高桩码头桩基关键技术环节研究

王然

摘 要 随着国家的发展，各领域的进步，带动港口工程的发展越来越好，在开展港口工程设计施工的过程中，普遍存在桩基设计合理性和完整性不足的问题，通过优化设计参数，密切关注每个施工环节，可有效提升桩基质量。

关键词 高桩码头;桩基关键技术环节

引言

高桩码头是港口工程中应用最多的一种码头结构形式，而桩基又是这种结构形式最重要的组成内容。高桩码头桩基设计施工的关键性技术环节主要有持力层选择、承载力计算、桩身强度复核、打入桩沉桩控制标准以及质量检测等。虽然这些技术环节在桩基规范中都有规定，但在港口工程设计和施工中普遍存在疏漏或不够重视之处，甚至出现误解或执行不力的问题。为形成更趋完善和合理的桩基设计成果，更有效地指导施工，需要对桩基设计中的各个技术环节，在正确理解规范的基础上，建立完整、合理的思维体系，并运用于设计施工过程之中[1]。

1桩基持力层选择

①在编写勘察要求时，应要求提供尽可能多土层的桩端极限阻力指标，不至于过分依赖勘察报告推荐的持力层而有更充分的持力层选择范围。②桩基持力层的上限是必须满足弹性长桩的入土深度要求，下限应是以桩基具备可实施性或便利性为前提所能与结构设计最为匹配的位置。因此，高桩码头不应先进行结构设计，通过计算的桩力来要求桩基承载能力并相应确定桩端底高程，而应在项目前期研究阶段先测算具备可实施性的多种桩型的桩基承载能力范围，再选择桩基布置形式，用结构设计来适配预估的桩基承载力。③对于摩擦桩，采用桩基的桩径或边长不宜过小，避免桩基落入的持力层过深，造成施工不便。如引桥灌注桩，随着持力层深度的增加，成孔、护孔、钢筋笼沉放、声测管设置、混凝土浇筑等各个施工工序以及质量检测都将受到不利的影响。

2合理计算桩基承载力

①在计算桩基承载力的过程中，国家规定有四种情况可以不进行静荷载实验，而从现实的角度来看，在实际计算的过程中依然需要应用到静荷载试验结果的参数，只是可通过其他手段替代静荷载试验。在对项目进行调研的过程中，可以对施工地点周边的其他工程情况进行分析，以此为参考，选择合适的桩基荷载力计算公式，确保国家的相关规范能够得到不折不扣的落实。②在实际工作的过程中，要考虑到后期沉降对工程整体质量状态可能带来的影响，有效測定桩侧受固结沉降问题的影响而产生的摩擦力，这里是设计人员在实际开展工作的过程中经常忽视的一个问题。③从打入桩的角度来讲，结束沉桩工作之后，需要采用合理的方式计算桩基承载力，确保设计标准能够通过相关实验检测，使桩基的轴向力以及桩基的承载力能够最大限度地保持一致。根据单盘承载力法计算模型，进行科学合理的计算，可以确保桩基承载力在合理范围内，保证荷载效果，增强工程的稳定性，以免影响工程施工质量。此外，在计算完成之后，还需要进行试验检测，确保计算的准确性，保证工程的有序开展。

3桩身强度复核

①施工期桩身强度复核，除常规的吊运核算外，还应对沉桩后桩基不同的受力状态进行复核。在上部结构未实施之前，桩基基本呈悬臂构件的受力状态，在水流力、波浪力、冰荷载和斜桩自重偏心荷载的作用下产生相关内力。②为控制混凝土打入桩在锤击沉桩过程中产生横向裂缝，JTS 167-2018《码头结构设计规范》第4.3.15.2条对施工期预应力混凝土桩锤击沉桩拉应力计算作出规定并列出验算公式，主要验算竖向拉应力。随着锤重增加，锤击总动能提升，目前，工程实例中几乎未出现横向裂缝，倒是出现纵向裂纹的概率在增大，主要原因是桩基受过度锤击而形成较大的竖向压应力，伴随竖向压应力带来应变而相应增加的横向拉应力超过了混凝土的抗拉强度。虽然规范对横向拉应力验算尚无具体意见，但为保障桩基强度和耐久性，避免混凝土打入桩在锤击沉桩过程中产生纵裂，对预应力混凝土打入桩锤击时的横向拉应力进行验算势在必行。具体验算方法已有很多研究，设计者现阶段可结合相关条件参考选用，同时，建议后续桩基规范修编时对此进行研究并将该项验算纳入规范内容。有此计算保障，才能使桩基选型设计更趋合理，如PHC管桩随着打入桩进入中密或密实砂层、硬黏性土层等持力层深度越深需要采用的桩径越大，切忌采用小桩径的桩却要求打入较深硬的土层。③对于钢管桩使用期的强度复核，计算壁厚一定要取扣除预留腐蚀厚度后的有效厚度，至于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[2]。

4做好桩基质量检测工作

①从打入桩的角度来讲，当桩底端高程较大或是贯入度较高的情况下，若实际超出了国家相关规定提出的标准值或是设计值的规范时，需要依据高应变动力实验法重新复核单桩轴向承载力，尤其是在达到停锤标准的情况下，不能因此而忽视相关工作的开展。②从灌注桩的角度来讲，从国家规定来看，要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方法或低应变动力检测法，在桩的入土深度不超过30米时，通常情况下采用低应变动力法进行检测，在桩的入土深度超过30米时，超声波检测法最为常用。③从嵌岩桩的角度来讲，在对嵌岩桩的完整度进行检测的过程中，超声波检测法最为常用。从现实的情况来看，很多单位在开展检测工作的过程中都会将主要的注意力放在嵌岩段，事实上这种方法是不可取的，还需要加大对于钢筋笼内部混凝土的完整性进行检测。在此过程中，设计施工人员需要密切关注检测结果，从整体的角度出发对相关数据的合理性进行考量，在此基础上，使工程整体设计能够最大限度地趋于合理，保证桩基稳定性的同时，提升高桩码头整体的运营质量。

5结束语

桩基是高桩码头工程的关键，通过优化桩基设计和施工技术，简化施工工艺，提高港口工程的施工质量。

参考文献

[1] 骞轲.港口工程桩基施工技术及质量控制要点分析[J].工程技术研究，2019（11）：200-201.

[2] 何东城.探究港口工程的桩基施工特点及桩基设计[J].科技风，2019

（8）：69，71.