水运工程施工技术-重力式、桩式码头

2021年3月第3期总第580期水运工程Port & Waterway EngineeringMar. 2021No. 3 Serial No. 580重力式老码头前沿PHC 桩沉桩施工的影响冯光华，刘志威（中交四航局第一工程有限公司，广东广州510310）摘要：坦桑尼亚某水工改扩建工程的1#〜3#泊位原结构为重力式方块码头，新建外扩部分为宽11.54 m 的墩式结构。

对1#和2#泊位PHC 桩打桩过程原重力式方块码头的位移进行监控，并总结出沉桩规律。

结果表明，将重力式方块海侧珊瑚礁 石垫层疏浚后施打PHC 桩，对原重力式码头结构的位移影响较大，码头面及附近建筑物地面均出现了裂缝；打桩过程中，方块不同结构形式交界面的水平位移最大；采用外凸型十字桩尖桩靴，PHC 桩穿透性能最强，原码头方块结构水平位移最小，码头更稳定。

关键词：老码头改造；重力式结构；PHC 桩；位移监控中图分类号：U 656. 1T1； U 655. 55文献标志码：A 文章编号：1002-4972（2021）03-0202-06Influence of PHC pile sinking construction in front of old gravity wharfFENG Guang-hua, LIU Zhi-wei(The First Engineering Company of CCCC Fourth Harbor Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510310, China)Abstract ： The original structure of 1# to 3# berths of a hydraulic reconstruction and expansion project inTanzania is a gravity block, and the new-build expansion part is a pier structure with 11. 54 m width. We carry out the displacement monitoring of the old gravity square block of 1# and 2# berths in the PHC pile driving process andsummarize the pile sinking laws. The results show that after dredging the coral reef cushion under the gravity block, the PHC pile is driven, and the displacement of the original gravity wharf structure has a greater impact, and cracksappear on the old wharf surface and nearby buildings ground. During the pile driving process, the horizontal displacement of the interface between the different structural forms of the block is the largest. With the outer convexcross-tip pile boots, the PHC pile has the strongest penetration performance, the original horizontal displacement of the square structure of the dock is minimum, and the dock is more stable.Keywords ： old wharf renovation; gravity structure; PHC pile; displacement monitoring老港口因采用数十年前的设计规范和施工标准，往往存在泊位等级低、构件尺度小、混凝土强度等级低等特点［1］o 为了满足现代化码头运营需求，使其能够停靠更大吨位的船舶，亟待对老码头进行升级改造。

重力式码头反滤设计与施工一、概述（一）重力式码头结构型式重力式码头主要由墙身、胸墙、基础、墙后回填土、码头设备组成，适合建造于地基较好的情况。

其结构型式决定于墙身结构及其施工方法，按墙身结构主要分为块体结构、沉箱结构、扶壁结构、大圆筒结构、格型钢板桩结构及混合式结构等。

（1）块体结构（图20.1-1）：结构坚固耐久，除卸荷板外基本不用钢材，施工简单，维修量小；水下安装工作量大，整体性差，砂石用料量大。

（2）沉箱结构（图20.1-2）：整体性好，水上安装工作量小，施工速度快，箱内填砂石等，节省费用；耐久性低于块体结构，用钢量大，需要预制场及大型设备。

图20.1-1 块体结构图20.1-2 沉箱结构（3）扶壁结构（图20.1-3）：较沉箱节省混凝土和钢材，不需要专门预制场和下水设施，较块体结构安装量小，施工速度快；施工期抗浪性差，整体性差。

（4）圆筒结构（图20.1-4）：结构简单，混凝土和钢材用量少；耐久性不如方块结构，需要大型船机设备。

（二）重力式码头反滤结构码头自身为挡水结构，水头差容易使墙后回填土发生管涌、流土破坏。

为了防止墙后回填土流失，在抛石棱体的顶面和坡面，胸墙变形缝后面，以及卸荷板安装缝的顶面与侧面均应设置反滤层。

重力式码头根据反滤层设置的位置分为两种型式：图20.1-3 扶壁结构图20.1-4 圆筒结构（1）在抛填棱体的顶面和坡面上设置反滤层（图20.1-5），适用于墙后有抛填棱体的情况，多用于方块码头。

（2）在安装缝处设置反滤井或反滤空腔（图20.1-6），适用于安装缝较少且集中的情况，这样墙后可不设抛填棱体而全部用砂或土回填，多用于沉箱码头和预制安装的扶壁码头。

按照反滤层材料的不同，重力式码头又可分为传统的碎石反滤层与土工织物反滤层两种型式。

其中碎石反滤层采用级配良好且未风化的砾石或碎石，其最大直径不宜大于50mm，垫层材料应不含草根、垃圾等杂质，碎石垫层细粒含量不得大于10%。

1.码头按结构形式分类：重力式码头、板状码头、高桩码头和混合式码头等重力式码头工作特点：依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定。

由于自重力大，地基承受的压力大，故重力式码头适用于较好的地基。

它也是耐久性好和对超载、工艺变化适应能力最强的一种结构。

板状码头工作特点：依靠板桩入土部分的侧向土压力和安设在码头上部的锚定结构来维持整理稳定。

除特别坚硬或过于软弱的地基外，一般均可采用。

高桩码头工作特点：是在软弱地基上修建的一种主要结构形式，通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。

2.重力式码头、板状码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。

特点：他们能承受较大的船舶和冰凌的撞击力，耐久性好，但码头前波浪反射较严重，其耐久性较差，但码头前波浪反射较轻。

由于土压力没有作用在建筑物上（或数值不大），基本的计算荷载为使用荷载。

3.作用组合按以下两点考虑效应组合：承载能力极限状态可分为持久组合、短暂组合、偶然组合。

正常使用极限状态分为持久状况、短暂状况。

4.作用代表值分为标准值、频遇值、准永久值三种。

5.港口水工建筑物结构的设计状况分为持久状况、短暂状况和偶然状况。

正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持久组合和正常使用极限状态的长期组合或短期组合分别进行设计。

结构施工和安装等持续较短的状况为短期状况，对此状况宜对承载能力极限状态的短暂组合进行设计，必要时可同时正常使用极限状态的短暂状况进行设计。

在结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状况，应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计。

（说明：正常使用极限状态持久状况又分为短期效应（频遇）组合和长期效应（准永久）组合）。

6.码头地面使用荷载：堆货荷载与人群荷载、流动起重机运输机械荷载、铁路和汽车荷载、船舶荷载。

7.码头分为：码头前沿地带、前方堆场、后方堆场。

前沿地带是指码头前沿线向后一定距离的场地，有门机宽度一般取14m，无门机海港码头取10m；河港码头取4-8m。