中国水产科学研究院渔业工程研究所 北京 100141
摘要：桩基不仅是港口工程建设施工顺利进行的基础，还是承载外部荷载最重要的承载构件。港口工程建设施工过程中，使用桩基不仅能使水下施工工程量得以有效减少，有效消减码头前作业波高，保证船舶停靠和作业安全，还能够增加码头结构的承载能力，有效防止其出现变形的情况。作为港口工程建设的重要基础，还需对其设计进行优化，提高设计的科学性、合理性和实用性，在降低工程成本的同时，使工程施工质量得到较大提升，对港口工程的持续良好发展起到有利促进的作用。
关键词：港口工程；桩基设计；施工特点
引言：
在当前的港口工程施工过程中，桩的受力情况比较复杂，桩身自重及承台上部的荷载和船舶荷载都会对桩基础产生一定影响。此外波浪力、水流作用及地震荷载也会对桩基础的稳定性产生影响。因此，确保桩基础的施工质量是保证港口工程整体质量的关键。
1港口工程桩基设计要点
在桩基设计过程中，需注意从以下设计要点出发，确保能科学设计桩基础。首先，需重点考虑桩基础本身的性能参数，保证性能参数的准确性以及科学性是提高桩基础整体设计水平的关键。在桩基础性能参数设计过程中，主要是对桩基的变形系数、桩身挠曲长度以及桩顶的高度进行计算等。其次，需对施工现场的水文地质条件进行全面准确勘测。桩基设计的准确性以及科学性与施工现场的具体情况密切相关。不管是采用钻孔灌注桩，还是预制桩、钢筋管桩，在设计过程中都要对港口码头的地质结构、水文状况及土壤构成等进行充分考虑，要以港口工程的地质勘察报告为基础。在桩基设计过程中，重点考虑其安全性及施工进度。最后，在相邻桩基设计过程中，如果两个桩基的地质条件存在较大差异，需要以具体的地质条件为基础进行区别化设计。施工过程中，严格按照设计值进行施工，并根据现场情况机动调整，以保证桩基整体的施工质量。
2桩基的施工要求
（1）施工企业在进行港口工程桩基施工前，必须严格按照平整场地、垫层施工、上部桩孔土方开挖、桩孔垂直度检验、提升机械安装、下部桩孔土方开挖、孔径检验、钢筋笼吊装、混凝土浇筑的施工工序进行施工。（2）在工程施工准备就绪后，施工企业必须会同设计人员，共同进行施工图纸的审核，同时做好施工技术的交底工作，确保后续施工的有序进行。（3）施工图纸审核完成后，必须根据要求进行桩基施工测量放线的工作，在测量放线施工开始前，做好施工场地的清理与平整工作，然后再按照施工图纸的要求，确定各个桩基的准确位置。（4）待上述操作工序完成后，采取人工钻孔的方式定位各个桩基，根据施工要求，进行桩孔的开挖施工，并在桩孔深度达到1.5m后，校对桩孔的直径、位置等。（5）施工人员必须严格按照港口工程建设的要求，合理存放制作完成准备待用的钢筋笼。在钢筋笼使用之前，一定要做好清洁处理，将钢筋笼表面的杂质去除，避免钢筋笼表面出现杂质或者是结晶物质，影响到桩基的承载力，确保港口工程桩基施工的安全顺利完成。
3港口工程桩基主要施工技术
3.1钻孔灌注桩
在开展钻孔灌注桩施工作业时，所需的施工设备相对简单，并且不需在预制厂完成生产作业，仅是利用打桩船和其他辅助船舶即可完成施工作业。施工过程中的冲击作用并不会对岸坡的稳定性产生较大影响。钻孔灌注桩的主要施工程序是首先进行钻孔作业，并且利用水泥护壁保证钻孔作业质量。然后进行钢筋笼下放作业，同时进行二次清土和水下混凝土浇筑作业。需注意的是在钢筋笼下放过程中要保证钢筋笼的长度与桩尖之间存在一定距离。一般下放到地面以下1/3的入土深度就可进行水下混凝土浇筑作业。
3.2钢管桩
钢管桩与混凝土桩相比成本比较高，并且用钢量比较大，但是其强度比较强，具有较强的抗水平荷载能力及抗弯能力，能在极大程度上减少船舶的撞击力。钢管桩的施工工艺相对简单方便，可保证施工效率，缩短工期。一般情况下，钢管桩会应用在外海大型港口的码头施工中。这一类型的码头在施工过程中受洋流、潮汐、冰凌及波浪的影响比较大，利用钢管桩进行施工可保证施工效率与施工安全。钢管桩使用的材料为A3钢或其他合金钢卷焊成型。对钢管桩直径进行控制时，需根据工程的具体情况，最大桩长在60m以上，可作为嵌岩桩应用，钢管桩需在预制厂进行制作，制作成单节管桩后，运送到施工现场进行拼装焊接，为了保证两单节桩接头处的稳定性及牢固性，可在接头处加上衬套。在钢管桩施工作业中，需对其进行绑扎，在打桩前将桩帽放置在钢管桩桩头，还要将减震垫安装在桩帽上。打桩过程中，采用缓慢间断试打，直到打入地层一定深度后再进行连续击打的方式进行施工，这样防止出现贯入量较大而引起空档的情况。为确保钢管桩沉放位置的准确性，需使用经纬仪对桩的垂直度进行校正。
3.3 PHC桩
目前，我国在港口工程建设施工过程中，从国外引进的主要是一种新型的混凝土强度等级为C80的高强混凝土管桩，即PHC桩。PHC管桩的沉桩施工顺序一般宜采用先长桩后短桩，先大径后小径的原则，自中间分两边对称前进，或自中间向四周进行。测放的桩位经测量监理复测无误后方可进行沉桩，并且每天施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。插桩过程中，首先用吊车取桩，将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；插入时的垂直度偏差不得超过0.5%，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。经过长期的实践应用发现，这种高强度预应力混凝土桩，由于同时由两次高压蒸汽与常压养护，因此其在短时间内就可以达到养护28d龄期的工程施工强度要求。正是PHC桩自身具有刚度高、耐久性好、造价适中等各方面的优点，被广泛地应用于我国的港口工程建设中。
3.4预应力钢筋混凝土桩
预应力混凝土桩由工厂进行预制生产，主要包括先张法及后张法。先张法预应力钢筋混凝土桩桩身质量相对稳定，承载力较强，使用寿命长，适合的地质环境为基岩埋藏有一定深度、强风化岩层以及风化土层中。后张法预应力混凝土桩直径比钢管桩大，耐久性能优良。在应用后张法预应力钢筋混凝土桩时，以拼装方式为主。在施工中，需连接标准长度为4m的预制管桩，预制钢筋混凝土桩移动到施工现场后，要严格按照设计图纸施工，用可调性接桩小车完成接桩作业。为确保接缝强度，在管节端面处理时要进行磨平，并且在边缘处要做1cm倒角。在对预制管节进行连接时，需使用环氧树脂粘结剂。为保证连接效果，可在预制管节端面涂抹偶联剂。在沉桩作业中可利用外力将预应力混凝土桩沉入地基中，一般常用的方法为锤击成桩法，在施工中需要应用的机械设备为打桩机、打桩架及其他设备。在高桩码头预应力混凝土桩施工中，打桩船必须完成水上作业。在港口岸边水深较小的情况下，打桩船不能靠近岸边，但距离岸边的距离相对较短，可利用吊龙口进行作业。选择的桩锤需克服沉桩阻力，且沉桩速度及沉桩质量必须符合施工要求，才能保证桩身的完整性，同时提高沉桩效率。
结束语
随着我国土木工程行业的快速发展，桩基础在各个领域中的应用也更加广泛。在港口工程中对桩基进行有效应用能充分发挥各类桩基的优势，保证上部结构物的安全性，因此对各种桩基的特点进行准确掌握，可以有效提高桩基应用的经济性及合理性。
参考文献
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