淺析高樁碼頭施工經驗和技術

【摘 要】高樁碼頭在我國的港口工程項目中的應用極為廣泛，本文將從高樁碼頭的結構特點入手，通過闡述高樁碼頭目前在中國的施工現狀，從而總結出高樁碼頭施工中的一些經驗教訓，并且對將來高樁碼頭施工發展基礎一些建議與措施。

【關鍵詞】高樁碼頭；經驗；技術

1 高樁碼頭的結構特點

1.1 高樁碼頭的組成

高樁碼頭通常由樁基、上部結構和接岸結構三部分組成，其中樁基一般有大管樁、鋼管樁、非預應力或預應力混凝土方樁、灌注樁或者是嵌巖樁。在水工建筑物中較常見的是叉樁和直樁混合的結構，在樁基施工中更為常見的柴油打樁和錘沉樁，但是也有部分工程采用的是液壓錘沉樁，并且有一些工程會在沉樁后，在樁內又進行嵌巖。

所謂上部結構，一般包括：板式結構、梁板式結構和墩式結構。其中根據預應力情況，上部結構分為非預應力結構和預應力結構；根據澆注和安裝工藝的不同，上部結構又可現澆結構、預制安裝結構以及疊合結構；最后根據材料的不同，上部結構還可分為高性能混凝土結構和普通混凝土結構。

接岸結構中最常見的是斜坡式結構，這種結構的作用主要在于適應高樁碼頭地基較軟，并且避免過陡邊坡造成樁基損壞或者是碼頭位移情況發生。

1.2 高樁碼頭的適用范圍

由于透空結構具有結構輕、適用于較軟地基等優點，因此高樁碼頭更適合做成透空結構。尤其是對于那些對使用要求較高的集裝箱碼頭、外海開敞的那些地質適宜的碼頭或者是垂直荷載較小、作業面積也比較小的化工碼頭而言，采用高樁結構碼頭會有更好的效果，并且更加突出了高樁結構碼頭的優點，高樁碼頭之所以會如此廣泛的使用，其原因更多的是價格以及受力合理這兩大原因上。

2 高樁碼頭的施工現狀

近幾年，國內所擁有的沉樁設備有了很大的飛躍，更多大型設備的投入使用，正不斷提高著我國水運工程施工技術以及設計的整體水平。根據相關數據顯示，三航局之前已經制作了直徑為1.2m的大管樁，近幾年又在此基礎上研發出了直徑為1.4m的大管樁，并且目前已經正式投入使用，除此之外，在舟山市的大陸連島工程項目中，所采用的預應力混凝土T梁的長度已經達到了50m，這些數據充分說明了近年來我國在水運工程中的飛速發展，隨著這樣的發展態勢，我國的水運工程將會有更大的飛躍。

3 高樁碼頭的施工工藝和主要施工方法

3.1 預應力混凝土方樁的齡期問題

當工期較緊，并且地質條件也較為適宜的前提下，可以通過蔡玉早強措施，使得樁身混凝土的強度滿足原先的設計要求的方法，少量的預制一些養護齡期由于某些客觀原因而達不到28d的樁，之后再進行相關的設計和監理研究，并且進行沉樁安排。

3.2 斷樁問題

在實際的操作中，水上打樁船沉樁時，有時會碰到斷樁的情況，其具體原因分析如下：一是偏心錘擊；二是打樁時打樁船走錨；三則是地質原因獲知是樁身本身就存在一定問題。針對這一情況，只有在進行設計以及施工的過程中都采取合適的措施，并且在那些比較密實的粉細砂層中進行預制方樁的處理，才能盡量避免事故發生。

4 高樁碼頭施工中的經驗

高樁碼頭施工過程中的相關經驗可以總結為以下幾點：

4.1 地基處理不當是，容易造成邊坡穩定性不足的問題，這會樁基造成損壞。

4.2 樁基結構長期承受水平方向的作用力，這將會制約沉樁的能力，導致樁的抗壓和抗拔的承載能力嚴重不足，因此應該著重研究樁基的耐久性。

4.3 負摩擦同樣也會影響樁基碼頭耐久性以及使用壽命。

4.4 需要對地質條件進行探察，對其具體情況有充分的了解，并且應該進行試樁驗證，不能僅憑經驗辦事，這樣會造成樁長設計過大，導致在施工過程中需對所用樁長進行大量的裁剪，這是一種極為嚴重的浪費。

4.5 假若樁基的整體質量不夠穩定，那么就會造成局部混凝土強度不足以及預應力方樁膠囊發生偏離的情況；又或是沉樁設備在施工過程中工作狀態不穩定，最后導致偏心錘擊或者是水錘錘擊的情況，以上兩種情況都是導致沉樁過程中斷樁以及樁基局部出現損壞的重要原因，因此需對以上兩種情況進行嚴密的管理和控制。

4.6 在窄短的受力平臺段上，尤其是結構端處，僅僅只有橫向叉樁，沒有縱向叉樁，這樣的設置是極為不合理的，因此需要改變樁基的整體受力情況，以防止碼頭縱向位移過大情況的出現。

4.7 由于碼頭的特殊地理位置，因此也要考慮天氣情況，尤其是沿海最為常見的的臺風。此外，還需要對碼頭當地海水等情況進行一定研究，分析海水強度，漲潮退潮的相關情況，以此做到保護樁基受到海水波浪作用的損壞。

4.8 嚴格控制施工過程中使用的材料的質量，常常會出現由于接頭混凝土質量過差、混凝土的強度密實性不足或者是鋼筋的保護層過小等原因所造成的樁基在海水環境下，整體受到破壞，實際的使用年限根本沒有達到最初設計時所要求的年限。

5 高樁碼頭設計施工的發展方向

隨著我國港口工程在設計和方法等方面的不斷完善，高樁碼頭結構的設計已趨于成熟，在結構設計時可以采用簡化平面設計方法，同時也可以采用空間有限結構設計的方法，這種方法考慮的因素全面，計算的精度高，因此更有利于設計。此外，與結構設計相配套的材料、荷載、施工、水溫、檢驗和驗收、測試等規范和規程也比較完善和配套，這些方面都體現出了高樁碼頭設計已經很成熟了，但是盡管，假若結合近幾年國內各大碼頭的工程實例來看，卻又可以發現設計方面仍然存在著一些不足。首先是樁基和土之間的作用十分復雜，要從理論上解決這個問題十分難度，目前可以采用的方法只有試驗和圓形觀測這兩種方法。其次由于海工混凝土和鋼筋結構所處的環境惡劣，腐蝕作用強，在一些工程中，樁基結構早已受到嚴重損壞，但是目前可以采用的防腐措施只有混凝土涂層、環氧涂層鋼筋、高性能混凝土等一些方法，但是這些防腐方法不能真正解決這個問題，如何提高混凝土和鋼結構的使用壽命和耐久性才是目前設計以及科研面臨的重要問題，也是根本方法。最近幾年運輸船舶大型化發展的趨勢迅猛，推動了港口向深水化發展，如何解決碼頭向深水大浪區域發展也是值得研究的方向，高樁碼頭在施工過程中容易發生結構位移，碼頭的橫向水平位移產生的原因、預防措施和沉降控制也是今后設計、施工中要解決的重要問題之一。

6 結語：

縱觀近十年我國港口建設的發展歷程，也隨著港口建設的不斷發展，人們對碼頭結構認識的提高，混凝土和鋼結構的耐久性已成為碼頭結構設計的重要內容，并且樁基工程是高樁碼頭最重要的組成部分，高樁碼頭結構方案的選擇，實際上是對碼頭樁基結構造型的選擇，因此其重要性也是毋庸置疑的。

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作者簡介：

柯志波，湖北黃梅人，1977年5月出生，碩士研究生，南方工程建設局 524005

梁榮耀，廣東陽江人，1978年9月出生，中交第四航務工程局第三工程有限公司，524009