杜静 广东省航运规划设计院有限公司

随着交通强国概念的引进，使得我国港口经济迎来了新的机遇。天然形成的港口几乎被占据使用，因此，我们不得不修建一些人工港口来供经济发展使用。调查表明，海岸线多为软土地基，这种地基适用更轻便的高桩码头。但高桩码头耐久性差，比较容易受到损坏。近些年来我们一直在优化高桩码头的施工工艺，但并没有有效的控制，因此笔者就高桩码头施工中常见问题进行了分析，并提出了一些建议，希望可以为从事相关工作的人员提供一些帮助。

1.高桩码头的发展及特性

海岸经济的飞速发展推进了我国港口工程的建设。当下码头建设发展趋于深水化、开敞化。而港口延伸主要是借助吨位比较大的船舶来操作，因此操作难度高。当下，对于软土地基我们只能采用高桩码头，得益于其波浪反射小，透空的特点高桩码头已广泛应用于当下码头的建设。

高桩码头采用的是透空式的结构，这类结构能够将受力点分散，且大大减少自重，因此对于软弱土地基来说，能够很好的支撑起这类结构的码头，且位移沉降很小。同时也是由于其透空式结构，波浪反射程度小，不论是对挖泥超深的适应性，还是大水位差的适应能力都会大大增强。相较于其他类型的码头，高桩码头用料节省，造价成本低，非常适用于那些软土地基的码头或者是作业面狭小、垂直方向向上的油气化工码头。但也是因为高桩码头的透空式结构，使得它容易出现耐久性差、部件出现难以修复的问题、荷载力敏感等特点，且针对这些容易出现的问题，到目前为止并没有一个高效的修复办法。因此对高桩码头这一工程来说，找出提升其稳定性，解决沉降位移或破坏等解决措施尤为重要。

2.高桩码头的结构组成

高桩码头由三部分构成。最底层起到地基作用的是桩基，上部结构主要是将桩基与海岸连接起来，最上层则是接岸结构。我们一般会使用钢管桩预应力混凝土桩、大管桩，或者是非预应力混凝土桩嵌岩桩、灌注桩等来用作高桩码头的桩基，因为桩基是起到支撑起高桩码头整体结构的作用，所以一定要牢牢地固定在海岸下，而为了加强其固定力，我们会采用叉桩及直桩的混合布置结构，并且在桩基施工时会使用柴油打桩锤，液压锤或者是在桩中镶嵌岩石、锚杆等处理方式加强桩基的密度。

其次就是上部结构，上部结构比较复杂，与环境相关性很强。根据环境的不同，一般会使用板式、墩式或者是梁板式的上部结构。在正式搭建上部结构之前，我们需要预测是否有足够的承压能力，因此需要给结构预先施加一定的压力来进行预测，而根据预测的情况不同，将上部结构分为了预应力结构和非预应力结构。同时由于地基材质的不同，我们对上部结构的安装和浇筑工艺也不尽相同，常见的有预制安装，叠合和现浇结构这三种浇筑工艺。而根据上部结构在建筑上使用的材料差异，将上部结构分为了普通混凝土结构和高性能混凝土结构。对于所需支撑力更强的接岸结构一般会使用高性能混凝土结构。如果在上部结构基本搭建形成后，发现牢固性较差，还可以采用重力式结构或者卸载平台，最后则是接岸结构。为了能够让其他结构与软土地基更好的适应，一般会使用斜坡式的接岸结构。同时相较于其他形式的接岸结构，斜坡式可以很好的避免由于边坡过陡造成的码头位移，或者是对上部结构进行一定程度的损害。为了能够更方便后期操作，我们还会采用板桩卸载平台以及重力式结构等形式。由于软土地基支撑力弱，容易发生桩基位移，所以我们会采取开挖换填或者是抛沙垫层等方式来改善软土地基的支撑力，进而增强码头的承载力。我们一般会在接岸结构的上部分，安装一些小型的挡土结构，这样码头之间就能够做到很好的过渡，为了避免结构的沉降，我们也会在简支板的下方安装一些橡胶支座，来作为后续加固处理。

由于软土地基的条件，再加上长期遭遇风吹和海水拍打。高桩码头的损害和位移程度较其他码头都会要严重一些。所以我们也可以设置一些挡土结构来尽可能的减少码头与海岸衔接的距离。同时可以从一定程度上加固码头。而对于环境比较差的地区，为了避免码头被海水中的化学物质侵蚀，我们还需要建设一些岸坡结构来进行固定和衔接。

3.高桩码头施工中的常见问题

3.1 裂缝问题

对于地基采用钢筋混凝土的高桩码头来说，很容易出现裂缝问题。大面积使用混凝土的部位，由于散热差，水热化后的热量容易发生聚集，并且水下封闭的条件使得这些热量难以挥发，就会导致码头地基内部的温度上升，而内外巨大的温差会使得码头结构出现热胀冷缩，同时会产生强烈的拉应力，而当内部的拉应力大于码头与海岸的拉抗力时，就会出现压力差，强烈的压力差很容易使混凝土结构产生裂缝。一旦产生裂缝，码头结构的承载力就会迅速下降。而如果是面板产生裂缝，并且没有及时进行补救，会导致面板在工作过程中无法承受外界的载荷而发生破裂。同时，对于因温度差而产生的裂缝，一般没有规律可循，受到不同的温度影响，产生的裂缝大小差别很大，所以很难做到预测和防范。

要想避免产生裂缝问题，在施工过程中就要尽可能的控制材料的选取。可以选用普通的硅酸盐水泥，对于施工过程中的粗骨料，要尽量选用碎石或者卵石这一类不容易产生裂缝的材质，细骨料尽量选用含碳低、颜色淡且质量稳定的砂石或者是粉煤灰和木钙碱水剂。这些材料能够有效的散热，降低因水化热形成的温度差，同时这些材料由于质量比较稳定，硬度强，也可以增加后期的支撑强度。而对于避免裂缝的产生，要尽可能的去减少水化热的聚集现象。可以在搅拌粗骨料和细骨料时加入缓释剂，混凝土凝固时间的减慢，可以有效增大散热量，减少水化热的集中。同时混凝土中还可以加入少量的钢筋或者纤维材料，将混凝土可能产生的温度裂缝控制在不会严重损害码头结构的范围之内。但需要注意适量，因为钢筋和纤维材料会大大加重码头结构，而对于软土地基来说，支撑力比较弱，难以支撑起过重的结构。码头结构的裂缝，不仅仅会影响码头的正常使用，还会对码头的连接结构和支撑结构产生很强的破坏力，大大降低码头承载力的同时，还会加速码头的位移和沉降。

3.2 钢筋侵蚀和混凝土碳化

钢筋和混凝土是码头的主要原材料，因钢筋腐蚀和混凝土碳化导致码头结构损坏的情况十分常见。长期海水的浸泡使得混凝土碳化出现剥落或者裂缝等现象，而钢筋经海水中的化学成分侵蚀后会出现与混凝土之间的粘合力下降、承载力降低等现象。一旦出现剥落或者是承载力下降，将会威胁到整个码头结构的安全。根据研究表明混凝土的碳化程度与钢筋的锈蚀程度呈一定的相关性。混凝土对钢筋也起着一定的保护作用，混凝土的碳化会增加混凝土的裂缝，海水通过这些裂缝进入到内部来侵蚀钢筋，因此钢筋锈蚀程度也会加重。

3.3 剥蚀现象

海水浸泡和风沙侵蚀容易导致混凝土漏水、酥松起落或者是蜂窝麻面等情况的出现。同时混凝土的脱落也会加速海水对钢筋的锈蚀，进而破坏高桩码头支座的支持力，支持力不足会使得码头的接岸结构出现位移偏离等情况。

3.4 结构的破坏

在进行码头结构浇筑之前，一定要对周围的环境进行严密的勘查。高桩码头的结构构造与周围的环境以及所需要承载力有很大的相关性。同时高桩码头的施工技术也会严重影响码头的承载力。一旦出现结构构造不合理或者施工技术错误等情况，很容易造成码头的承载力与所需支撑的外界载荷相差过大而造成的结构变形，对于这种情况来说，修复起来难度大，危险性高。

3.5 地基的不均匀沉降

由于结构的特殊性，当下的高桩码头一般是建立在软土地基的条件下。而对于这种地质条件，不仅承载力弱，还会产生不同程度的沉降，因此对高桩码头的地基牢固性要求很高，长时间遭受海水的浸泡和软土地基的位移，码头很容易发生裂缝和倾斜等情况，需要做好防范。

3.6 其他

桩基结构作为高桩码头结构中最重要的一部分，一旦出现问题，将会对整个码头结构造成不同程度的影响。由于环境的特殊性，桩基结构在长期承受压力和侵蚀后，容易发生沉降，造成整个桩基结构的承载力不足。另外如果在前期设计时，桩基结构的深度不够，后方回填量就会增大，就会给码头的基桩带来一定的负重，会形成上部结构开裂，影响码头的正常使用。而如果在施工过程中码头的地基问题处理不当，会造成边坡稳定性不足，引起桩基沉降。

4.高桩码头施工优化措施

4.1 灌注桩的施工控制

灌注桩的施工过程对整个结构的稳定性来说非常重要。所以在施工过程中，要严格的控制护筒的沉放以及桩位的确定等。在沉放过程中，为了保证护筒垂直，可以采用锤球来进行检测。并在出现偏差的时候做到及时调整。在灌注桩钻孔施工的过程中，如果钻机和护筒的中心线不处于同一条直线，那么就容易造成灌注桩歪斜支撑力减弱。成孔后还要进行沉渣厚度和泥浆比重检测，在检测完全合格后才可以安装骨架。当下最常见的浇筑方法是导管法，这种方法不仅可以确保连续浇灌，危险性也低，可以有效避免出现断筑。

4.2 岸坡稳定性控制

由于环境的特殊性，岸坡的稳定性很重要。因此在施工期间一定要特别注重岸坡稳定性。要对开挖工序进行严格的分层，分等级分段控制，合理的安排工序和人手，同时在进行打桩工程时，要尽可能的避免打桩震动对岸坡稳定性的影响。做好相关的监督工作，一旦发现问题，要及时调整。

4.3 沉桩施工

在进行这一项工程时，要提前做好设计报告，并对施工部分的土层质量分布和土层范围等指标进行细致的分析，选取合适的钻探地区。在正式沉桩前要进行试桩，由其结果决定单桩的承载力。对于同一片地区的不同桩基，要保证使用的工具型号、深度等一致。如果碰到比较坚硬的土质，可以在进行沉桩前做一些试验来确定能够进入土层的深度和力度。最后还要充分考虑土壤变化的预防方案，综合确定土壤层沉桩的标高和施工计划。

4.4 墩台施工

墩台作为高桩码头构建中最重要的一个部件，需要在施工过程中尽可能的严谨和采用合适的工艺。墩台的表面要做好除锈和磨砂处理，避免因海水风沙的长期侵蚀，出现锈蚀破损等情况。同时，如果墩台底部结构出现受力不均的情况，墩台的悬臂则会出现下沉、歪斜，很容易发生安全事故。我们可以在墩台的底部使用八字脚来增强其稳定性。也可以在其直角上采取圆角处理，这样不仅可以大大的减少船只碰撞或者海水侵蚀造成的墩台损害，也可以有效地提升墩台的承载力和持久力。

4.5 有关材料的措施

由于码头结构需要长期经受海水和风沙的侵蚀，所以对其材料持久性的要求要更高，可以选用450千克每立方米以下的硅酸盐水泥，这种水泥可以有效抵御水中化学物质的侵蚀，增加码头结构的牢固性。对于粗骨料的选用可以选取不容易破裂的碎石或者卵石，细骨料尽可能选用含碳低的，稳定性高的粉煤灰和木钙减水剂，可有效预防碳化，并在搅拌时加入一定的缓凝剂，减少水热化聚集。为了防止钢筋锈蚀，可以在混凝土中加入一定的阻锈剂，或者对外露的钢筋涂隔离层，防止侵蚀。

5.结束语

经济的发展，国家对外开放的推进，推动了水运市场的发展，天然码头已不能满足当下的需求，我们不得不构建更多的人工码头。而对于支撑力和抗压力都比较弱的软土地基来说，更适合采用高桩码头结构，但当下的高桩码头仍存在耐久性差，承载力弱和自身容易受到损坏等缺点，所以我们在施工过程中，一定要确保充分的勘察地质环境，并严格规范构建步骤，尽可能的提高码头的可靠性和稳定性。