码头接岸结构工程中土体变形监测方法

杨立争 金广龙

摘 要：以某接岸结构工程为背景，结合其地质资料，围绕施工过程中的土体变形现象展开分析，通过制定具体的监测方案，其中涉及表层沉降、分层沉降以及深层土体位移等内容，对监测结果进行分析，从而得出影响码头接岸土体变形的因素，希望为相关单位提供参考。

关键词：接岸结构 表层沉降 深层土体位移 监测

基于现场监测的方式，能够确保施工有足够的安全性，工程的顺利施工需要得到诸多因素的支持，应当对承台结构做以全面的了解，同时分析其与陆域吹填等环节的关系，确保在施工过程中承台等各部分结构具有足够的稳定性。在展开接岸结构施工时，全过程检测应重点围绕地基土地而展开，做好对数据的检测工作，将加载速度控制在合理范围内，从而为施工创设稳定的环境，确保工程整体质量。

1.工程概况

关于本文所探讨的工程，其位于某山岛的西侧区域，在进行接岸结构设计时，采用的是斜顶板桩承台的形式，在其后方存在大范围的高抛填陆域，而前方区域则为现代化码头。整个接岸结构的宽度为23m，主要设计到桩承台、简支板等多个结构，通过填海造陆的方式可以进一步得到港区，但由于自然条件等因素的限制，将会给工程带来约束性影响，整个工程的回填土高度普遍介于23～26m范围内，因此无论是码头还是接岸结构，二者都需要选定为合适的形式。

关于减压棱体的设置，其采用的是块石的形式，需要使用到袋装砂内棱体，应将其置于棱体内侧的坡脚处，有必要设置一个倒滤层，其最佳位置为棱体与后方陆域吹填之间的区间，考虑到棱体下方存在大量的天然软土，因此需要使用砂桩对其做以换填处理，达到提升稳固性的效果。

2.地质资料

关于本工程中的接岸结构，其标高介于-8.0～-11.0m范围内，工程中展开了大量勘察工作，得到了相关的地质特性：见表1。

3.监测方案

以工程的结构型式为基础，综合考虑到地质特性等方面的因素，最终将监测断面的数量设置为9个，在对每一个断面进行分析时，需考虑到表层沉降、分层沉降以及深层土体位移这三大部分内容。

3.1观测方法

在展开表层沉降分析工作时，应使用到三等水准测量技术，进一步得到闭合水准线路，此环节的测试精度应为±1mm。在进行分层沉降观测时，需要得到在线数字化分层沉降仪的支持，应确定合适的设备放置区域，此环节的精度也为±1mm。最后，在进行深层土体位移检测工作时，应遵循自下而上的原则而展开，要求精度达到±0.1mm/500mm标准。

3.2监测频率

主要分为两个阶段，当处于施工加荷期时，频率以2～3次/周为宜；当处于恒载区时，监测频率可以适当减小，为1次/周。

4.监测成果及分析

以施工流程为参考，综合考虑当前的实际情况，将工程划分为三个阶段而展开对监测数据的分析工作：第1阶段，指的是正式观测至板桩墙后减压棱体抛石作业完成，此环节的时间为240d；此后进入第2阶段，指的是减压棱体完成直至后方陆域吹填工作进行到﹢5.0m，此环节的时间为210d；最后进入到第3阶段，指的是持续进行性吹填直到﹢10.0m且完成了运砂加载预压处理，此环节的时间为640d。

4.1表层沉降

当完成陆域施工后，得知原始泥面的总沉降量达到了790mm，其中以第一阶段的占比最多，为478mm，经计算后得知比例为60.5%；余下的第2、3阶段分别为199mm以及113mm，各自的占比分别为25.2%与14.3%。施工中出现了地基沉降现象，其主要集中在前300d。在展开后方陆域的吹填施工时，虽然所需要的时间相对较长，但这一过程并不会给土体沉降带来直接的影响，相较于吹填与驳运砂这两大环节而言，实际抛石施工速率明显更快。

4.2分层沉降

受施工的持续性影响，致使上部土体出现了一定的沉降现象，其主要集中在第1阶段，但对于下部土体而言，其出现沉降主要集中在第2、3这两个阶段。对测点所得到的数据进行分析得知，各点沉降变化并不明显，与工程实际情况相符。伴随着沉降的加大，发现土层的沉降量则表现出随之减小的趋势，这与附加应力的逐步衰减有着直接的关联，总体来说土体压缩现象较为明显，这意味着在吹填过程中会形成较大的附加应力。从沉降速率的角度考虑，随着测点埋设深度的增加，所产生的沉降速率则随之减小。

4.3深层土体位移

对所得到的数据进行分析得知，深层土体出现了明显的位移现象，其最大值达到了159.41mm，主要集中在标高-20.5m处，这与该区域的土质性质较差有较强的关联，其为饱和软塑桩淤泥。就所有施工环节而言，原始泥面下方的土体并没有出现明显的变化，若从位移量的角度进行分析，抛石过程中虽然产生有一定的位移量，但相比于吹填以及驳运而言明顯更小，以总位移量为参考，得知抛石环节的位移量只占到了该值的30%。

5.影响码头接岸土体变形的因素

本工程与陆地的距离达到了32km，为高度现代化的集装箱港区，所在区域的自然施工条件较差，同时所需要的技术较为复杂，这在全世界范围内都是较为罕见的特殊工程。对此，本文也做出了如下总结：

5.1复杂的外海岛礁自然条件

（1）受潮流与岛礁的双重影响，所形成的流态较为复杂，加之岛礁本身就具有高度的复杂性，因此会随之加大码头的施工难度。

（2）施工中会受到SW向波浪的持续性影响，当处于极端高水位状态时，此时施工难度再次加大。

（3）接岸部分与码头间存在较大的高差问题，泥面标高通常介于-16.0～-26.0m范围内，区域内的地质条件复杂，存在较为明显的软土厚薄不均的问题，且多数区域的软土层厚度较大，虽然也有一些力学性质较好的区域，但仅局限在-40～-60m之间；部分区段的覆盖层较浅，同时基岩也出现了明显的裸露问题。

（4）工程施工时会受到强烈的海风影响，频繁出现寒流与台风，而一年之中此类型极端天气的持续时间将达到200d。

5.2较高的集装箱码头使用要求

（1）工程主要满足远洋大型集装箱船的停泊要求，对于一、二期工程而言所设置的停泊数量为9个，而三期工程所设置的泊位数量则为7个，项目运行后所带来的吞吐量可以达到500万TEU/a。

（2）在展开一、二期施工时，需使用到吊机设备，其下起重能力分别为65t、80t；在进行三期施工时，所使用到的吊具下起重能力为80t。

（3）对码头结构提出了使用年限要求，即需要达到50a。

5.3巨大的工程量以及紧迫的工期

本工程的工期较为紧张且工程量巨大，在此背景下，加之工程的复杂性较高，给所有人员都提出了更多的挑战。

6.结束语

基于所提及的方法而展开施工，对所得到的监测成果展开分析，具体有：（1）施工监测工作至关重要，基于对数据的分析能够完成对工艺的调整。（2）抛石阶段出现了较为明显的土体沉降问题，随着深度的增加，所带来的沉降量相对更小一些。（3）在后方吹填以及驳运过程中，出现了尤为明显的深层土体位移现象，且主要发生在土质较差的区域。（4）监测数据虽然具有参考价值，但对于施工而言存在一定的滞后性问题，所以需要以分段分层的方式而展开施工，并设置间歇时间。

参考文献：

[1]刘彦忠，侯伟.软土地基上的高桩码头结构叉桩设计探讨[J].港工技术，2018（05）：57-62.

[2]李明，蒋健.码头接岸结构工程中土体变形的监测与分析[J].工程质量，2015（08）：61-63.