高樁梁板結(jié)構(gòu)碼頭樁基施工技術(shù)研究

趙博

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的大規(guī)模提升，人口持續(xù)增長，交通、物流等行業(yè)持續(xù)發(fā)展，國家對高樁碼頭的運(yùn)用也越發(fā)普及，由此引發(fā)的如何增強(qiáng)高樁碼頭的使用時長以及質(zhì)量的提高，成為了我國乃至國際社會水上運(yùn)輸面臨的最為難以解決的問題之一。本文首先對高樁碼頭目前存在的問題進(jìn)行了分析，然后通過分析設(shè)計方案與實(shí)際案例，最后提出解決問題的相應(yīng)

關(guān)鍵詞：高樁碼頭 設(shè)計方案 樁基施工

水運(yùn)行業(yè)中高樁結(jié)構(gòu)是碼頭工程中普遍采用的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)的主要組成部分分為樁基和上部結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行碼頭工程施工經(jīng)常會遇到一些問題，如在梁板碼頭運(yùn)用高樁結(jié)構(gòu)時所處的地理環(huán)境岸坡較為陡峭，因此造成樁基結(jié)構(gòu)的持力層面埋藏得比較淺，若是繼續(xù)使用常規(guī)的PHC管樁方案，那么就會造成排架位移較大的結(jié)果。因此采取新型樁基設(shè)計，即嵌巖式鋼管樁、PHC管樁組合使用的工程方案對工程施工具有顯著效果。

1.目前存在的問題

樁基技術(shù)作為當(dāng)代科學(xué)界普遍關(guān)注的對象，其技術(shù)水平發(fā)展非常迅速，但是高樁碼頭的上部結(jié)構(gòu)發(fā)展也存在了嚴(yán)重的滯緩現(xiàn)象。其主要問題表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)形式少之又少，并且往往還存在著以下幾點(diǎn)問題：

（1）高樁碼頭的上部結(jié)構(gòu)建筑過程中，如果使用傾碼頭結(jié)構(gòu)，由于地面的邊界繁復(fù)而直接導(dǎo)致大量空間浪費(fèi)，并且這些空間中往往存儲不必要的濕氣及鹽分，從而導(dǎo)致高樁碼頭的上半部分結(jié)構(gòu)非常不耐用，大大縮短了其使用時長，因此導(dǎo)致高樁碼頭下半部分接連受損。

（2）如果使用顫碼頭結(jié)構(gòu)，那么則會導(dǎo)致另一種問題。眾所周知，顫碼頭是由橫縱梁等多層的結(jié)構(gòu)組成的，在工程施工中往往會使用橫梁擱置現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁帽技術(shù)，這種技術(shù)雖然普遍簡單易上手，但是存在著兩者組合必然導(dǎo)致整體性受損，因此承受的重量減少，剛度也會隨之減小的問題。除此之外，顫碼頭結(jié)構(gòu)存在的最大難題在于這種結(jié)構(gòu)很難將新開發(fā)的雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用。

（3）碼頭的上部結(jié)構(gòu)很高，如果遇到地域環(huán)境較為惡劣，波浪向上推舉的力度較大，那么就會嚴(yán)重沖擊工程梁底。為了避免這種現(xiàn)象造成的磨損過度，不得不盡量提高碼頭的橫面，使之高于波浪的上托力面，因此造成的問題就是相應(yīng)的需要將處在后方場地的地面高程大規(guī)模上抬。如果采用這種措施，在日常施工中整個工程所需要的土方量就大大增加了，成的結(jié)果不言而喻，工程所耗費(fèi)的成本也隨之大規(guī)模提升。

由此可以看出，若是盲目的改進(jìn)樁基技術(shù)而忽略高樁碼頭上部結(jié)構(gòu)對于提高其使用效能是沒有用處的，因此改進(jìn)高樁碼頭上部結(jié)構(gòu)迫在眉睫。

2.設(shè)計方案與案例分析

目前在我國碼頭工程建造過程中，使用最多的上部結(jié)構(gòu)就是雙向預(yù)應(yīng)力整體箱板結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中工程作業(yè)普遍使用全直樁基礎(chǔ)，并且碼頭工程的上半部分縱向采取分段拼裝技術(shù)?？v向分段拼裝過程中在業(yè)已安裝完畢的結(jié)構(gòu)中預(yù)留孔洞；樁基基本安裝完畢后，在預(yù)留的孔洞以及管道中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉；利用此技術(shù)可以使工程結(jié)構(gòu)在縱向上具有粘結(jié)力，從而大大加強(qiáng)了碼頭工程結(jié)構(gòu)的耐久性功能。除此之外，在進(jìn)行預(yù)置箱板的工程中采用膠接縫技術(shù)，并且將每一塊預(yù)置板都反復(fù)涂刷防腐性涂料，單面涂刷完畢后由工人對于箱板進(jìn)行逐一細(xì)致安裝。慢工出細(xì)活，在細(xì)致地貼合每一塊箱板后，事先預(yù)留的孔洞在此便發(fā)揮了重要作用，確保了涂刷在兩塊箱板之間的黏合物達(dá)到最大效用地固化。為研究設(shè)計方案，實(shí)地考察了相關(guān)碼頭工程并成功采集數(shù)據(jù)將其案例化，現(xiàn)列舉如下：

在本案例中確定了集裝箱的泊位標(biāo)記為1萬單位，碼頭工程的頂層層面高度標(biāo)記為0單位，碼頭工程的底層層面測試高度標(biāo)記為16m。除此之外，還專程測試了碼頭工程在非常規(guī)的極特殊情況下的高水位，標(biāo)記為35m，對比情況下的非常規(guī)極特殊情況下，低水位標(biāo)記為0.022m。

在一項(xiàng)工程中常規(guī)碼頭的標(biāo)準(zhǔn)長度為6084m，寬度則相應(yīng)為365m，依據(jù)第二部分提出來的方案，即將碼頭以縱向的形式分段拼裝，并在碼頭工程的上部結(jié)構(gòu)中采用整體箱板逐一安裝的形式，如果按照經(jīng)常使用的短線匹配法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性施工技術(shù)測試，那么在這項(xiàng)碼頭工程中一共需要7個預(yù)置箱板，每一塊箱板長度均為3.65m，寬度則相應(yīng)的是6.76m，高度則按照6.5m單位計算。如果使用了剛剛提出的設(shè)計方案，那么在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工程中，箱底的高度我們從35m減少到29m，那么在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性碼頭工程中，使用的所有整樁均可高度大幅度降低，從而大大降低了樁基的人力，物力，財力工程量，縮減了成本，節(jié)約了資源。

3.問題的解決

（1）在傾碼頭工程中減少了不可利用的空間，從而一定程度上減少了濕氣和鹽分的殘存，并將這項(xiàng)技術(shù)同一直使用的雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)完整結(jié)合，加上質(zhì)量耐久力均佳混凝土，達(dá)到了1+1>2的效果。完工后的碼頭工程結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，質(zhì)量好，對力量的承受能力與之前相比有了大幅度提高，從而大大提升了碼頭工程使用的時長。

（2）在顫碼頭高樁碼頭工程中采取新的整體箱板設(shè)計方案，將碼頭工程上部結(jié)構(gòu)合為一個整體，由于整體受力強(qiáng)度承受能力大大提高，因此碼頭工程產(chǎn)生的水平力可以由碼頭工程下部的某一部分整樁全部承擔(dān)。這設(shè)計方案的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)碼頭工程相比，摒棄了斜樁的沉樁設(shè)計，所有的工程在岸上即可完成，大大減少了水上作業(yè)量，節(jié)約成本，降低了碼頭工程的施工難度。

（3）由于碼頭工程的上部結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的碼頭工程高度有了大幅度的縮減，在施工過程中遇到同等高度的潮汐水位，可以有計劃的降低工程水平面標(biāo)記高度，這樣做可以使高樁碼頭工程后期的回填土量大大減少，節(jié)約了成本，同時在日后投入使用定期檢查時也更加方便維修。

（4）在新型高樁碼頭設(shè)計工程方案中首次采用了新的護(hù)弦系統(tǒng)，在碼頭工程的日常使用過程中，新的方案可以減少由于船體構(gòu)件同碼頭工程不匹配引發(fā)的懸臂存在的普遍問題。在新型結(jié)構(gòu)體系中采取的碼頭工程所需要的成本價格比傳統(tǒng)的梁板式高樁碼頭工程結(jié)構(gòu)有了極大幅度降低，在保證剛度以及耐久性的情況下減少了碼頭工程標(biāo)準(zhǔn)高度，結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的工程技術(shù)具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

在碼頭工程施工過程中，由于采用的是預(yù)置箱板逐一安裝，因此相比于傳統(tǒng)工程，采用新的設(shè)計方案其施工作業(yè)大多在岸上即可完成，并且現(xiàn)澆混凝土不需要太多，從而大大提升了工程施工效率。

4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在項(xiàng)目研究過程中選取了伊通河的一段水域作為主要研究地區(qū)，研究過程中遇到了大量難預(yù)計問題：冬季的伊通河處于枯水期，大大的低于最初的預(yù)計，碼頭工程平臺上的樁基完全沒有辦法進(jìn)行工程的推進(jìn)。對此，根據(jù)伊通河的實(shí)際情況提出了臨時的解決方案，可以使用挖泥船進(jìn)行輔助性工作；對于沒有達(dá)到水位的水域進(jìn)行輔助性挖泥沉樁，從而確保了高樁碼頭前期工程沉樁的水位具有方案所需的深度并留出富余。

5.結(jié)束語

綜上所述，本文中細(xì)致而獨(dú)到的列舉了傳統(tǒng)的高樁碼頭工程中存在的問題和缺陷，通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究出一種新穎的高樁碼頭方案設(shè)計。21世紀(jì)以來，我國在路橋水運(yùn)建設(shè)上日益走向成熟，經(jīng)驗(yàn)也日益豐富，新型的高樁碼頭設(shè)計方案結(jié)合了最前沿的設(shè)計理念，站在先人的肩膀上，較為前沿地解決了一直以來困擾路橋建筑行業(yè)的問題。從某些方面來講，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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