1、1在役高桩码头结构稳定性的综合分析摘 要：船舶超设计靠泊、上部结构承受超限制荷载、岸坡变形以及水下泥面冲刷过大等都会导致码头失稳，因此从码头失稳的初期 可能征兆入手，提出了高桩码头结构稳定性综合分析的现场调查检测方法，同时结合岸坡稳定验算，分析码头实际稳定状况， 并结合具体工程实例予以详细阐述，对今后类似工作的开展具有一定的借鉴意义。 关键词：高桩码头 波浪 岸线 稳定性 高桩码头因其结构轻、减弱波浪的效果好、砂石料用量省，对于挖泥超深的适应性强等优点成为沿江、沿海应用广泛的主要码头结构形式，但在长期使用过程中也会因各种内在或外在因素导致码头失稳，造成严重的安全事故和经济损失。影响高桩码头结构
2、稳定性的因素众多，如码头结构设计不合理、靠泊超设计船型、承受超限制荷载、岸坡变形或水下泥面冲刷等。这些现象如不及时进行规范化管理或不及时采取对应措施，势必影响结构的稳定性，给码头结构的安全使用埋下了巨大的隐患。调查检测内容与方法 合理可靠的测试方法是查明影响结构稳定性因素的有效手段，结合以往工程经验以及前人的一些研究成果，目前，对在役高桩结构物的检测方法主要包括以下几个方面内容： 21、环境条件调查 码头运营过程中受潮流、船舶作业的影响水下泥面状况可能会产生不同程度的冲刷现象，查明码头区域冲刷程度，为评估桩基承载力、岸坡稳定性及岸坡回填量经济决算提供依据。 2、沉降位移调查 用水准仪、全站仪等
3、测量仪器对各主要结构（包括码头主体、引桥等）的沉降和位移情况进行检测，考察沉降、位移引起的顶面高程和平面位置的变化情况。如有历史沉降位移观测资料，应进行综合分析，分析其变化趋势。 3、伸缩缝调查 采用目测、拍照、尺量等手段对工作范围内的伸缩缝的变形、错位进行调查和检测，并根据伸缩缝变位情况确定对相邻结构段可能的影响。工作开展程序 码头资料收集和现场调查是确保现场工作做好的基础，检测前应收集竣工资料、地质资料及码头的历史沉降位移观测资料等，调查运营期结构的使用情况（有无重大安全事故、维修记录） 。详细咨询近期码头的作业条件、环境气象状况等，确定现场工作开展的合适时间，现场工作开展应与业主协商，合
4、理避开与现场作业相冲突的因素。针对以往工作开展情况的调查发现，现场沉降位移观测工作流程可归纳为如图 1 所示。实例分析 31、工程概况 某 2 万吨级散杂货码头长度为 256.9m，宽 30m，建于 2007 年，结构为高桩梁板式结构，桩基采用 900mm 钢管桩，横向排架间距为 8.0m，横梁采用现浇结构，纵向梁系为部分预制结构，面板为混凝土叠合板；码头结构断面形式如图 2 所示。 勘探揭露码头区域土层主要为第四纪全新世松散堆积层，各土层的分布及桩基设计参数分述见表 1 所示。第五层灰色粉细砂层分布较纯，含云母和少量腐植物，摇震反应明显，偶夹薄层粘性土，局部含少量的中粗砂或小砾石。该层在勘察
5、区均有分布，且发育稳定。 因该工程在已使用 5 年，码头处在潮流比较大的区域，码头区域可能存在冲刷现象，且各结构缝有增大的现象，需对结构进行稳定性分析，评定结构的稳定性状况。现场具体检测结果如下： 2、检测结果 2.1 环境条件调查结果 在码头外边线向外约 50m 范围内布置测试断面，垂直于码头方向前沿 6m、10m、20m、30m、40m、50m 的纵断面水深布置图见 3。 距码头上游侧角点距离（m） 由图 3 可以看出：垂直于码头方向前沿 50m 范围内的水下泥面标高自码头前沿往江侧呈减小趋势，该方向上的泥面高差在（0.483.42）m 范围，自码头前沿往江侧存在一定的坡度；与码头前沿设计
6、泥面标高相比，各纵断面水下泥面标高均低于竣工时设计泥面标高，部分断面前沿冲刷较大。 42.2 结构的沉降位移观测结果 结合该码头工程的特点，现场采用水准仪、全站仪等测量仪器对码头沉降和位移进行检测，现场检测结果分析如下： 2.2.1 沉降观测 采用水准仪测试码头前、后沿及轨道顶高程，在同种高程系统下比较各测试值与设计高程之间的差异，测试点根据规范要求拟在码头面每隔 10m 布置检测断面，确保测试表面平整无杂物。 由 4 可见，码头前沿实测高程偏差在（-12+5）mm 之间，码头后沿在（-20-10）mm 之间，各检测位置高程变化相对比较均衡。根据规范要求，码头竣工各检测位置允许有15mm 的偏
7、差，且未见码头近期沉降观测资料，可见如果码头竣工高程无较大偏差，则码头目前整体沉降量很小。 2.2.2 位移观测 工程位移观测拟在码头前沿线布置 10 个测点，通过全站仪来对码头前沿布置点进行测量，提取数据后与码头竣工资料对比，利用数学的方法进行计算可得出码头位移， 码头前沿线实测结果汇总见表 2 所示。 注：偏差以向前沿偏移为正，向后沿偏移为负。 由表 2 可见，前沿线实测坐标与设计坐标偏差在（1217）mm 之间。2.3 伸缩缝调查结果 现场对码头各结构段变形缝进行外观调查、检测，码头变形缝典型照片及缝宽检测见表 3 所示。 5由表 3 可见，码头分段间变形缝接缝质量总体较好，各变形缝无明
8、显错台或错位现象。 3、复核结果 现场检测表明：码头工程质量总体较好，无明显沉降、位移；前沿水深能满足核准靠泊船舶在重载状态下的正常靠泊，但前沿冲刷现象比较明显，结构的稳定性验算应考虑码头前沿冲刷（取前沿水深实测最大值-18.05m） ，验算基桩的承载力及抗弯性能，具体验算结果见表 4 所示。注：1#8#指从前沿往后沿数，第 18 根钢管桩。 由表 4 验算结果表明：基桩在原设计荷载下具有足够的承载能力，桩身拉应力计算值均小于预压应力设计值，桩身抗裂性能满足设计要求。码头目前前沿冲刷并未对结构造成稳定性影响，但此现象应引起重视，如前沿水深进一步冲刷，会影响结构的长期稳定。 结束语 结构受潮流、使用荷载（船舶靠泊荷载、流动荷载等等影响，基桩泥面冲刷过大或承受超负荷现象严重，给码头的稳定性埋下了巨大的隐患，该文测试方法的归纳和介绍对以后在役码头结构定期的调查和检测具有一定的指导意义，运用该法可实时掌握结构的稳定性状况，确保结构使用期的安全稳定。另外，不少码头结构在投入运营后，会出现结构自身的晃动现象，这种晃动会造成结构共振或疲劳破坏，因此运用振动测试手段开展结构的动力特性测试研究，也是一项值得研究的内容。 （作者单位：江苏省交通规划设计院）
