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淺談高樁碼頭位移原因與對策

文檔作者：錢立兵文檔來源：中交二航局第一工程公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月07日
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淺談高樁碼頭位移原因與對策
錢立兵
中交二航局第一工程公司湖北省430014
摘要：高樁碼頭這一碼頭結(jié)構(gòu)形式一般是建造于軟土地基之
上的。本研究對因?yàn)楦鞣N原因造成的高樁碼頭位移狀況加以分
析，針對其中的具體問題提出了相應(yīng)的建議和預(yù)防措施，希望可以
為相關(guān)的工作者提供一定的借鑒與參考。
關(guān)鍵詞：高樁碼頭；位移；預(yù)防措施
前言
作為建造于軟土地基之上的高樁碼頭，受力明確、結(jié)構(gòu)輕是其
最為顯著的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其適合以“透空”形式為主，有效地減弱波
浪。其多建于岸坡邊、灘涂等水陸接壤處，也即是所謂的“連片式
結(jié)構(gòu)”，未對船舶吃水要求做出滿足，往往有必要挖深碼頭前沿，為
了銜接于陸域，往往又要填高碼頭后方，如此工程最終會造成碼頭
岸坡出現(xiàn)20 余米的高差，最終降低岸坡穩(wěn)定性，加之其他因素的影
響，導(dǎo)致碼頭位移時有發(fā)生。
一、水平位移下碼頭損壞原因探究
1.設(shè)計(jì)原因
(1)樁基布置欠合理。樁會受到來自岸坡土體的水平推力，其
一般使通過前沿斜樁或者是前承臺等承受推力，同時土體推力方
向應(yīng)沿后直方樁橫向排架或者后承臺連線，如果依據(jù)岸坡水平推
力，和其相應(yīng)的樁連線形成夾角，往往會減弱排樁抗力，根據(jù)相應(yīng)
的計(jì)算可以得知在排樁結(jié)構(gòu)抵抗力矩的作用于沿方樁斷面對角線
時將會降低約30%——這一狀況應(yīng)盡量避免。
(2)岸坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)選取不慎重。在岸坡設(shè)計(jì)這一方面的活
動中，因?yàn)殡y以精確確定孔隙水壓力影響、土強(qiáng)度指標(biāo)等諸多因
素，所以有必要對安全系數(shù)加以提升，從而免除參數(shù)選取不當(dāng)造成
的消極后果。同時，碼頭位移、岸坡變形至今難以形成有機(jī)定量關(guān)
系；且多以土抗剪強(qiáng)度對岸坡穩(wěn)定加以計(jì)算，而岸坡變形卻沒有確
切的計(jì)算公式。
(3)接岸結(jié)構(gòu)型式選擇不當(dāng)。作為陸域堆場和高樁樁臺連接者
的接岸結(jié)構(gòu)，可以說是高樁碼頭最易發(fā)生問題的要害之處，故而應(yīng)
以施工環(huán)境、地基應(yīng)力及沉降、土坡穩(wěn)定性以及承受土壓力等因素
作為接岸結(jié)構(gòu)型式的選擇要素。其以渡板簡支結(jié)構(gòu)和引橋、碼頭
間相互連接，從而對不均勻沉降的消極影響降至最低，并對后排樁
和接岸結(jié)構(gòu)間距予以增大，減小后排樁承受的土體側(cè)壓力。
(4)軟基加固對岸坡的影響。在一定的碼頭后方陸域、接岸結(jié)
構(gòu)地基范圍內(nèi)，以各種形式開展軟基加固，既可對岸坡抗滑穩(wěn)定性
予以增加，又能對地基承載力予以增加，減少負(fù)摩擦（源于地基沉
降）的消極影響，并對后排樁基所受的推力加以減少。
(5)對施工過程中可能出現(xiàn)的荷載考慮不周。有必要驗(yàn)算碼頭
岸坡整體穩(wěn)定性，其主要包括岸坡穩(wěn)定性受到吹填土、拋填塊石以
及挖泥等因素的影響，并對打樁震動等因素做出考慮，也應(yīng)考慮可
能發(fā)生的設(shè)計(jì)低水位、受荷情況組合。但經(jīng)常會在施工中出現(xiàn)沒
有周詳考慮最不利荷載，很多設(shè)計(jì)原則在施工過程中被忽視等情
況，易于造成工程失事[1]。
2.施工原因
(1)岸坡變陡及土質(zhì)較差。因?yàn)楸砻鎯A斜，岸坡在諸多因素作
用下，土體都會出現(xiàn)滑動趨勢，若土體抵抗滑動能力小于其內(nèi)滑動
力，滑坡變會出現(xiàn)。究其原因，主要包括坡面上淤下沖刷、挖泥超
深超寬以及坡度設(shè)計(jì)太陡等，造成土內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)變化，以至于土體
抗剪強(qiáng)度極限在很多地方小于剪應(yīng)力，以至于破壞土體穩(wěn)定平衡，
造成滑坡。
(2)打樁。之所以出現(xiàn)打樁造成的碼頭位移，主要源于：①樁的
擠土作用：因?yàn)榉忾]樁尖的樁在入土后因振動擠壓力強(qiáng)大且頻繁，
造成孔隙水壓力較高，降低了土抗剪強(qiáng)度；②打樁振動作用：振源
隨入土深度加深而下移，造成10~15m的不利影響范圍；③打樁速
度作用：超孔隙水壓力在土體中的累積和打樁速度間成正比關(guān)系；
④打樁順序作用：被動土壓力約束在靠近斜坡處最小，其在樁側(cè)土
孔隙水壓力上升的情況下會出現(xiàn)側(cè)向位移。
(3)拋填對位移的影響。對于一些接岸結(jié)構(gòu)，多會修筑擋土墻
于拋石斜坡堤，從而不可避免地將承臺樁基（全部或部分）掩埋于
拋石棱體內(nèi)，從而一方面出現(xiàn)豎向沉降，另一方面出現(xiàn)朝向港池的
水平位移。其原因多為沒有在拋石前檢測了解土體力學(xué)指標(biāo)特
性、樁間淤泥層厚度之類，也沒有清除較厚的回淤，這對后方拋石
量的上升和拋石體穩(wěn)定引起變形會產(chǎn)生很大影響。
(4)施工方法不當(dāng)。位移經(jīng)常會因施工順序或方法失當(dāng)而加
劇。如在拋填接岸結(jié)構(gòu)塊石棱體之際沒有進(jìn)行由坡腳向岸的“分
層開展”，而是反向進(jìn)行拋填導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)，最終必然會造成塊石
擠樁偏位。
3.自然現(xiàn)象
雖然在計(jì)算岸坡整體穩(wěn)定情況時多以校核低水位或者低水位
設(shè)計(jì)，但因?yàn)楦鞣N天氣方面原因和回填土缺乏滲透性，出現(xiàn)了滲透
水壓力較大的水頭差，在此過程中，很多原本是浮容重的土體會變
成飽和容重，以至于滑坡力矩大增[2]。
4.超載
后方出現(xiàn)超載、堆載不當(dāng)?shù)惹闆r，往往會造成擋土墻和碼頭后
沿之間的差異沉降帶來的碼頭使用期位移。如擋土墻傾斜造成的
碼頭接岸結(jié)構(gòu)連接筋（樁帽與梁）斷裂以及梁底懸空等等狀況，都
是長期往復(fù)運(yùn)行碼頭后沿火車重載所致。
二、防止碼頭岸坡滑動位移的措施和建議
1.勘察階段
(1)勘察中，有必要調(diào)查擬建碼頭地區(qū)各種有關(guān)于岸坡穩(wěn)定的
地質(zhì)現(xiàn)象，從而了解其有沒有對岸坡穩(wěn)定產(chǎn)生消極影響的因素，并
以之用來作為試驗(yàn)、勘察等活動的指導(dǎo)。
(2)全面調(diào)查不利于岸坡穩(wěn)定的因素，包括老滑坡痕跡、古河道
排水溝以及水邊陡傾地層等。
(3)對一定范圍內(nèi)開展以水下測量為代表的勘察和測量，從而
對碼頭岸坡的沖淤、穩(wěn)定情況加以全面的分析與評價。
2.設(shè)計(jì)方面
應(yīng)注重幾個方面來減少地基沉降：在后方回填土堆載多、高度
大且地基較差時，應(yīng)先行加固地基，并保證碼頭岸坡坡度在一定范
圍內(nèi)；明確規(guī)定回填順序、間隔時間、回填高度之類；控制斜樁周圍
拋填數(shù)量，向碼頭前沿布置叉樁以減少消極影響；將碼頭基樁打入
相同的持力層或硬土層，以避免不均勻沉降；以渡板簡支結(jié)構(gòu)對引
橋、碼頭、接岸結(jié)構(gòu)間加以連接，減小消極影響。
3.施工階段
(1)施工前后保證施工設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)規(guī)定的嚴(yán)格遵守。
(2)嚴(yán)禁“下挖中振上填”做法，將施工程序、施工方法控制在有
利于邊坡穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
(3)在缺乏岸坡穩(wěn)定性時，為減少岸坡穩(wěn)定受到的打樁振動影
響，應(yīng)采取低潮不打高潮打、間隔跳打以及削坡減載等方式進(jìn)行解
決，并且防止兩臺以上樁架在打樁影響范圍中工作，應(yīng)以“由近及
遠(yuǎn)”的順序打樁與碼頭后方陸上，將孔隙水壓力的峰值“疏遠(yuǎn)”[
3]。
(4)在出現(xiàn)滑坡先兆時，應(yīng)采取“對癥下藥”的緊急措施，包括暫
停打樁或拋填、坡腳壓載以及削坡之類，并以搶做水下工程、改善
施工順序、地面排水、將已打樁聯(lián)成整體之類形式提升抗滑力。
三、結(jié)論
建造于軟弱地基之處的引橋以及滿堂等連片形式的高樁碼
頭，往往會出現(xiàn)大量堆載、回填前方挖出的土石于后方的狀況，再
加上使用、施工以及設(shè)計(jì)等活動不當(dāng)，并且接岸結(jié)構(gòu)方式設(shè)置不合
理等因素影響，除離岸式或者十分平緩岸坡上修筑的高樁碼頭外，
差不多每一個高樁碼頭都會出現(xiàn)水平位移狀況（這一狀態(tài)往往不
可避免）。故而，注重相應(yīng)層面影響，盡可能減小各種消極因素，可
以對碼頭的穩(wěn)定、安全提供保障。
參考文獻(xiàn)：
[1]張瑞霞.水上高樁碼頭樁基安全性評價[J].鐵道建筑，2012
(10)：36-39.
施工技術(shù)
231

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