上海交通建设总承包有限公司200136
摘要：随着经济与科技的不断发展，码头施工工程已经成为了当前我们国家非常重视的问题之一。现如今城市化进程越来越快，码头修复工程的重要性也随之不断提升。这其中，嵌岩灌注桩的应用率最高，可以有效解决其他桩体无法处理的问题。本篇文章将阐述工程实际状况，探讨加固过程中需要考虑的相关因素，分析修复设计的方案，并对于具体施工控制方面提出一些合理的见解。
关键词：嵌岩灌注桩；码头加固；沉降；水平位移
引言：嵌岩灌注桩通常在桥梁建设以及水运工程之中有着比较高的应用率，究其原因是其本身拥有比较强的抗拔以及抗颠覆的能力，因而可以适用于多种不同的复杂环境之中。
1工程具体概况
本次案例选择的舾装冒的整体规模为5000t级，包含3个泊位、4座引桥以及3座揽墩。码头位置泊位的总体长度为426米，这其中，东西两边泊位的具体长度分别是108米，泊位之间的距离为76米，两侧位置的系揽和泊位的距离为58米。整个码头全部都是十分常见的梁板结构，引桥桩的直径为900毫米，其材料为嵌岩灌注桩。前几年在完成施工之后，由于在进行场地回填的时候控制工作出现了失误，造成后方位置的陆域发生了滑坡，从而导致东泊位以及西泊位中的部分预应力方桩全部沉入海中[1]。
2相关要素
2.1自然条件
2.1.1潮流
本次案例位置的潮流性质属于半日潮型。根据相关资料统计可以发现，历史中水位最高可以达到4.44米，而最低水位则为0.03米，最大潮差则为3.37米，平均潮差则为1.83米。
2.1.2水位
根据相关资料可知，极端高水位则为3.07米，极端低水位则为-1.98米，设计高水位则为1.88米，设计低水位则为-1.22米。
2.1.3地貌和地质
此次拟建项目的区域属于平原地带，潮间带的宽度相对比较小，通常在35到65米之间，水深则为7到22米，水下的地形整体十分平缓，自然坡度在12度以内。在陆域部分中主要以海岛为主，仅仅只有在靠近岸边位置有比较后的海积层。
在工程区域中，基土通常主要分成7层，主要为杂填土、粉质黏土、砾砂以及风化基岩等[2]。
2.2船型和荷载
本次施工工程设计主要选择的船型为5000t级杂货船以及1万t级空载散货船，具体船型的尺度可以见下表。
船型的主要尺度
3修复设计方案
根据当前施工的具体状况，并且参照原本设计的框架，基于原始荷载的标准，除了需要对横梁结构进行调整之外，仅仅只需要对区域桩进行加固。在确保桩体能够进行加固和修复的基础上，将相关构件合理应用。上部的施工全部都需要遵循图纸的具体要求开展，以此保证设计风格的延续性特点。
根据相关资料的内容可以发现，滑坡区域中岩面最深位置可以达到-55米，最浅的位置可以达到-35米，岩石表面的整体变化相对较大。经过计算以及对比之后，本次施工决定应用嵌岩灌注桩，直径的长度分别为1.3米和1.1米，并将其一段嵌入遭到风化之后的岩面下方，距离大约2.6米。同时还需要对其他并未损坏的位置进行检测，了解其预应力情况。通过调查能够知道，除了少部分桩体存在细小的裂缝之外，其余所有桩基均保持完整，没有任何质量方面的缺陷。
3.1东泊位桩基的布置
在东泊位的桩基中，D1到D5轴之间，每一个轴的前后均有设置2对叉桩，中间的位置则为3根直桩。为了确保其稳定性足够，且具有较强的抗滑能力，从而额外添加了2根灌注桩，直径均为1米。同时在每个叉桩大约40厘米的位置添加1根嵌岩灌注桩，直径同样为1米，在后叉桩位置同样如此。在D7到D17轴之间，所有桩基全部都以1.2米的直桩为主，数量为5根。
3.2西泊位桩基的布置
在西泊位的桩基中，X1到X5轴之间，全部都以1.2米的嵌岩灌注柱为主，数量为4根，而X6到X16的轴之间，每一个轴都设有7根方桩。这其中，前后位置各有3对叉桩，中间位置则为3根直桩。为了确保其稳定性足够，且具有较强的抗滑能力，在每个轴之间额外增加了2根嵌岩灌注柱，直径均为1米，具体深度则为已经风化的岩面下方大约2.6米的位置。
为了能够有效提升码头航向位置的刚度，在东泊位的西侧位置额外增了1座引桥，原本东泊位伸缩缝的具体位置由D8到D9轴逐渐转移到D9到D10轴。这其中，D9轴的桩基位置需要做一定的调整。整个码头的加固主要以断面形式为主。
4沉降量和水平位移分析
相比于常见的预应力方桩，嵌岩灌注桩的沉降能力与之有着比较大的区别，根据原始图纸能够知道，预应力方桩的装进全部都能进入到风化岩层之中。按照具体规范的要求，支撑与岩面上桩位置的反力系数公式为K=L/(EpAp)。这其中，K是桩自身的反力系数，主要是指在轴向力的作用之下，桩顶位置的实际位移，单位则为m/kN。L则是桩身的全长，本次工程将其设计为45米。Ep则是桩体材料本身的弹性模量，单位为kPa。Ap则是桩身的横截面的面积，单位为平方米。经过相关计算之后，可以得出反力系数为3.44X10-7m/kN，而嵌岩灌注桩的反力系数则为1.22X10-6m/kN。两种桩型在同样的荷载之下，竖直方向的整体位移量非常小，基本上已经能够满足施工的具体需求。本次工程的预应力方桩施工在前几年便已经结束，经过了大约2a的时间之后，整体沉降已经基本区域稳定。因此，在原本设计荷载的作用之下，其具体沉降量基本上能够完全忽略。
本次工程的主要目的便是对排架结构在极限状态时整体稳定效果展开分析。根据相关分析系统展开计算，在船型以及荷载作用能够满足的情况下，排架位置的最大位移则为5.69毫米，因此其整体稳定性已经基本满足实际使用的根本需求[3]。
5桩基的施工控制
在本次施工的过程中，嵌岩桩的施工工艺主要依靠GPS-10型号的钻机，功率为38kW，让其与冲击锤共同作用。当钻机钻到遭受风化的岩面之后，再使用冲击锤在其表明施加冲击力。由于嵌岩桩的施工通常在滑坡区域之中，因此整个工程的地质情况已经发生了比较大的改变，覆盖层之中有着比较多的孤石。所以，在实际施工的时候，将孤石和基岩进行区分是工程的重点，以此对其深度展开全面控制。一般情况下，通常主要从三个方面入手，下面分别展开分析。
其一，施工人员需要认真研究具体勘察资料，分析场地工程的地质环境，以此判断其条件是否能够形成孤石。
其二，操作人员需要认真复杂，掌握孔内具体钻入的实际情况，根据钻入的时候钻杆本身造成的跳动以及声响，从而对孤石和基岩进行区分。
其三，对于嵌岩桩入岩的标准予以确定，利用取样和勘察的方式展开对比的工作。
6结束语
综上所述，经过施工之后，该码头已经正常投入到运行之中，且效果极佳，没有任何沉降以及位移的情况发生，由此能够说明本次采用的方案是正确的。不但能够节省资金投入，而且也为后期的施工取得了宝贵的经验。
参考文献
[1]郭金兴.嵌岩灌注桩在码头加固修复工程中的应用[J].中国水运(下半月),2015,14(12):289-290.
[2]夏平华.嵌岩灌注桩在码头加固修复工程中的应用研究[J].山西建筑,2016,35(30):116-117.
[3]林庆昌.大口径冲孔嵌岩灌注桩在码头基础工程中的应用[J].中国港湾建设,2017(2):1-7.