高桩码头接岸结构物滑移补救措施

张亚敬　唐继彬　王笑难　赵金禄

摘 要：文章介绍了天津地区某高桩码头挡土接岸结构物滑移事故，从挖泥作业对边坡的影响、滩涂护底状况、坝体下渗水情况、极

端低水位等方面详细分析了事故的原因，得出该滑移事故是由诸多不利因素共同作用下形成的结论。针对此次事故从设计、施工、监测角度介绍了有利于岸坡挡土接岸结构稳定的加固补救方案，该方案实施后经实践证明是成功的。

关键词：接岸结构物 滑移 补救措施

高桩码头是软土地基上最为常见的码头结构型式之一，大多为透空式结构，码头下方为斜坡式岸坡，对波浪反射轻，泊稳条件好，施工进度快。但高桩码头也有它的不足之处，如上部结构适应工艺荷载变化或超载的能力差，特别是接岸结构处理较为复杂。高桩码头一般建在水陆接壤的滩涂岸坡边，即惯称的连片或引桥式结构，而且大多前方承台为连续结构，后方承台为简支结构。因而极易受接岸结构型式和使用的变形影响。岸坡极易产生向临水侧位移、变形甚至滑坡等破损现象。天津地区岸坡土体具有高密度、高含水量的特点，所以其码头结构多采用高桩结构。

工程概述

天津地区某高桩码头：码头承台总长582.5m，宽度为11.98m，码头采用连片引桥式布置，码头承台通过4座引桥（1#～4#）与陆域连接，引桥宽度为10.0m，引桥后方接岸结构物为软土地基加固后的重力式钢筋混凝土挡土墙，非引桥处为原有斜坡围堤主体结构，码头承台及引桥均采用高桩梁板结构。码头顶面标高6.0m，码头前沿泥面顶标高为-5.8m。码头下岸坡从码头前沿泥面顶标高-5.8m以1：2坡度到-3.4m，从-3.4m以1：2.7的坡度过渡到原泥面（高程系统采用天津港理论最低潮面）。码头断面如图1所示。

图1 码头断面图

2010年12月6日晚十点零七分码头接岸结构处围堤突然发生局部溃堤、向海侧滑移事故，沿堤滑移范围长度（东西方向）达110米，从挖泥上坡肩向陆侧纵深（南北方向）达30～40米，而且在原堤顶滑塌两侧还有宽达10公分～2公分不等的多道裂缝，原堤陆侧电线杆一根倒向海侧滑塌区，滑塌区两侧砌石挡浪墙也发生了错动裂缝，从堤顶到已滑塌泥面高差3～4米，呈典型圆弧滑动迹象。码头接岸结构滑移现场情况如图2所示。码头接岸结构滑移区平面示意图如图2所示。

图2 码头接岸结构滑移现场情况

事故原因分析

事故发生后，建设单位立即会同原围堤设计单位、施工单位、监理单位；码头设计单位、施工单位、监理单位以及码头施工变形检测单位，并聘请了有关专家共同召开了溃堤事故原因分析与应采取的对策会议。科学的确定了补救对策与下一步施工安排及码头护岸结构进行核算与加固措施。

1、基槽开挖分析

发生滑坡时，码头还未进行打桩作业处于开挖阶段，码头引桥处正在进行2m3抓斗船挖槽作业，挖泥边坡1：2.7分层开挖，2m为一层，自然坍坡处理，实际浚深只达-3.0米（设计底标高为-5.8m），没有超深问题。从挖泥施工图上可以看出，基槽挖泥超宽范围较多，设计岸坡为1：2.7（在天津地区常为-10.0m以上为1：3，-10.0m以下为1：2），在码头引桥区实挖坡度多陡于1：2.7，设计上还清除了1/2坝体抛石护坦。

2、设计岸坡的稳定性分析

围堤原设计下方是要施打排水板软基加固处理的，筑堤材料采用充砂袋，原建设单位、施工单位、监理单位因抢工期在未征得原设计单位的同意下而擅自取消了排水板施工，并且筑堤材料也改用了孔隙率大的工业废渣弃土筑堤。该处又为原围堤吹泥造陆泄水口处。挖泥区陆侧正在进行软土地基插浅板后覆水真空预压加载中，由于坝体材料孔隙大而形成了渗水通道，也造成坝体抗滑力薄弱。

挖泥区陆侧正在进行软土地基插浅层排水板后覆水真空加载80kpa中，施工中没有设置专门的排水管道只是挖排水沟，从现场情况了解因坝体渗流，坍塌处形成渗流通道。海侧滩涂局部有冲沟，与渗流通道相通，加大了渗流作用。

设计挖泥边坡1：2.7偏于冒险（这是天津地区边坡不稳定的临界状态），并且设计清除了工作船码头引桥处1/2坝体护坦抛石，客观上减小了阻滑力。

3、施工顺序分析

建设单位安排的建设顺序不合理，挖泥前岸上软土地基应加固好，实际施工中，挖泥和软基处理同时进行。并且软基处理过程中施工单位施工顺序也不合理，是从陆侧向海侧逐渐推进的，这样海侧的地基实际上还没有加固相对薄弱。

4、其他原因

根据潮位资料显示，当时正值天文大低潮潮位0.4米，加上西北风的减水效应实际水位低于0.4米，地下水位与临海面水位差加大，超过了设计极值；另外围堤顶上为施工行车通道，经常有重车通过，堤上行车及后方真空预压加荷都增加了围堤滑动力；而且现场变形监测周期过大，未能及时发现滑塌前的倾斜迹象。

总之，围堤滑塌的根本原因是围堤滑动阻滑力小于围堤的滑动力。此次围堤滑塌有多种影响因素，而且是最不利因素的组合作用下造成的。首先是阻止坝体位移的阻滑力在不断的减小中而使坝体向海侧滑动的滑动力在不断的加大中，当这种滑动力大于阻滑力时必然产生向海侧的滑动，由于滑动位移带动坝体的塌陷。而且本次滑塌是由局部开始向周围扩展的，形成圆弧滑动的特征。

挖泥边坡失稳是第一个原因；滩涂护底因挖泥影响造成塌落是第二个原因；坝体下未打排水板及泄水口的渗水影响造成坝体的抗力薄弱是第三个原因；堤上行车及后方加荷增大了滑动力是第四个原因；2010年12月6日出现了设计极限低水位情况，构成极端条件受力过程与该处有冲沟消弱了断面才在该处诱发了局部滑坡溃堤事故。

由于软土地基受力与变形有一个能量积聚与突然释放的过程，因而变形监测单位在事故前一日现场检测时未能发现过大变形的迹象，加上现场监测周期过长，因而未能及时发现滑动迹象。

补救措施

1、码头设计方面

根据滑坡发生后的检测单位探明的现场地形测量、土质调查和潜水探摸的资料，设计单位对原设计进行复核，确定此次滑坡事件对之后高桩码头的建设没有造成大范围的影响，为了增加接岸结构的安全度与防止滑动变形的长期影响，采纳码头监理单位提出在挡土墙基础下打设灌注桩的建议，在挡土墙基础下打设Φ800mm钢筋混凝土灌注桩，间距5.8米，共打设52根。有效的减小引桥使用后期不均匀沉降影响。 码头与挡土墙断面图如图4所示。

2、施工阶段

事故发生后施工单位、监测单位进行现场断面测量与十字板检测探明滑动面位置与范围；原围堤施工单位清除坍塌围堤，并科学、慎重的恢复原围堤：围堤底部铺设一层土工布，其上反压10～150kg碎石约1.5米高，之后填筑建筑碎渣至设计高程。

滑塌区暂停挖泥作业，调整挖泥施工区间顺序。设计挖泥边坡改为1：3，在挖泥过程中勤对表，勤看水尺，增加水深测量次数，严格控制挖泥深度。基槽挖泥结束后监理单位及时进行联合隐蔽工程验收。

陆上造陆区域真空预压真空膜上覆水尽量少，严禁将水漏到坝体上，同时铺设排水管道做好下管引流工作。

合理安排打桩施工，尽量减少打桩震动对岸坡的影响，采用顺排间隔沉桩，低潮不打，高潮打，大潮汛不打，小潮汛打，避免在打桩时岸坡里产生较大的水位差。同时限制每日打桩根数不超过10根，累计锤击数不超过10000击，让土壤中因沉桩震动引起的孔隙水压力得以消散，避免超孔隙水压力的集中，以利于岸坡稳定。加快桩帽与梁板的施工进度，使码头连成整体。

加强现场监测，施工现场监测委托第三方监测单位负责实施，制定详细的监测方案，监测内容包括：岸坡沉降、位移、孔隙水压力和测斜等，加密坝体变形检测，监测范围扩大到整个北围堤。建立围堤位移警戒值并能做到快速报警，确保恢复期与码头建设期的工程安全。

施工监理，监理单位积极参与事故的处理，派出专家参与事故原因分析及对策会议，并提出了码头挡土墙基础下打设灌注桩的合理建议。严格监督施工单位按照确定的挡土墙加固方案进行施工。督促监测单位按监测方案埋设监测仪器、提取观测数据，并及时上报，同时做好码头沉降、位移等观测数据的分析，对码头施工工程的变形观测进行监督管理。

结语

此次高桩码头接岸结构物岸坡滑坡事故造成了一定的社会影响和经济损失，该工程没有临近建筑，没有引起较大范围的事故。事故发生的原因是多方面的综合影响，说明软土基地上浅基础重力式挡土接岸结构物的风险性，而采用深基础挡土接岸结构物，它使后方土推力不传递给后方桩台，有突出的优越性。

在该码头施工中，合理的安排了施工顺序，采用了有利于岸坡稳定的施工措施，通过施工单位和监理单位的不懈努力，对施工的每个工序严格把关，安全、质量和工期管理措施到位，管理规范，工程资料齐全、可信。码头于2011年9月26日竣工并正式投入运营，至今运转正常。本码头的顺利竣工投产为在吹填的软土地区浅基础挡土接岸结构加固积累了经验，也对类似滑坡地区继续高桩码头施工的补救提供了参考。

（第一作者单位：天津水运工程科学研究院）