探析高桩码头改扩建工程沉桩的施工工艺

探析高桩码头改扩建工程沉桩的施工工艺

作者：杨凯李彦兵刘家飞

来源：《西部论丛》2019年第35期

摘要：我国在世界贸易领域当中占有着极其重要的地位，同时我国还是世界工厂，因此为了满足国内外港口贸易的快速发展，高桩码头需要不断的提高工艺水平以及建设质量。本文针对高桩码头改扩建工程的特点进行分析探讨，并给出相关工作人员提供更多角度的借鉴与思考。

关键词：高桩码头;改扩建工程;沉桩施工;工艺

我国在亚太地区占有重要的航运发展地位，随着我国经济体量的不断增大，在与美洲、非洲、欧洲等地进行海运贸易方面，近些年更是快速发展，船只数量也在急剧增长，因此对于港口要求也越来越高，而之前以往的一些传统港口，无法满足现代社会发展需求，需要不断的进行改建及扩建，但是原有建筑物对目前的港口改扩建具有一定的影响，这也给区域性的沉桩施工带来非常多的困难。

一、码头改扩建工程沉桩施工特点

（一）码头改扩建工程特点

在原有码头的基础上进行改扩建工程，首先需要面对两个问题，一是利用原有工程条件进行施工，其次要拆除原有工程桩基进行施工，两者对于沉桩过程都有非常严格的质量控制要求，并且对于建筑结构施工有很大的限制。具体表现为打桩船、打桩机械无法在地面进行机械架设或者打桩，打桩船无法进入相应的泊位，同时桩下的复杂地质条件也给打桩难度有了进一步提高[1]。

（二）老码头的沉桩测量难度增大

老码头日久年深，很多桩基的地质结构已经发生了变化，需要重新进行测量定位，尤其一些强风化地层可能需要进行桩柱加强施工。由于码头地质复杂，因此很多都是具有坡度的斜桩，这也加大了测量难度，建议采使用全站仪对每一根桩的位置至少测量三次以上，并取其平均值，以消除测量偏差，如果在老桩和新桩的位置上有冲突现象，可以根据现有的桩基施工条件进行重新规划，推算桩基斜率及位置，也可借助于老桩基进行附近新装的加固与稳定，施工现场要建立完善的监测机制，打桩过程中要严格监控周围地质变化和打桩的精准度，如果发生偏移要及时进行纠正。

（三）改扩建工程沉桩的施工工艺特点

老旧港口中在其原有排架之间下沉钢管桩并在架设台墩是当前较为流行的码头加固方式，在进行施工前，首先要考虑设计钢管桩的长度以及施工现场的图纸特点，如何施工需要经过计算来选择最佳的办法，并要选择合适的打桩机，如果地面上的条件不允许竖立过长的桩体，则需要分节进行沉桩，但是每节装的衔接环节要注重连接方式，保证桩的强度稳定性满足要求。另外也有在老旧码头中增加高桩数量的方式来提高泊靠力，常用的方式就是借助路上路上打桩机以及振动锤桩机增加装的数量，但是这两者在施工方面存在一定的局限性，打桩机具有沉重的机身，因此会对马头自身的承载结构有很大影响，而且在打桩过程中会对土壤基础造成震动，还有可能出现液化现象，因此对于附近的施工环境也有一定的影响。

二、码头改扩建工程沉桩施工质量控制

（一）质量控制措施

首先在沉桩过程中，桩基顶部要有与之匹配的弹性垫衬，而且垫衬与桩部接触位置要平整均勻，使得桩受力下沉时不容易被震碎，并要保证桩身、桩锤以及装帽在同一垂线上，桩帽与周边要有大约一公分左右的间隙，沉桩过程中桩身的垂直度偏差不得超过0.5‰。沉桩过程中要事先探测好土壤结构，桩尖进入到不同土层时，要采用不同的锤击幅度和频率，尤其进入到软土层地带要减缓频率，防止溜桩现象发生。最后如果打桩过程中发生了桩身偏移，绝对不允许使用船只进行强行纠偏，沉桩过程中桩基础遇到障碍物发生了异常震动或下沉、速率偏低，应该停止沉桩，分析原因并采取相应措施之后再继续进行沉桩施工。

（二）岸坡稳定监测措施

桩机沉桩过程中，对于地下土壤以及安坡影响较大，因此在整个陈桩期间需要对岸坡稳定性和移动性进行观测，在打桩之前确定基准点。并沿岸设置多个观测点，约50米为一个施工控制点，在打桩期间进行严密监测，并将数据进行汇总，如发现异常数据波动要停止打桩并进行分析及处理。

（三）桩基检测与验收

桩基检测以及验收是其施工的重要后期环节，需由甲方及监理施工单位三方共同确定，第三方检测机构具有正规手续及资质，对桩机完整性，关注度以及偏位值等进行分析，形成合法的检测报告，报送给监理及业主单位，如发现有不合格的桩基，需要施工单位重新订制施工办法或采取加固措施，以满足工程需求，并重新进行检测[2]。

三、沉桩工艺比较分析

（一）路上打桩机沉桩

路上打桩机是较为传统的打桩形式，具有操作简单，成本化低等特点，在很多要求不高的施工现场具有广泛的应用，一般情况下施工机械需要借助老码头的地面进行搭建平台，但是如果施工要求较高或面临的地形较为复杂以及带有坡度的操作，打桩施工则较难完成。

（二）导向架配合振动锤沉桩

导向架配合震动锤进行沉桩，相较于路上打桩机沉桩具有更广泛的应用范围，同时也能有效解决坡度作业面的施工问题，但是导向架配合振动锤沉桩，受到施工地质影响较大，需要震动锤反复震动桩下土壤以达到液化效果而实现沉装目的，另外导向架配合振动锤在具有坡度的施工作业面进行施工时，无法通过桩顶施加激振动信号产生应力波，因此也就无法完成高桩完整性无损检测，具有一定的施工局限性[3]。

（三）柴油锤和振动锤联合沉桩工艺

为了提高高桩码头工程沉桩施工的效率，可以采用柴油锤与振动锤联合进行沉桩的方式，以增大锤子击力度，这种方式弥补了以上两种方式，解决了无法将沉桩位置延伸的弊端，并可以对于桩下复杂地质进行更加高效的联合锤击施工，但是由于是联合工艺，因此其中的锤具吊笼自身质量也非常大，也就需要地面设施以水面设施进行配合才能有效完成工作，这也给施工提高了一定难度，需要施工企业具有一定的相关经验以及操作人员的默契性。

结语

综上所述，码头改扩建工程首先要确定原有老桩体的位置，并进行精准定位和走向预测，并结合施工特点确定打桩位置，避免新老桩的碰头问题，施工现场本身存在结构保留规划，就很难采取常规化的工艺进行拆装，相关工作人员可以根据实际情况采用文中的其他沉桩方法解决实际问题，同时也可以考虑组合优化沉桩方式。

参考文献

[1] 徐鑫哲.应力释放孔施工在码头工程陆地沉桩中的应用[J].安徽建筑，2020，27（1）：183-184.

[2] 徐鑫哲.高桩码头水上沉桩技术应用[J].居业，2020（3）：106-107.

[3] 张文豪，谢建斌，王卓蕾，等.高频振动沉桩动力响应研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2019，35（6）：715-722.