高桩码头桩基关键技术环节研究

高桩码头桩基关键技术环节研究

杜伟

中国铁建港航局集团有限公司总承包分公司 广东珠海 519000

【摘要】在港口工程设计过程中，许多机构对高桩码头桩基设计不够重视，桩基设计普遍存在合理性和完整性不足的问题。针对这种情况，在充分考虑国家相关规定的前提下，本文主要对桩基强度层的选择、桩基承载力的计算、桩基强度的复核和桩基质量的检验进行了研究，希望能有效提高高桩码头桩基的整体设计质量，确保高桩码头桩基设计的合理性。

1桩基持力层的合理选择

在桩基持力层的选择上，国家有明确规定，在使用灌注桩和打入桩时，必须选择密实砂层、砾石土、中密实砂层、硬粘土层或风化岩层。

在实际设计工作过程中，设计人员和工作人员普遍存在这样一种误区，即认为持力层越深，稳定性越高，过于注重工程地质勘察报告中提出的桩基合适持力层，在这种情况下，在实际操作过程中，桩很容易沉入到位， 这导致距离远超实际需要，不仅会增加实际施工成本，而且对桩基整体质量的提高非常不利。针对这种情况，研究人员经过研究提出以下建议:

首先，在编制测量要求时，桩尖极限抗力指标的测量应保证多样性，应测量多层，设计人员应尽量减少对测量报告的依赖，在此基础上，可有效提高持力层选择的合理性。

其次，在选择桩基持力层的过程中，需要重点考虑弹性长桩的人土深度，并在此基础上保证设计的结构具有较强的便利性和可行性，因此，在高桩码头的实际设计过程中，结构因素不应是设计人员唯一考虑的因素，桩力的设计也应提前考虑，并提前给出明确的桩基底部标高参数。在设计初期，需要提前测量不同桩基的承载力，并在此基础上做好桩基布置和排架间距选择，使桩基承载力最大限度地满足桩基结构的需要。

最后，要合理控制桩基中的桩端阻力和侧摩阻力，以保证桩径能够真正满足实际需要，避免桩基深度超出实际需要，影响后期施工工作的正常开展。例如，高桩码头桩基设计过程中最常见的内容之一是引桥灌注桩的设计，当持力层深度增加到一定程度时，混凝土浇筑、钢筋笼下沉、声测管设置、成孔和护孔等施工都会受到相应的影响。因此，在实际的设计工作过程中，我们应该更加重视这个问题，保证设计的合理性。如图1所示，选择桩基持力层，需要对施工环境进行详细的调查研究，结合工程地质勘察报告，选择合适合理的持力层，根据设计特点了解桩基承载力，利用公式进行计算，做出合适的选择，以保证持力层的稳定性，保证决策的科学合理。此外，根据不同土层的特点，进行不同的计算，以保证桩基持力层计算的准确性和科学性。在计算过程中，也要注意与工程的结合，因为工程设计与桩基持力层的受力程度有着密切的关系，所以进行有针对性的研究，保证研究的效果和质量，是关键的技术环节。

2桩基承载力的合理计算

(1)在桩基承载力计算过程中，国家规定有四种情况可以省略静载试验，从现实的角度来看，实际计算过程中仍然需要应用于静载试验结果的参数，但静载试验可以用其他手段代替。在工程勘察过程中，我们可以分析施工现场周围的其他工程条件，选择合适的桩基荷载力计算公式作为参考，以确保国家相关规范能够落到实处。②在实际工作过程中，需要考虑后期沉降对工程整体质量状态可能产生的影响，有效测量固结沉降对桩侧的影响所产生的摩擦力，这是设计人员在实际工作过程中经常忽略的问题。③从打桩的角度来看，沉桩后需要合理计算桩基承载力，以保证设计标准能通过相关试验测试，使桩基轴力和桩基承载力最大限度保持一致。根据单板承载力法的计算模型，科学合理的计算可以保证桩基承载力在合理的范围内，保证荷载效应，增强工程的稳定性，从而不影响施工质量。此外，计算完成后，需要进行测试，以确保计算的准确性和项目的有序发展。

3 桩强度的复核

(1)施工期间应对桩身强度进行复核，除常规吊装核算外，还应对沉桩后桩基的不同受力状态进行复核。上部结构实施前，桩基基本处于悬臂构件的受力状态，在水流力、波浪力、冰荷载和斜桩偏心荷载的作用下产生相关内力。②为控制混凝土锤击沉桩过程中的横向裂缝，《码头及结构设计规范》 第4.3.15.2 167-2018条规定了预应力混凝土桩锤击沉桩时的拉应力计算，并列出了验算公式，主要验算竖向拉应力。随着锤击重量的增加，锤击总动能增加，目前工程实例中几乎没有横向裂缝，但纵向裂缝的概率在增加，主要原因是桩基受到过大的锤击，形成较大的竖向压应力，随着竖向压应力带来的应变，相应增加的横向拉应力超过混凝土的抗拉强度。虽然规范中对横向拉应力的验算没有具体的意见，但为了保证桩基的强度和耐久性，避免锤击桩过程中出现纵向裂缝，预应力混凝土打桩时的横向拉应力验算势在必行。具体的验算方法已经有很多研究，可由设计人员根据现阶段的相关条件进行选择，同时建议桩基规范后期修订时，验算也应纳入规范内容。有了这种计算保证，桩基的选择和设计就可以更加合理，如PHC管桩需要采用较大的桩径，打入中密砂层、硬粘性土层等深度较深的桩。③钢管桩在使用寿命期内的强度复核，壁厚计算必须采用扣除预留腐蚀厚度后的有效厚度，预留腐蚀厚度可根据《码头结构设计规范》第4.4.25和4.4.26条确定，在设计文件中必须明确钢管桩预留腐蚀厚度与涂层及其他防腐保护的设计使用寿命分别对应，作为设计和使用寿命期内维护的基本条件预留腐蚀厚度的确定可按JTS 167-2018码头结构设计规范》第4.4.25和4.4.26条执行,在设计文件中-一定要表达出钢管桩分别对应预留腐蚀厚度和涂层及其他防腐保护各自对应的设计使用年限,作为设计基础条件和使用期维护的依据。

4做好桩基体复验工作

在桩基质量检测过程中，设计人员也需要参与整个过程，并注意以下几个方面:

首先，从打桩的角度来看，当桩底标高较高或贯入度较高，且实际超过国家有关规定的标准、数值或设计值时，需要按照高应变动力试验方法对单桩的轴向承载力进行复核，尤其是达到停锤标准时，相关工作不容忽视。

其次，从灌注桩的角度来看，按照国家规定，为了保证灌注桩的完整性，检测结果必须具有较高的合理性，其中最常用的方法是超声波检测法或低应变动力检测法，当桩的深度小于30米时，通常采用低应变动力法进行检测。

此外，从嵌岩桩的角度来看，超声波检测是嵌岩桩完整性检测过程中最常用的方法。从实际出发，很多单位在检测过程中都会关注嵌岩段，其实这种方法并不可取，需要增加对钢筋笼内部混凝土完整性的检测。

在这个过程中，设计人员需要密切关注测试结果，从整体的角度考虑相关数据的合理性，在此基础上，可以最大限度地合理化工程的整体设计，保证桩基的稳定性，同时也可以提高高桩码头的整体运营质量。

5结论

综上所述，与陆运、空运相比，水运有其固有的特点，因此，在高桩码头的设计过程中，需要保证桩基的承载力能够真正满足实际需要，在此基础上，可以有效提高整体设计方案的质量，最大限度地避免后期设计方案不合理对实际施工工作造成的不利影响。

【参考文献】

[1]杨洪福-引用该论文王志平，王志平，王志平. 中国水运，2019(8月):66-67。