高桩梁板结构码头桩基施工技术研究

赵博

摘 要：随着国民经济水平的大规模提升，人口持续增长，交通、物流等行业持续发展，国家对高桩码头的运用也越发普及，由此引发的如何增强高桩码头的使用时长以及质量的提高，成为了我国乃至国际社会水上运输面临的最为难以解决的问题之一。本文首先对高桩码头目前存在的问题进行了分析，然后通过分析设计方案与实际案例，最后提出解决问题的相应

关键词：高桩码头 设计方案 桩基施工

水运行业中高桩结构是码头工程中普遍采用的结构形式，这种结构的主要组成部分分为桩基和上部结构。在进行码头工程施工经常会遇到一些问题，如在梁板码头运用高桩结构时所处的地理环境岸坡较为陡峭，因此造成桩基结构的持力层面埋藏得比较浅，若是继续使用常规的PHC管桩方案，那么就会造成排架位移较大的结果。因此采取新型桩基设计，即嵌岩式钢管桩、PHC管桩组合使用的工程方案对工程施工具有显著效果。

1.目前存在的问题

桩基技术作为当代科学界普遍关注的对象，其技术水平发展非常迅速，但是高桩码头的上部结构发展也存在了严重的滞缓现象。其主要问题表现为结构形式少之又少，并且往往还存在着以下几点问题：

（1）高桩码头的上部结构建筑过程中，如果使用倾码头结构，由于地面的边界繁复而直接导致大量空间浪费，并且这些空间中往往存储不必要的湿气及盐分，从而导致高桩码头的上半部分结构非常不耐用，大大缩短了其使用时长，因此导致高桩码头下半部分接连受损。

（2）如果使用颤码头结构，那么则会导致另一种问题。众所周知，颤码头是由横纵梁等多层的结构组成的，在工程施工中往往会使用横梁搁置现浇钢筋混凝土桩帽技术，这种技术虽然普遍简单易上手，但是存在着两者组合必然导致整体性受损，因此承受的重量减少，刚度也会随之减小的问题。除此之外，颤码头结构存在的最大难题在于这种结构很难将新开发的双向预应力技术恰当的应用。

（3）码头的上部结构很高，如果遇到地域环境较为恶劣，波浪向上推举的力度较大，那么就会严重冲击工程梁底。为了避免这种现象造成的磨损过度，不得不尽量提高码头的横面，使之高于波浪的上托力面，因此造成的问题就是相应的需要将处在后方场地的地面高程大规模上抬。如果采用这种措施，在日常施工中整個工程所需要的土方量就大大增加了，成的结果不言而喻，工程所耗费的成本也随之大规模提升。

由此可以看出，若是盲目的改进桩基技术而忽略高桩码头上部结构对于提高其使用效能是没有用处的，因此改进高桩码头上部结构迫在眉睫。

2.设计方案与案例分析

目前在我国码头工程建造过程中，使用最多的上部结构就是双向预应力整体箱板结构。在这种结构中工程作业普遍使用全直桩基础，并且码头工程的上半部分纵向采取分段拼装技术。纵向分段拼装过程中在业已安装完毕的结构中预留孔洞；桩基基本安装完毕后，在预留的孔洞以及管道中进行预应力张拉；利用此技术可以使工程结构在纵向上具有粘结力，从而大大加强了码头工程结构的耐久性功能。除此之外，在进行预置箱板的工程中采用胶接缝技术，并且将每一块预置板都反复涂刷防腐性涂料，单面涂刷完毕后由工人对于箱板进行逐一细致安装。慢工出细活，在细致地贴合每一块箱板后，事先预留的孔洞在此便发挥了重要作用，确保了涂刷在两块箱板之间的黏合物达到最大效用地固化。为研究设计方案，实地考察了相关码头工程并成功采集数据将其案例化，现列举如下：

在本案例中确定了集装箱的泊位标记为1万单位，码头工程的顶层层面高度标记为0单位，码头工程的底层层面测试高度标记为16m。除此之外，还专程测试了码头工程在非常规的极特殊情况下的高水位，标记为35m，对比情况下的非常规极特殊情况下，低水位标记为0.022m。

在一项工程中常规码头的标准长度为6084m，宽度则相应为365m，依据第二部分提出来的方案，即将码头以纵向的形式分段拼装，并在码头工程的上部结构中采用整体箱板逐一安装的形式，如果按照经常使用的短线匹配法，进行实验性施工技术测试，那么在这项码头工程中一共需要7个预置箱板，每一块箱板长度均为3.65m，宽度则相应的是6.76m，高度则按照6.5m单位计算。如果使用了刚刚提出的设计方案，那么在这项实验工程中，箱底的高度我们从35m减少到29m，那么在这项实验性码头工程中，使用的所有整桩均可高度大幅度降低，从而大大降低了桩基的人力，物力，财力工程量，缩减了成本，节约了资源。

3.问题的解决

（1）在倾码头工程中减少了不可利用的空间，从而一定程度上减少了湿气和盐分的残存，并将这项技术同一直使用的双向预应力技术完整结合，加上质量耐久力均佳混凝土，达到了1+1>2的效果。完工后的码头工程结构整体性强，质量好，对力量的承受能力与之前相比有了大幅度提高，从而大大提升了码头工程使用的时长。

（2）在颤码头高桩码头工程中采取新的整体箱板设计方案，将码头工程上部结构合为一个整体，由于整体受力强度承受能力大大提高，因此码头工程产生的水平力可以由码头工程下部的某一部分整桩全部承担。这设计方案的优点在于与传统码头工程相比，摒弃了斜桩的沉桩设计，所有的工程在岸上即可完成，大大减少了水上作业量，节约成本，降低了码头工程的施工难度。

（3）由于码头工程的上部结构相比于传统的码头工程高度有了大幅度的缩减，在施工过程中遇到同等高度的潮汐水位，可以有计划的降低工程水平面标记高度，这样做可以使高桩码头工程后期的回填土量大大减少，节约了成本，同时在日后投入使用定期检查时也更加方便维修。

（4）在新型高桩码头设计工程方案中首次采用了新的护弦系统，在码头工程的日常使用过程中，新的方案可以减少由于船体构件同码头工程不匹配引发的悬臂存在的普遍问题。在新型结构体系中采取的码头工程所需要的成本价格比传统的梁板式高桩码头工程结构有了极大幅度降低，在保证刚度以及耐久性的情况下减少了码头工程标准高度，结合当前先进的工程技术具有非常可观的经济效益。

在码头工程施工过程中，由于采用的是预置箱板逐一安装，因此相比于传统工程，采用新的设计方案其施工作业大多在岸上即可完成，并且现浇混凝土不需要太多，从而大大提升了工程施工效率。

4.经验总结

在项目研究过程中选取了伊通河的一段水域作为主要研究地区，研究过程中遇到了大量难预计问题：冬季的伊通河处于枯水期，大大的低于最初的预计，码头工程平台上的桩基完全没有办法进行工程的推进。对此，根据伊通河的实际情况提出了临时的解决方案，可以使用挖泥船进行辅助性工作；对于没有达到水位的水域进行辅助性挖泥沉桩，从而确保了高桩码头前期工程沉桩的水位具有方案所需的深度并留出富余。

5.结束语

综上所述，本文中细致而独到的列举了传统的高桩码头工程中存在的问题和缺陷，通过大量实验数据研究出一种新颖的高桩码头方案设计。21世纪以来，我国在路桥水运建设上日益走向成熟，经验也日益丰富，新型的高桩码头设计方案结合了最前沿的设计理念，站在先人的肩膀上，较为前沿地解决了一直以来困扰路桥建筑行业的问题。从某些方面来讲，具有非常重要的现实意义。

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