降相对较小，具有造价成本低、使用效果良好等优势。尤其在对使用要求较高的集装箱码头，或者作业面积小、垂直荷载度小的油气化工码头；或者外海开阔地域的码头等。在各方面条件的保障下，通过应用高桩码头，可实现经济合理工程目标。 二、高桩码头结构组成及病害类型

1.高桩码头结构组成。1）岸坡结构，岸坡其本身具有较强的稳定性，通常设置在地质状况较差或风浪影响较大的部位；2）桩基，桩基通常用于稳定地基和向地基传递荷载，可分为灌注桩、打管桩、钢管桩及预应力混凝土方桩、非预应力混凝土方桩等；桩基施工中可采用柴油打桩锤沉桩或液压锤沉桩两种施工方式；3）上部结构，上部结构主要设置在码头地面位置，基本功能是连通桩基、稳固地基并向地基传递荷载，通常可分为梁板式结构、板式结构和墩式结构或预应力结构与非预应力结构等；4）挡土结构，其主要用于降低岸坡的衔接距离和码头宽度。

2 高桩码头病害类型。1）地基非均匀沉降造成的破坏：地基非均匀沉降对于高桩码头结构影响较大，经常会造成码头结构开裂，严重时则会导致码头结构局部或整体性倾斜倒塌。在高桩码头施工中应深入勘察地质状况，分析地基非均匀沉降原因，并采取加固措施降低沉降影响；2）钢筋锈蚀及混凝土碳化：钢筋锈蚀与混凝土碳化是钢筋混凝土码头中经常出现的病害问题；在钢筋不断锈蚀的过程中，混凝土会逐渐剥落、开裂，混凝土与钢筋的粘结力降低，钢筋截面积减小的同时其承载力也在不断降低，进而影响高桩结构的安全性；在混凝土碳化深度同混凝土保护层厚度非常接近的时候混凝土内的钢筋大多都会发生锈蚀；若码头施工质量较差、裂隙问题较多，则钢筋锈蚀问题也会愈发严重；3）结构构造破坏：在高桩钢筋混凝土码头中，因结构重要部位构造不恰当、局部构件强度较低、施工技术缺陷、实际荷载超出设计荷载规定、承载力不足等原因，码头结构会出现变形、失衡、老化等问题，由此引发结构病害；4）裂缝：裂缝是高桩码头结构中最常见的病害问题，其通常是多种因素共同作用而形成；面板开裂会造成整体结构构件承载力降低，若面板位置的砂浆配合不均匀、强度低、无砂浆或砌缝开裂等，则此截面处的面板便无法共同参与正截面的受力，其截面的抗挤压性能也会减小；5）剥蚀：剥蚀在高桩码头结构中主要表现为漏石、麻面、剥落或蜂窝等问题，冻融腐蚀、风化腐蚀、水质侵蚀、海浪冲刷等是引起剥蚀病害的主要原因。剥蚀通常会减小构件的有效截面尺寸，容易造成钢筋锈蚀，引起承载力降低或结构贯穿性裂缝，进而造成结构破坏严重。 三、高桩码头病害施工控制措施

1 墩台施工。1）为避免船撞墩台边角及拆模损坏，墩台底部应采用八字角施工工艺，竖角在采用半径为50mm的圆角工艺；2）墩台的钢筋与模板应采用整体吊装，保证大块钢模板一次立模到顶，一次完成钢筋混凝土浇筑，对于桥台耳墙高度范围内的顶帽、托盘及台身等应进行一次性浇筑成型；3）墩台左右及前后边缘同设计中心线的尺寸误差应控制在20mm以内，支撑垫石顶面的高程偏差应控制在10mm以内，平整度误差控制在5mm以内；应确保各类预留孔及预埋件的安装、设置位置正确；4）为避免砂浆垫块强度过低、尺寸不合理、松散等

问题，应使用定型模具“振动盘法”进行垫块制作并将其浸入到养护池中实施养护；5）为改善墩台混凝土的整体质量，对模板内表面要进行喷砂除锈处理并在其上部涂刷一层模板漆，以避免模板锈蚀。

2.沉桩施工。1）在制定桩长时应充分分析土层变化的不规律性，综合考虑沉桩后因桩顶破损而截桩和土层标高误差等因素；沉桩时按照“桩底标高”和“贯入度”作为基本调整指标，根据设计要求采取补桩、接桩等处理措施；2）若按照试桩成果确定单桩承载力，则沉桩过程中对于贯入度的控制、桩尖沉入土层的标高及锤型号等都应同试桩时相一致；3）在地质勘查检测中，要对硬夹层底部土质、土层分布、持力层标高变化、硬夹层范围、厚度、土质等进行详细勘测；要根据基桩允许偏差，对桩间距进行校验，避免桩碰撞；4）施工完成后要先将塌坡泥土和回淤浮泥进行清理，然后再进行回填，回填中要注意检查回淤量。

3 灌注桩施工。1）钻孔中应确保护筒及钻机的中心线在同一条直线上，保证孔无偏斜；成孔完成后技术及质量管理人员应及时检查泥浆比重及沉渣厚度等；2）在钢筋骨架安装后可采用导管法对灌注桩混凝土进行浇筑，浇筑时要先计算首灌量，以符合导管埋深要求，且确保混凝土连续浇筑，以避免出现断桩；3）施工中应线控制护筒沉放，采用前方直角交会法对桩位进行调整，并在沉放中使用垂球对护筒垂直度进行检测。

4 疏浚施工。1）施工前要先对施工范围进行浚前测量，并将其作为施工组织和工程量审核的基本依据；对于具有明显回淤问题的区域可根据施工先后顺序分期分区进行浚前测量；2）基建性疏浚，疏浚前应先开展扫床，做好防护措施以保障疏浚设备及人员安全；对于可能含有爆炸物的区域，应先使用磁力仪进行扫测，然后通过专业潜水人员扫除；施工中应根据现场工况条件、土质状况及挖泥船工作性能等，对工作参数及施工工艺等进行合理选择；作业中应准确确定挖泥船位置，防止出现过大超挖或漏挖问题；3）使用绞吸式挖泥船时，可采用主副桩横挖法或双桩前移横挖法两种方法，施工中应恰当拟定挖泥船的驻位轴线，保证定位桩桩孔与基桩桩位间隔3倍以上桩径距离。在沉桩施工过程中，如果出现特殊的气候条件，应强化监测密度。

在高桩码头设计施工过程中，需严格执行规范，尤其要结合个案工程的具体情况，科学安排，合理控制，才能提高其耐久性和使用要求。

参考文献：

[1]董海林.浅谈高桩码头工程施工阶段监理要点[J].建筑节能，2019，（6）：78-80. [2]麦志坚.高桩码头结构的病害分析及施工的质量控制[J].中国水运(下半月刊),2019. [3]赵莱,单良洁.某高桩码头的整体稳定及结构安全评估[J].中国水运(下半月),2019.