高桩码头工程中的桩基平台施工技术研究

高桩码头工程中的桩基平台施工技术研究

摘要：随着中国基建的迅猛发展，港口建设在交通基础设施建设中的地位越来越凸显。随着船舶继续向大型化的方向发展，同时也对相应的码头工程的泊位等级和质量提出了更高的要求，而在码头工程建设中，高桩码头桩基施工是建设的重点，因此，分析高桩码头工程中的桩基施工技术有相当重要的理论意义和现实意义。

关键词：高桩码头工程；桩基平台；施工技术

在本文中对高桩码头工程的桩基设计和施工进行分析，根据高桩码头工程的特点及桩基类型进行设计，在桩基平台施工过程中进行施工方案优化，提高桩基承载力，缩短工期，使得建设效果显著，确保高桩码头工程的设计和施工质量。高桩码头工程施工技术的重点在桩基施工和运输、设置定位基线和工作平台及桩体固定位置处理；由于桩基具有承载力高、沉降量小、结构均匀的特点，它几乎可以在所有地质条件类型和各类工程中得以应用。因此，在高桩码头工程，桩基应用是相当广泛的。由于桩基平台承载了所有的负荷，所以在高桩码头工程建设的关键位置上都选择桩基施工，也是高桩码头工程施工过程中最基本的程序。桩基是高桩码头工程建设项目中最重要的施工，因此，在高桩码头工程建设中，施工技术人员要从实际出发选择合适的桩型的，以及相应的桩基施工技术，保证工程的高品质建设，以确保桩基工程高品质的竣工。

1桩基布置

桩基布置不仅是整个码头的结构的重点，在整个码头结构的总成本中也占有相当大的比例。布置原则：①我们应该充分发挥桩基承载力，每个桩的受力尽量均匀，从而使码头工程的沉降和不均匀沉降量较小; ②使整个码头建设项目更加经济; ③应该尽量考虑桩基施工可能性和整体性[1]。

1.1横向弯曲码头桩的设置

（1）前桩台：①起重机下前轨道横梁提升装置布置直双桩，轨道梁布置叉桩。②根据其上承台的宽度和负荷，可以在双直桩和叉桩中间添加两个或更多的垂直桩，当受到水平力较大时，还可以添加叉桩和斜桩。③当没有起重设备，无论是否设置桁条，一般采用等间隔布置桩基 [2]。

（2）后桩台主要承受垂直载荷，一般采用直桩等间距布置桩基。

1.2窄突堤码头横向排架中桩基布置

为了避免斜线桩高于土壤表面外，造成船舶相互碰撞，叉桩一般不被布置在桩台两侧。

（1）当有起重设备时，半叉桩被布置在轨道梁[3]。

（2）当没有起重设备时，叉桩被布置在宽度的中心。

1.3横向排架中桩的间距

为了减少桩和桩之间的摩擦土应力重叠，摩擦桩之间的距离不能小于桩直径的6倍，端

承桩之间的间距通常采用3~5米。打桩被放置用于方便交替打桩，两个交叉桩的顶部间距不

小于30cm [4]。

1.4桩基的纵向布置

为了充分发挥桩基承载力，通常大跨的长桩。桩基使用PHC桩，钢管桩时，前桩台横向

排架间距可达8～12m；后桩台的堆货荷载较大，因此一般不设纵梁，面板的上荷载直接传

递给横向排架，导致相应排架的间距可以较前桩台小[5]。

1.5桩长设计

桩长度应经过计算来确定，并考虑到码头载荷因素，桩基布局模式，地质条件及建筑设

备等，如果超过打桩船能够施打的长度，通常情况下应该采用接桩。

（1）为了满足地基的嵌固条件，打桩时遇到岩石表面或者打入困难土壤高度较高的情

况下，就应该需要使用钻孔栽桩的方法来满足条件。

（2）为了提高桩的承载力并减少沉降量，应该将桩基打在一个持力层较深的区域深度。

（3）桩基未能打到硬土层，在满足单桩承载力的基础上，应满足同一个平台的桩基打

到同一个平面，并且桩顶标高不易差别过大，以免造成桩基之间产生不均匀沉降[6]。

1.6桩基的静载荷试验

在进行静载荷试验过程中，为了增加桩基的水平力，轴向压力和拉力的承载力，以确保

桩基在试验中承受最大载荷，记录桩的移动位置，分析强度和应力时之间的关系并绘制曲线

变形图，测定桩基变形和应力情况，从而保证在可靠的范围内的桩基的稳定性，从而设计出

科学合理的实施方案[7]。

2高桩码头桩基类型

当桩基布置时，必须考虑建设施工的可能性。⑴确保每个桩都可以打，且保证施工方便；

⑵不妨碍打桩船抛锚和停泊；⑶尽量减少调船进而变动打桩架的斜度。但有时由于结构原因，桩基布置的复杂性，并受水位，地形和打桩船的性能限制，一些桩不容易打或者打不成，你

需要考虑是否要改变桩基布置或者使用特殊的施工方法[8]。

2.1钻孔灌注桩

灌注桩采用钻孔、挖掘和钢管排压地面形成桩孔，然后放置在一个钢筋笼在桩孔中，并

灌注混凝土的方式形成桩基。适合于填充土壤、粘土、淤泥层、沙层及发育或裂缝的喀斯特

岩层等，桩孔直径通常为600~2500毫米。钻孔灌注桩施工中对地基没有严格要求，并且不

能对桩基施工后地下混凝土的质量进行测量，容易出现一些质量问题。

2.2预应力高强混凝土管桩

PHC管桩是利用离心作用下形成的空心圆柱管柱。脱模后进入高压釜蒸养而成。可工业化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠，运输吊装方便，接桩快捷，机械化施工程度高，

操作简单，易于控制。桩身混凝土强度高，可打入密实砂层和强风化岩层。由于挤压效应，

桩端承载力比原土提高70%～80%，桩侧摩阻力可提高20%～40%，使PHC管桩在高桩码头

桩基施工中得到广泛应用。

接桩的方法：端头板电焊联结法和法兰盘螺栓联结法，其中端头板电焊联结法是一个圆

形铁管桩顶的厚度为18~22毫米，端板外缘沿圆周留有坡口，管桩对接后坡口变成U型，烧

焊时将管桩周边的U型坡口填满即可。桩端（靴）类型有：十字形，锥形和开放型。长三角

和江苏等地区多用开口型桩尖。

2.3钢管桩

具有较高的强度，耐冲击、和较强抗弯能力的钢管桩，可以有效地避免船舶和海洋冲击

的影响。特别是在施工过程中使用锤击下沉，缩短工期，使施工相对容易，效果显著。但容

易生锈，成本高，随着防腐技术的提高和钢材品质的提升，在实际设计、施工过程中使用较多。

常用尺寸：外径：500～1200mm，壁厚10～18mm。钢管桩制作材料为合金钢或强度较

高的钢，卷焊制成。常见型式：开口式：打入容易，但桩的承载力低；全封闭：承载力高，

但打入困难；半封闭：打入容易，到位后桩尖形成土塞，承载能力也较高[9]。

3高桩码头工程中桩基平台的施工技术

3.1制桩和运桩

基桩一般在基地预制，运到现场进行沉放。按顺序进行安排生产预制桩并进行分类，应提前预制，以确保施工过程中不会由于缺桩造成停工，但同时也应该注意到，不能因为生产过早

或预制量生产力过大，进而造成存储现场预制场面积增加和资金积压。在堆放的数量上也应

该考虑一定量的富余量，防止施工中桩基因损失影响工程进度。其富余量可以通过桩基方法，土壤条件，打桩的数量及运输条件的量来确定。方桩，矩形桩，通常整个预制；预制钢筋混

凝土管桩通过离心和钢桩部可以分节预制并运输到工地，然后拼接成设计期望的长度。桩基

的运输工具和方式，根据施工现场和预制现场之间运输条件来确定。运输发货应尽量采用驳船，桩基过长时可以改装驳船。如果使用公路和铁路运输，桩长由于受到运输工具的限制，

在施工现场，增加接桩的工作，给施工带来困难。

3.2基线测量

在基线测量总的目的就是为了确保打桩的准确性，沿着码头基线海岸线设置，设置两个

方向为准基础结构，其中一个方向尽可能的是码头的轴线以确保垂直方向或平行，施工基线

安排在平坦无凹陷的区域，以避免外界因素的干扰，在碰到有建筑物时，可以建一个临时的

打桩测量平台或者施工栈桥，以起到定位的作用，以建立相应的坐标控制系统。

3.3桩基平台的搭设

当搭设桩基平台时，钢管桩首先采用履带起重机、卷扬机成桩建立良好定位的框架，在

起吊过程中，要保证履带吊机的振动锤将钢管桩夹牢固，在振动锤的激振力下钢管桩不再下

沉才能停止沉桩。其次在沉桩后利用128a的工字钢双拼以水平方向进行连接，以斜撑的设

置方式来建设通道平台；与嵌入在桩的顶部的履带式起重机牵引主梁，然后进行焊接; 对于分配梁与面板槽钢同样需要先进行加工处理，然后将其输送到地方，最后再以卡扣与其一起桩

焊接。

3.4使用过程中的养护

以钢平台桩基的灌注桩为例，在其平台建成后需要在使用过程中的日常保养和维护，主

要有以下几点值得关注：时时监测桩的稳定性；定期监测平台的其他稳定；不定时地监测斜

坡的稳定性;不时以监控焊接质量。

主要养护的重点是桩平台，斜坡和焊接质量，在监测内容时的稳定性和质量保护进行检测，尤其是需要桩沉降观测台在一天的过程中进行检测，同时做好数据记录，以研究桩基平

台的沉降特点，如发现数据平台桩显著变化时，应立即停止使用该桩的平台，并找出数据的

变化，如果必要的话，将转移到安全地带的平台进行机械建设，以保证施工工人和工程的安