高樁梁板結構碼頭樁基施工技術研究

趙博

摘 要：隨著國民經濟水平的大規模提升，人口持續增長，交通、物流等行業持續發展，國家對高樁碼頭的運用也越發普及，由此引發的如何增強高樁碼頭的使用時長以及質量的提高，成為了我國乃至國際社會水上運輸面臨的最為難以解決的問題之一。本文首先對高樁碼頭目前存在的問題進行了分析，然后通過分析設計方案與實際案例，最后提出解決問題的相應

關鍵詞：高樁碼頭 設計方案 樁基施工

水運行業中高樁結構是碼頭工程中普遍采用的結構形式，這種結構的主要組成部分分為樁基和上部結構。在進行碼頭工程施工經常會遇到一些問題，如在梁板碼頭運用高樁結構時所處的地理環境岸坡較為陡峭，因此造成樁基結構的持力層面埋藏得比較淺，若是繼續使用常規的PHC管樁方案，那么就會造成排架位移較大的結果。因此采取新型樁基設計，即嵌巖式鋼管樁、PHC管樁組合使用的工程方案對工程施工具有顯著效果。

1.目前存在的問題

樁基技術作為當代科學界普遍關注的對象，其技術水平發展非常迅速，但是高樁碼頭的上部結構發展也存在了嚴重的滯緩現象。其主要問題表現為結構形式少之又少，并且往往還存在著以下幾點問題：

（1）高樁碼頭的上部結構建筑過程中，如果使用傾碼頭結構，由于地面的邊界繁復而直接導致大量空間浪費，并且這些空間中往往存儲不必要的濕氣及鹽分，從而導致高樁碼頭的上半部分結構非常不耐用，大大縮短了其使用時長，因此導致高樁碼頭下半部分接連受損。

（2）如果使用顫碼頭結構，那么則會導致另一種問題。眾所周知，顫碼頭是由橫縱梁等多層的結構組成的，在工程施工中往往會使用橫梁擱置現澆鋼筋混凝土樁帽技術，這種技術雖然普遍簡單易上手，但是存在著兩者組合必然導致整體性受損，因此承受的重量減少，剛度也會隨之減小的問題。除此之外，顫碼頭結構存在的最大難題在于這種結構很難將新開發的雙向預應力技術恰當的應用。

（3）碼頭的上部結構很高，如果遇到地域環境較為惡劣，波浪向上推舉的力度較大，那么就會嚴重沖擊工程梁底。為了避免這種現象造成的磨損過度，不得不盡量提高碼頭的橫面，使之高于波浪的上托力面，因此造成的問題就是相應的需要將處在后方場地的地面高程大規模上抬。如果采用這種措施，在日常施工中整個工程所需要的土方量就大大增加了，成的結果不言而喻，工程所耗費的成本也隨之大規模提升。

由此可以看出，若是盲目的改進樁基技術而忽略高樁碼頭上部結構對于提高其使用效能是沒有用處的，因此改進高樁碼頭上部結構迫在眉睫。

2.設計方案與案例分析

目前在我國碼頭工程建造過程中，使用最多的上部結構就是雙向預應力整體箱板結構。在這種結構中工程作業普遍使用全直樁基礎，并且碼頭工程的上半部分縱向采取分段拼裝技術。縱向分段拼裝過程中在業已安裝完畢的結構中預留孔洞；樁基基本安裝完畢后，在預留的孔洞以及管道中進行預應力張拉；利用此技術可以使工程結構在縱向上具有粘結力，從而大大加強了碼頭工程結構的耐久性功能。除此之外，在進行預置箱板的工程中采用膠接縫技術，并且將每一塊預置板都反復涂刷防腐性涂料，單面涂刷完畢后由工人對于箱板進行逐一細致安裝。慢工出細活，在細致地貼合每一塊箱板后，事先預留的孔洞在此便發揮了重要作用，確保了涂刷在兩塊箱板之間的黏合物達到最大效用地固化。為研究設計方案，實地考察了相關碼頭工程并成功采集數據將其案例化，現列舉如下：

在本案例中確定了集裝箱的泊位標記為1萬單位，碼頭工程的頂層層面高度標記為0單位，碼頭工程的底層層面測試高度標記為16m。除此之外，還專程測試了碼頭工程在非常規的極特殊情況下的高水位，標記為35m，對比情況下的非常規極特殊情況下，低水位標記為0.022m。

在一項工程中常規碼頭的標準長度為6084m，寬度則相應為365m，依據第二部分提出來的方案，即將碼頭以縱向的形式分段拼裝，并在碼頭工程的上部結構中采用整體箱板逐一安裝的形式，如果按照經常使用的短線匹配法，進行實驗性施工技術測試，那么在這項碼頭工程中一共需要7個預置箱板，每一塊箱板長度均為3.65m，寬度則相應的是6.76m，高度則按照6.5m單位計算。如果使用了剛剛提出的設計方案，那么在這項實驗工程中，箱底的高度我們從35m減少到29m，那么在這項實驗性碼頭工程中，使用的所有整樁均可高度大幅度降低，從而大大降低了樁基的人力，物力，財力工程量，縮減了成本，節約了資源。

3.問題的解決

（1）在傾碼頭工程中減少了不可利用的空間，從而一定程度上減少了濕氣和鹽分的殘存，并將這項技術同一直使用的雙向預應力技術完整結合，加上質量耐久力均佳混凝土，達到了1+1>2的效果。完工后的碼頭工程結構整體性強，質量好，對力量的承受能力與之前相比有了大幅度提高，從而大大提升了碼頭工程使用的時長。

（2）在顫碼頭高樁碼頭工程中采取新的整體箱板設計方案，將碼頭工程上部結構合為一個整體，由于整體受力強度承受能力大大提高，因此碼頭工程產生的水平力可以由碼頭工程下部的某一部分整樁全部承擔。這設計方案的優點在于與傳統碼頭工程相比，摒棄了斜樁的沉樁設計，所有的工程在岸上即可完成，大大減少了水上作業量，節約成本，降低了碼頭工程的施工難度。

（3）由于碼頭工程的上部結構相比于傳統的碼頭工程高度有了大幅度的縮減，在施工過程中遇到同等高度的潮汐水位，可以有計劃的降低工程水平面標記高度，這樣做可以使高樁碼頭工程后期的回填土量大大減少，節約了成本，同時在日后投入使用定期檢查時也更加方便維修。

（4）在新型高樁碼頭設計工程方案中首次采用了新的護弦系統，在碼頭工程的日常使用過程中，新的方案可以減少由于船體構件同碼頭工程不匹配引發的懸臂存在的普遍問題。在新型結構體系中采取的碼頭工程所需要的成本價格比傳統的梁板式高樁碼頭工程結構有了極大幅度降低，在保證剛度以及耐久性的情況下減少了碼頭工程標準高度，結合當前先進的工程技術具有非常可觀的經濟效益。

在碼頭工程施工過程中，由于采用的是預置箱板逐一安裝，因此相比于傳統工程，采用新的設計方案其施工作業大多在岸上即可完成，并且現澆混凝土不需要太多，從而大大提升了工程施工效率。

4.經驗總結

在項目研究過程中選取了伊通河的一段水域作為主要研究地區，研究過程中遇到了大量難預計問題：冬季的伊通河處于枯水期，大大的低于最初的預計，碼頭工程平臺上的樁基完全沒有辦法進行工程的推進。對此，根據伊通河的實際情況提出了臨時的解決方案，可以使用挖泥船進行輔助性工作；對于沒有達到水位的水域進行輔助性挖泥沉樁，從而確保了高樁碼頭前期工程沉樁的水位具有方案所需的深度并留出富余。

5.結束語

綜上所述，本文中細致而獨到的列舉了傳統的高樁碼頭工程中存在的問題和缺陷，通過大量實驗數據研究出一種新穎的高樁碼頭方案設計。21世紀以來，我國在路橋水運建設上日益走向成熟，經驗也日益豐富，新型的高樁碼頭設計方案結合了最前沿的設計理念，站在先人的肩膀上，較為前沿地解決了一直以來困擾路橋建筑行業的問題。從某些方面來講，具有非常重要的現實意義。

參考文獻：

[1]麥皓愉，徐烈毅.高樁碼頭樁基方案的價值工程評價與優選[J].中國港灣建設，2009（4）：16-18.

[2]崔步紅，鄭鋒勇，張鳳珍，等.大型樁基非預應力梁板碼頭結構模型試驗研究[J].水道港口，2004，25（z1）：95-98.

[3]楊超.高樁梁板結構碼頭樁基施工技術[J].中國水運（下半月），2016，16（8）：287-288.

[4]王磊.寸灘高樁碼頭樁基施工工藝及質量控制技術研究[D].重慶：重慶交通大學，2013.

[5]王元戰，楚東堂，陳楠楠，等.高樁碼頭樁基檢測信號分析中的反褶積應用[J].振動與沖擊，2014（15）：1-7+14.