随着我国经济建设的不断发展, 社会的不断进步, 海洋运输业的发展也随之昌盛, 港口码头作为实现陆地运输和水上运输的交换平台, 如果其出现问题, 则会造成相当巨大的经济损失, 所以, 必须保证港口工程的质量。但是, 根据对以往建成的码头进行调查发现, 很多码头在设计和施工时都难免会出现问题, 因此, 为了确保工程能够达到预期的使用效果, 就必须解决这些问题。本文笔者根据多年的工作经验, 对码头的结构形式进行了概述, 并针对结构形式中应用最广泛的高桩码头在设计和施工中存在的问题进行了简要分析, 并提出了具体解决措施, 仅供借鉴参考。
1 码头的结构形式概述
目前, 最为常见的码头结构形式主要有三种类型:即重力式码头、板桩码头和高桩码头。重力式码头主要适合在地基情况较好的地方使用, 局限性较大;板桩码头的主体结构通常为锚固设施和板桩墙, 虽然其结构简单, 但是却不适合在地基过软或过硬的地方使用, 并且其结构的整体性也比较差;而高桩码头本身属于透空结构, 和前两种结构形式相比, 高桩码头的结构较轻, 比较适用于地基较软的地方, 本身还具有造价低、能够减少淤积、有利于泄洪等优点, 尤其是在使用条件要求较高的码头中, 这些优点更为突出, 比如集装箱货运码头、石油化工码头等。高柱码头主要是由三部分组成, 分别是桩基、上部结构和接按结构。下面重点对高桩码头在设计施工中的常见问题进行介绍, 并给出解决措施。
2 码头设计施工中存在的问题分析
高桩码头以其自身的优点, 已经越来越多的被港口工程广泛应用, 但是根据近些年各大码头的工程实例, 笔者发现其在设计施工中还存在以下问题。
(1) 码头的耐久性问题。
由于码头长时间处于高温、高湿的特殊环境之中, 而码头本身通常又是钢筋混凝土结构的, 这就导致了其自身很容易被腐蚀, 并且钢筋混凝土材料本身也存在一定的缺陷, 一旦发生锈蚀情况, 就会造成结构本身出现损坏, 直接影响了码头的使用年限和安全。
(2) 码头水平位移问题。
码头的水平位移主要是由于岸坡滑动所导致的, 形成的原因主要有以下几方面:其一, 自身原因, 也被称之为内因, 具体体现在岸坡坡度较陡、土体质量较差等;其二, 设计原因, 主要包括:桩基布置不合理、岸坡的稳定性参数选择不谨慎、接岸结构选择不当、最大荷载力考虑不周等, 其三, 施工原因, 如挖方、打桩、回填等;其四, 不可抗力, 具体表现在暴雨、地震、水位变化等。
3 具体解决措施
(1) 在设计和施工中要提高码头的耐久性。
提高码头耐久性的具体措施如下。
(1) 提高混凝土结构的耐久性设计。首先, 材料的选择上, 应尽量选用高性能混凝土, 同时要严格控制混凝土水灰比, 还可以通过加入适量的减水剂和膨胀剂来提高混凝土结构的密实性;其次, 可以通过表面涂层技术防止钢筋混凝土锈蚀, 该技术由于其施工快捷、成本低廉、性能较好, 比较适合提高港口码头工程中的钢筋混凝土的耐久性。
(2) 钢结构的耐久性设计。针对码头所处环境的特殊性 (多为海洋环境) , 设计时必须重视钢结构及钢管桩的防腐蚀设计。钢结构本身虽然具有一定的腐蚀裕量, 但是对于其所处的环境, 仅凭自身的腐蚀裕量, 不足以应付长期的腐蚀, 因此, 在进行钢结构耐久性设计时, 应尽量采用多种防腐措施相结合的方法来提高钢结构的耐久性。钢结构防腐蚀的措施包括:热镀锌、铝技术、阴极保护等。
(2) 控制码头水平位移的具体措施。
1) 从设计方面进行控制。首先, 应尽量减少码头位置地基沉降, 在设计方面需重点注意以下几方面: (1) 应当了解地基的具体情况, 如果地基较差, 回填土过高, 要进行地基加固; (2) 要明确规定回填土的回填高度、回填顺序和间隔时间; (3) 叉桩的布置位置应尽量靠近码头前沿, 并控制好斜桩周围的抛填量, 降低棱体沉降所带来的不利影响; (4) 还可通过将码头基桩打入硬土层的方法, 来控制码头沉降和不均匀沉降的发生; (5) 为了降低沉降带来的影响, 可以将接岸结构与码头通过渡板简支结构进行连接。
其次, 要防止岸坡变形, 具体内容包括: (1) 码头岸坡在稳定性计算时, 应尽量根据土质强度、地质条件、建筑物断面和荷载基本相同的原则来进行计算, 同时, 计算过程中, 必须特别注意土层中软弱夹层对岸坡变形的影响。另外, 水位骤降也是导致岸坡失稳的重要因素之一, 因此在稳定性验算时也要注意; (2) 岸坡稳定除了对投入使用期的设计情况进行验算之外, 还必须对能够预计的施工荷载进行校核, 如施工机械、打桩、弃土等。震区还要对地震力影响进行校验核算; (3) 对于稳定性较差或已出现滑移的岸坡, 要进行阻滑结构设计; (4) 为了降低或避免打桩过程引起岸坡变形, 在设计时岸坡尽量不要过陡, 在桩型的选择上要采用长桩基础, 同时尽量减少挤土量; (5) 通过增大桩间距的设计, 避免由于打桩过多、间距过密而引起的孔隙水压升高。
2) 在施工阶段进行控制。必须要严格按照设计施工, 同时, 要采取有利于边坡稳定的施工工艺和施工顺序, 避免因施工不当引起边坡失稳。
3) 使用期控制。码头投入使用后, 要加强使用管理, 并保证按设计要求进行使用不可超载或改变使用性能。
4 结语
综上所述, 为了能够使码头的使用年限尽可能的延长, 就必须解决码头在设计施工中存在的问题, 合理的设计是保证施工正常进行的基础;先进的施工工艺是保证质量的有效手段, 因此, 在今后的码头建设中必须重视设计和施工。
摘要：目前, 随着海洋运输业的日益发展, 港口码头作为水陆联合运输的枢纽, 其作用也受到人们越来多的关注。近年来, 我国对于港口码头工程的建设力度也随之加大。然而, 有些码头在投入使用过程中, 却过早的出现了损坏现象, 没有达到预期设计的使用年限, 究其根本原因主要是在设计施工中都存在着或多或少的问题, 因此, 为了避免这些问题的发生, 就必须解决目前码头设计施工中存在的各种问题, 本文也将针对这一话题展开探讨。
关键词：高桩码头,设计,问题,解决措施
参考文献
[1] 王前, 张鑫, 张维汇, 等.混凝土性能与钢筋混凝土桥梁的耐久性[J].济南大学学报 (自然科学版) , 2005 (3) .
[2] 李森林, 范卫国.宁波北仑港2.5万吨级装船码头上部结构破坏调查及维修方案建议[J].水运工程, 2003 (9) .
[3] 郭莲清, 蔡友民.天津新港地区码头岸坡工程设计综述[C].天津新港地区的高桩码头.天津:第一航务工程局, 2003.
[4] 赵欢聪.码头工程结构设计的策略研究[J].科技与生活, 2010 (3) .