高桩码头工程施工的方案优化

皂河船闸新建三号闸时，上游远调站码头采用的是高桩码头。高桩码头是码头建筑物的一种重要结构形式，在各种可以沉桩的地基中应用，尤其适应软土地基条件。但是高桩码头对地面的超载作用力及装卸工艺的变化缺乏适应能力，与板桩式码头和重力式码头相比，耐久性较差，且构件容易受到损坏。因此，加强高桩码头的施工技术控制非常重要。

1 高桩码头的结构特征

高桩码头在我国港口工程中广泛应用，主要由桩基、上部结构和接岸结构三部分构成。①桩基的一般形式为大管桩、钢管桩、PHC桩、预应力混凝土方桩、非预应力混凝土方桩、嵌岩桩及灌注桩等。在水工建筑物中，常见有叉桩及直桩的混合布置结构，桩基的施工多以柴油打桩锤的沉桩为主，但也有个别工程采取液压锤沉桩。有些工程的桩基处理，是在沉桩完毕之后，在桩中实行嵌岩，或者在桩中进行锚杆施工；②上部结构一般分为板式结构、梁板式结构或者墩式结构。根据预应力情况的不同，分为预应力结构、非预应力结构；根据安装和浇注工艺的不同，分为预制安装结构、叠合结构与现浇结构；根据材料的不同，分为普通混凝土结构、高性能混凝土结构；⑧斜坡是接岸结构最常见的形式，主要与高桩码头地基的软弱性相适应，又可避免由于边坡过陡而产生桩基损坏和码头位移等问题。除此之外，还可采用板桩卸载平台、重力式结构等方案。一般情况下，将基础部分实行开挖换填，或者采取抛砂垫层方式，以排水板加强软土应力，改善地基的不利条件；在坡面应利用人工护面块体或者块石进行护面，上部则采取小型直立式的挡土结构，实现与码头之间的过渡。以当前高桩码头应用的实际情况来看，在设计过程中，应该充分考虑码头与接岸之间的沉降问题，在简支板的下方设置橡胶支座。

高桩码头一般使用透空结构形式，具有结构轻的特点，适用于软弱的地基中。高桩码头的位移沉降相对较小，具有造价成本低、使用效果良好等优势。尤其在对使用要求较高的集装箱码头，或者作业面积小、垂直荷载度小的油气化工码头：或者外海开阔地域的码头等。在各方面条件的保障下，通过应用高桩码头，可实现经济合理的工程目标。

另外，高桩码头的结构相对薄弱，对外在荷载力相对敏感，结构的耐久性比较差，再加上码头结构较复杂、涉及诸多施工工序，对施工条件、设备等都有一定限制，工期时间较长。因此，对高桩码头耐久性的质量控制与后期维护等要求较高。针对施工和使用中经常出现的稳定性及码头回填沉降等问题，如果不能妥当处理，也可能造成桩基码头的位移或者破坏现象，这些都是在应用高桩码头时需注意的问题。

2 高桩码头改造工程常见问题分析

2.1裂缝问题

在大体积混凝土中，表面的温度温度或是温差也是比较大的，在这样的地方，混凝土就很容易出现裂缝。由于一般的混凝土的体积都是比较大的，很多水化后的热量聚集在混凝土的内部而不容易挥发，这样就会导致混凝土内部的温度急剧的上升，而混凝土的表面散热也是比较快的。内外的温度就有了很大的差异，也会由此造成了内部和外部的热胀冷缩，这样就会使得混凝土的表面会产生一定的拉应力，当混凝土内部的拉应力大于混凝土抗拉力的时候，混凝土的表面就会产生裂缝。

温度裂缝一般是没有规律的，裂缝的大小不一样，受温度影响的也不一样。

主要预防措施：尽量选择450kg/m3以下的普通硅酸盐水泥，粗骨料选用碎石或卵石，细骨料选用中砂，还要选用细度小、颜色淡、含碳低、质量稳定的优质Ⅰ级粉煤灰和木钙减水剂，来降低早期的水化热，增强后期的强度。在搅拌的时候加入加缓凝剂，减慢混凝土的凝固时间，减少水化热的集中产生。混凝土中加入少量的钢筋或纤维材料会使混凝土的温度裂缝控制在一定的范围。钢筋混凝土的裂缝对高桩码头产生的危害程度不确定，如果情况严重，可能对码头的正常使用及其安全产生影响。出现的各种问题，会沿着接岸结构对前方码头的结构产生影响或破坏，降低高桩码头承载力，可能出现各种倾斜、沉降、转动或位移。

2.2钢筋锈蚀和混凝土碳化

钢筋锈蚀和混凝土碳化问题在钢筋混凝土的高桩码头中也时常发生，较为严重。随着出现钢筋锈蚀现象，可能出现混凝土剥落、裂缝等现象，造成钢筋与混凝土之间的粘结力丧失，减少钢筋截面积，降低承载力，从而对高桩码头的结构安全产生影响，留下安全事故隐患。经相关调查数据显示，如果碳化的深度接近或者已经超过了混凝土保护层的厚度，那么证明混凝土结构中的大部分钢筋已经锈蚀。如果混凝土的裂缝较多，那么钢筋锈蚀的程度较严重，需引起重视。

3 高桩码头优化措施要点

3.1灌注桩的施工控制

在灌注桩施工过程中，首先加强对护筒沉放的控制，利用前方直角的交会，强化对桩位的控制，以满足规范要求。在沉放过程中，利用垂球检测护筒的垂直度变化状况，并及时调整偏差。在灌注桩的钻孔过程中，应确保钻机和护筒的中心线处于同一条直线中，成孔后需进行沉渣厚度和泥浆比重的检测试验，试验合格后再安装钢筋骨架。一般采取导管法完成灌注桩的混凝土浇筑，对首罐混凝土量实行精准测量，确保连续浇灌，避免出现断桩现象。

3.2岸坡稳定性的控制

在施工期间，有关控制岸坡稳定性的问题，除了对挖泥进行严格的分层分段控制之外，对开挖工序的控制也十分重要；合理的打桩施工安排，可有效减少打桩震动作用对岸坡产生的影响，同时在施工过程中加强监测，及时发现岸坡变化状况，优化调整施工效率。

3.3沉桩施工

首先，根据设计报告情况，对土层的分布、各层土质，硬夹层的范围、土质及厚度等指标进行一一核对，如果产生异议，应做补钻探处理；其次，如果由试桩成果来决定单桩的承载力，那么必须保证沉桩时使用的工具型号、桩尖进入土层的标高、力度等相一致；再次，如果持力层的土质较坚硬，且既没有试桩也没有试验数据可以参考，可以考虑在进行沉桩之间先做试验；最后，在定桩长过程中，应考虑到土层变化的无规律性，以钻探确定土层标高。

4 结语

在高桩码头施工过程中，要加强对现场的施工监理，出现问题时，及时制定解决措施，特别是施工及地质条件差等情况，要加强现场旁站监理，确保工程质量。