潘 明 朱进军

（1.国家东中西区域合作示范区（连云港徐圩新区）建设局， 江苏连云港 222065； 2.连云港职业技术学院， 江苏连云港，222006）

0 引言

码头是港口的重要基础设施，其结构的稳定性关乎港口的正常运营。由于海港码头结构处于海洋之中，其环境复杂，结构不仅要承受使用荷载，且承受土体、潮汐、海浪、海流、台风等荷载的作用，因此码头结构的变形监测就显得尤为重要[1-3]。刘现鹏[4]等采用光纤光栅传感器对码头结构进行了健康监测，分析了码头结构的工作性状，并提出了码头结构健康监测的评价指标。黄长虹[5]等结合码头结构检测资料，分析了重力式码头、板桩码头和高桩码头结构的安全性和耐久性的表现特征和影响因素，提出了应予监测的指标。刘大伟[6]等分析了水工建筑物的变形监测方法，认为自由设站点点位精度和监测点点位精度能够满足码头平面变形观测精度要求。

本文以连云港某海港码头结构变形监测为例，分析了该结构的变形特征，经过3 年的监测，变形数据表明该码头结构健康状态良好，结构形式的选用合理，能够满足港口工程的要求。

1 工程概况

1.1 工程地质背景

根据工程勘察揭露，场区勘探深度范围内的地层均为第四系松散堆积层。按其成因年代、成因类型从上至下可分为5 个岩土大层，按岩性特征及其物理力学指标可进一步划分为14 个亚层，主要地层包括：淤泥、粉土/粉砂、粉质粘土、中细砂、粘土等。

本工程不良地质作用主要为建设场地表层连续分布有软弱土层—淤泥，具有含水量较大、抗剪强度低等不良特性，属高压缩性、高灵敏度、低强度土，易发生触变和流变，且因港池疏浚在码头前后沿形成了较陡的边坡，在地震时可能产生震陷和侧向流动。

1.2 结构方案

本工程码头采用引桥式高桩梁板结构方案，主要水工结构物包括码头平台，引桥及与引桥衔接的接岸结构，码头平台采用渡板与引桥连接。

码头平台采用高桩梁板式结构，桩基采用预应力混凝土大管桩。码头上部结构由现浇桩帽、预制现浇横梁、预制现浇纵梁、现浇节点、预制现浇面板组成。

引桥采用高桩梁板式结构，引桥临海侧桩基采用预应力混凝土大管桩，近岸侧桩基采用冲孔灌注桩，上部结构由现浇桩帽、预制现浇横梁、预制现浇纵梁、现浇节点、预制现浇面板组成。

引桥接岸结构采用现浇混凝土胸墙结构，胸墙后方与已建海堤之间为抛石棱体。

2 工程监测成果分析

2.1 监测点布置

本次监测工作内容为沉降位移及水平向位移。监测点位于码头、引桥及桅杆吊平台，其中码头平台长300m，宽70m。监测点布置见图1 所示，1#号引桥共设置11 个监测点，2#引桥共设置12 个监测点，3#号引桥共设置13 个监测点，码头平台结构段共设置20 个监测点，桅杆吊平台共设置4个监测点。

图1 监测点平面布置

由于本次监测点数量较多，因此本文仅选取部分监测点进行介绍。

2.2 沉降监测结果分析

图2 为1#引桥的沉降监测结果，其中图例YQ1-1 表示1#引桥的监测点1，其他图例编写规则与此相同。图中仅选取代表性监测点1、3、6、8、11 进行了展示，其中监测点1、3、6 监测时间段为2017 年至2020 年，监测点8、11 监测时间段为2014 年至2020 年，监测点1～7 位于引桥接码头平台结构上，监测点8～11 位于引桥接岸结构上。

图2 1#引桥沉降曲线图

从图2 可以看出各监测点沉降值大多位于17mm 以内，其中监测点3沉降最大，沉降值为16.5mm。各监测点沉降量变化均成收敛状态，监测点1～7 的沉降值均与此类似。从沉降速率可以看出，其数值从0.04mm/d 附近缩小至0.005mm/d 附近。

从图3 可以看出个监测点8、11 的沉降值要大于监测点1～7，这是由于监测点8～11 位于引桥接岸结构上，接岸结构采用了现浇混凝土胸墙结构，胸墙后方与已建海堤之间为1～300kg 抛石棱体。而码头平台及引桥采用了高桩梁板结构，两种结构型式存在差异，其抵抗变形能力亦存在差异化，因此监测点8～11 处沉降值较大，其中监测点8 最大沉降为46.8 mm，监测点11 最大沉降为156.3mm。

图3 1#引桥沉降曲线图

沉降速率方面，监测点8 的沉降速率从0.09mm/d 附近缩小至0.01mm/d 附近，监测点11 的沉降速率从从0.20mm/d 附近缩小至0.01mm/d 附近，沉降速率变化来看，至2017 年12 月各监测点的沉降速率已较小或趋于平缓。

2#引桥的沉降监测结果显示，监测点沉降值大多位于15mm 以内，且沉降量变化成收敛状态，其沉降速率从0.04mm/d 附近缩小至0.005mm/d附近，从沉降速率来看，各监测点的沉降发展已基本稳定，沉降速率变化与1#引桥类似。

3#引桥的各监测点沉降值大多位于16mm 以内，且沉降量变化同样成收敛状态，沉降速率变化与1#、2#引桥类似。

图4 为码头平台结构沉降监测结果，其中图例J-1 表示码头平台结构的监测点1，其他图例与此相同。图中仅选取代表性监测点1、4、7、12、15、20 进行了展示，监测时间段为2017 年至2020 年，码头平台结构上共设置20 个监测点。

图4 码头平台结构沉降曲线图

从图4 中可以看出，码头平台沉降大多位于15mm 以内，其中监测点12沉降最大，沉降值为14.9mm。从2018 年12 月后沉降趋于平缓，沉降值变化不大。各监测点的沉降速率均从0.03mm/d 附近缩小至0.005mm/d 附近。

桅杆吊平台结构沉降大多位于22mm 以内，其中监测点3 沉降最大，沉降值为21.6mm。各监测点的沉降速率均从0.03mm/d 附近缩小至0.005mm/d 附近。

2.3 水平位移监测结果分析

在水平位移监测中，监测点位置、监测日期与沉降监测相同。图5 为1#引桥监测结果，图例中YQ1-1-X 为1#引桥监测点1 的X 方向位移，YQ1-1-Y 为1#引桥监测点1 的Y 方向位移，其中X 方向为南北向，Y 方向为东西向。

图5 1#引桥水平位移变化图

图5 为监测点1、3、6 的水平向位移变化情况，可以看出，位移均在7 mm 以内，其他监测点与此类似，整体来看，位移均较小。从水平位移速率变化情况，可以看出水平位移速率均在0.015mm 以内。2020 年6 月监测结果显示，水平位移速率已收缩在0.005mm 以内。说明水平位移已基本稳定。

图6 1#引桥水平位移变化图

图6 为1#引桥监测点8、11 的水平向位移变化情况，可以看出，位移基本在30mm 以内，其他监测点与此类似，整体来看，此处水平向位移比监测点1、3、6 要大，原因见上述分析。从水平位移发展规律来看，自2017年12 月以后，位移曲线趋于平缓，说明位移发展趋于稳定。从水平位移速率变化情况，可以看出水平位移速率从0.04mm/d 附近一收缩至0.01 mm/d 附近。变化节点为2018 年6 月，之后位移速率均在0.01mm/d 附近，说明水平位移已基本稳定。

2#引桥各监测点水平向位移监测结果显示，监测点2、4、7 的水平位移均在8mm 以内，水平位移速率大部分在0.005mm 附近。说明整体水平位移较小且变化速率不大。监测点9、12 的水平向位移变化规律与上述类似，仍然是位移较引桥接码头段要大。整体来看位移均在20mm 以内，至2017 年12 月之后，水平位移曲线趋于平缓，说明位移发展趋于稳定。上述监测点的水平位移速率变化情况，可以看出水平位移速率从0.03mm/d附近一收缩至0.01mm/d 附近。变化节点为2018 年6 月，之后位移速率均在0.01mm/d 附近，说明水平位移已基本稳定。

3#引桥监测点1、4、7 的水平向位移变化情况，可以看出，位移均在10mm 以内。从监测点8、10 的水平向位移变化情况可以看出，水平位移的发展规律与其他引桥相同位置类似，仍然是位移较引桥接码头段要大。整体来看位移均在20mm 以内，至2017 年12 月之后，水平位移曲线趋于平缓，说明位移发展趋于稳定。上述监测点的水平位移速率变化情况，可以看出水平位移速率从0.04mm/d 附近一收缩至0.01mm/d 附近。变化节点为2018 年6 月，之后位移速率均在0.01mm/d 附近，说明水平位移已基本稳定。

码头平台结构水平位移均在6mm 以内，其他监测点与此类似，整体来看，位移均较小。各监测点的水平位移速率大部分在0.005mm 附近。说明整体水平位移较小且变化速率不大，位移发展已基本稳定。

桅杆吊平台结构监测显示，除了监测点3 的Y 向位移较大之外，其余监测点位移均在9mm 以内，位移较小。其中监测点3 的Y 向位移子在25mm 以内，且在2018 年6 月之后趋于平缓，说明位移发展已趋于稳定。各监测点的水平位移速率从0.035mm/d 附近已收缩至0.01mm/d 附近。

3 结束语

（1）通过引桥、码头平台、桅杆吊平台的沉降发展规律可以发现，大部分监测点在完工后1.5 年左右沉降趋于平缓，即沉降发展趋于稳定。最近监测数据显示，码头平台沉降值分布在12mm～15mm，桅杆吊平台沉降值分布在15mm～22mm，引桥除接岸段的沉降值分布在11mm～16mm，引桥接岸段的沉降值较大，分布在20mm～160mm。

（2）水平位移发展规律显示，大部分监测点在完工后2.5 年左右水平位移发展趋于平缓。最近监测数据显示，引桥除接岸段的水平位移分布在7mm～10mm，引桥接岸段的水平位移分布在20mm～30mm。码头平台水平位移分布在3mm～6mm，桅杆吊平台水平位移分布在15mm～25mm。

（3）经过数年的监测，本工程码头结构沉降与水平位移发展规律基本一致，近两年监测数据已显示各结构段变形复合规范要求，说明前期的地基处理和水工结构的选择是合理的，能够满足工程要求。