肖冉

（長江武漢航道局，湖北 武漢 430014）

近年來,隨著國家“一帶一路”以及交通強(qiáng)國戰(zhàn)略部署的提出，我國航運(yùn)業(yè)、港口經(jīng)濟(jì)也迎來了新的發(fā)展，大量天然地基優(yōu)良的港口幾乎建設(shè)殆盡，目前岸線多為軟弱地基，因此，高樁碼頭因其透空的環(huán)保型結(jié)構(gòu)，對波浪和水流的影響較弱，不影響泄洪等優(yōu)勢，得以廣泛應(yīng)用。隨著建筑市場逐步開放,高樁碼頭的整體施工工藝有所改進(jìn),但施工工藝的精細(xì)化理念出現(xiàn)弱化趨勢,致使質(zhì)量通病不能得到有效控制,工程觀感得分率不高,甚至影響了使用功能及耐久性。

1 高樁碼頭的發(fā)展及特性

近年來，我國港口工程建設(shè)和建港技術(shù)迅速發(fā)展，碼頭向離岸、深水化、開敞發(fā)展，靠泊船舶噸位大型化、標(biāo)準(zhǔn)化，內(nèi)河港口碼頭不斷向大水位差地區(qū)延伸。高樁碼頭因其透空、波浪反射小、適用深水和軟弱土地基條件等特點(diǎn)，被廣泛采用。

高樁碼頭因其透空式結(jié)構(gòu)、受力均勻、自重小，適用于軟弱地基，結(jié)構(gòu)位移沉降相對較小，對波浪反射小，對挖泥超深適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)大水位差能力強(qiáng)，砂石料用量少，造價(jià)成本低等優(yōu)點(diǎn)，被在對使用要求較高的集裝箱碼頭，作業(yè)面狹小、垂直方向上的荷載度小的油氣化工碼頭，或者外海開闊地域的碼頭等廣泛采用。但因其存在結(jié)構(gòu)相對薄弱，對外在荷載力相對敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耐久性較差，部件極易出現(xiàn)問題且難以修復(fù)，施工工序多，工期較長等，高樁碼頭需注意穩(wěn)定性、回填沉降、位移或破壞等問題。

2 高樁碼頭結(jié)構(gòu)組成

高樁碼頭主要由樁基、上部結(jié)構(gòu)和接岸結(jié)構(gòu)三部分組成。樁基作為高樁碼頭最重要的構(gòu)件，通常呈現(xiàn)的形式為鋼管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土方樁、大管樁、PHC樁、非預(yù)應(yīng)力混凝土方樁、嵌巖樁及灌注樁、木樁等，目前較常見的有叉樁及直樁的混合布置結(jié)構(gòu)，在樁基施工中有柴油打樁錘、液壓錘的沉樁方式，或在沉樁之后，在樁中實(shí)行嵌巖、錨桿施工等進(jìn)行樁基處理。

上部結(jié)構(gòu)一般分板式、墩式與梁板式。根據(jù)預(yù)應(yīng)力情況不同，分預(yù)應(yīng)力、非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。根據(jù)安裝和澆注工藝不同，分預(yù)制安裝、疊合與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。根據(jù)材料使用差異，分普通混凝土、高性能混凝土結(jié)構(gòu)。還可采用重力式結(jié)構(gòu)或板樁卸載平臺等方案進(jìn)行后續(xù)施工。

接岸形式較常見的是斜坡式，主要是與其地基軟弱性相適應(yīng)，又可避免由于邊坡過陡而產(chǎn)生碼頭位移和樁基損壞。還可采用板樁卸載平臺、重力式結(jié)構(gòu)等形式。一般為改善地基條件，將基礎(chǔ)部分實(shí)行開挖換填，或拋砂墊層，以排水板加強(qiáng)軟土應(yīng)力，上部則采取小型直立式的擋土結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與碼頭之間的過渡。為方便斜坡和碼頭之間良好過渡，應(yīng)該考慮在簡支板的下方設(shè)置橡膠支座來解決沉降問題。

除上述三部分外，高樁碼頭還應(yīng)設(shè)置擋土結(jié)構(gòu)以減小碼頭的寬度、與岸坡銜接距離，保證整體足夠的穩(wěn)定性，對破浪、水流大的地方和地質(zhì)差的情況，還需建設(shè)岸坡結(jié)構(gòu)，以免受沖刷。

3 高樁碼頭施工中常見問題分析

3.1 裂縫問題

裂縫是鋼筋混凝土中較為常見的一種現(xiàn)象，在大體積混凝土中，水化后的熱量聚集在混凝土內(nèi)部不容易揮發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而其表面散熱比較快，內(nèi)外溫差增大，熱脹冷縮，表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)部拉應(yīng)力大于抗拉力時(shí)，裂縫就產(chǎn)生了，極易引發(fā)碼頭結(jié)構(gòu)承載力下降，并且面板在施工過程中產(chǎn)生的砌縫，如果其中沒有砂漿或者是砂漿不夠的情況容易導(dǎo)致面板在實(shí)際工作過程中無法承受外界的載荷。同時(shí)溫度裂縫一般沒有規(guī)律，裂縫的大小不一樣，受溫度影響也不一樣。

主要預(yù)防措施：盡量選擇450kg/m3以下的普通硅酸鹽水泥，粗骨料選用碎石或卵石，細(xì)骨料選用中砂，還要選用細(xì)度小、顏色淡、含碳低、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)Ⅰ級粉煤灰和木鈣減水劑來降低早期的水化熱，增強(qiáng)后期的強(qiáng)度。在攪拌的時(shí)候加入緩凝劑，減慢混凝土的凝固時(shí)間，減少水化熱的集中產(chǎn)生?；炷林屑尤肷倭夸摻罨蚶w維材料會使混凝土溫度裂縫控制在一定范圍。鋼筋混凝土裂縫可能對碼頭的正常使用及其安全產(chǎn)生影響，并會沿著接岸結(jié)構(gòu)對前方碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響或破壞，降低高樁碼頭承載力，出現(xiàn)傾斜、沉降、轉(zhuǎn)動或位移。

3.2 鋼筋銹蝕和混凝土碳化

鋼筋銹蝕和混凝土碳化在高樁碼頭中較為常見，可能導(dǎo)致混凝土剝落、裂縫，造成鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力降低、喪失，承載外壓能力降低。經(jīng)研究數(shù)據(jù)顯示，如碳化深度接近或超過混凝土保護(hù)層厚度，則表明混凝土結(jié)構(gòu)中的大部分鋼筋已銹蝕。如果混凝土裂縫較多，將加速鋼筋銹蝕的程度。

3.3 剝蝕現(xiàn)象

高樁碼頭支座遭到破壞，支座將發(fā)生偏離，支撐能力不足，基本功能喪失，墊塊壓碎。相關(guān)研究表明，若混凝土外觀出現(xiàn)漏石、酥松起落、蜂窩麻面、剝落，高樁碼頭斷面尺寸將開始縮小，同時(shí)若鋼筋混凝土中的鋼筋處于較為潮濕的環(huán)境則容易導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

3.4 結(jié)構(gòu)的破壞

高樁碼頭若出現(xiàn)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理，施工技術(shù)不過關(guān)，不足以支撐外界載荷，或?qū)嶋H載荷嚴(yán)重超過設(shè)計(jì)載荷，引起結(jié)構(gòu)老化、變形。

3.5 地基的不均勻沉降

高樁碼頭若不重視地基建設(shè)易出現(xiàn)不均勻沉降，產(chǎn)生裂縫、傾斜。

3.6 其他

（1）樁基結(jié)構(gòu)長期承受水平力，樁的抗壓、拔力不足。

（2）若樁基深度不夠，后方回填較大，造成堆場較大沉降，給碼頭的基樁帶來負(fù)摩擦力，造成上部結(jié)構(gòu)開裂、位移及樁基沉降，影響碼頭正常使用及其耐久性。

（3）地基處理不當(dāng)，會造成邊坡穩(wěn)定性不足，如，邊坡位移造成上部結(jié)構(gòu)開裂、邊坡失穩(wěn)滑動，引起樁基損壞。

（4）不注意重要天氣防范，導(dǎo)致樁基未形成整體就遭受破壞。

4 高樁碼頭優(yōu)化措施要點(diǎn)

4.1 灌注樁的施工控制

在灌注樁施工過程中，要嚴(yán)格控制護(hù)筒沉放，利用施工直角強(qiáng)化對樁位的控制。在沉放過程中，利用垂球檢測護(hù)筒在下放過程中垂直度變化狀況，出現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。在灌注樁鉆孔過程中，確保鉆機(jī)和護(hù)筒的中心線處于同一條直線，成孔后進(jìn)行沉渣厚度和泥漿比重檢測，合格后再安裝鋼筋骨架。一般采取導(dǎo)管法澆筑，對首罐混凝土量實(shí)行精準(zhǔn)測量，確保連續(xù)澆灌，避免出現(xiàn)斷樁。

4.2 岸坡穩(wěn)定性的控制

在碼頭施工期間，為控制岸坡穩(wěn)定性，重視開挖工序，對挖泥過程進(jìn)行嚴(yán)格分層分段控制，合理安排打樁施工工序，減少打樁震動對岸坡穩(wěn)定性的影響，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整工序。

4.3 沉樁施工

首先，需根據(jù)設(shè)計(jì)報(bào)告，對土層質(zhì)量、分布、土質(zhì)，硬夾層范圍及厚度等指標(biāo)詳細(xì)分析，如不合規(guī)范，應(yīng)補(bǔ)鉆探；其次，如果由試樁成果來決定單樁的承載力，則須保證沉樁時(shí)使用的工具型號、樁尖進(jìn)入土層的深度、力度等相一致；再次，如果持力層的土質(zhì)較堅(jiān)硬，且沒有試樁、試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考，可在進(jìn)行沉樁之前先做試驗(yàn)；最后，應(yīng)考慮到土層變化的無規(guī)律性，最終確定土層標(biāo)高。

4.4 墩臺施工

墩臺作為高樁碼頭重要部件，需在施工過程中不斷優(yōu)化工藝，表面采取除銹和磨砂等處理方式，避免在模板表面出現(xiàn)銹蝕，及由于墩臺底部的受力不均而導(dǎo)致懸臂下沉，并在墩臺的底部使用八字角，豎直角上采取圓角處理，防止船只碰撞或拆模過程中產(chǎn)生的破壞。

4.5 有關(guān)材料的措施

（1）盡量選450kg/m3以下的普通硅酸鹽水泥，粗骨料選用碎石或卵石，細(xì)骨料選用中砂及細(xì)度小、顏色淡、含碳低、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)Ⅰ級粉煤灰和木鈣減水劑，并在攪拌時(shí)加入緩凝劑，減少裂縫或混凝土碳化及鋼筋銹蝕。

（2）在混凝土中加入鋼筋阻銹劑，防止銹蝕。

（3）對外漏鋼筋進(jìn)行外涂隔離層，防止侵蝕。

4.6 有關(guān)工藝的措施

（1）大體積混凝土施工采取分層澆筑時(shí)，應(yīng)清除澆筑表面的浮漿、軟弱土層及松動的石子，均勻露出粗骨料，在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得有水。

（2）對非泵送及低流動度混凝土，在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。

（3）當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過大時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力，加快散熱。

5 結(jié)語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)及水運(yùn)事業(yè)的高速發(fā)展，對高樁碼頭結(jié)構(gòu)型式的革新及施工都提出了更高要求，應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)場的施工監(jiān)理，特別是施工及地質(zhì)條件差等情況，要加強(qiáng)現(xiàn)場旁站監(jiān)理，確保工程質(zhì)量。充分了解地質(zhì)情況杜絕截樁現(xiàn)象，嚴(yán)格按照施工工序要求，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)章，合理控制施工節(jié)奏，保證碼頭施工完結(jié)之后的可靠性和穩(wěn)定性。