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浅谈高桩码头位移原因与对策

文档作者：钱立兵文档来源：中交二航局第一工程公司		点击数：	更新时间： 2021年06月07日
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浅谈高桩码头位移原因与对策
钱立兵
中交二航局第一工程公司湖北省430014
摘要：高桩码头这一码头结构形式一般是建造于软土地基之
上的。本研究对因为各种原因造成的高桩码头位移状况加以分
析，针对其中的具体问题提出了相应的建议和预防措施，希望可以
为相关的工作者提供一定的借鉴与参考。
关键词：高桩码头；位移；预防措施
前言
作为建造于软土地基之上的高桩码头，受力明确、结构轻是其
最为显著的结构特点。其适合以“透空”形式为主，有效地减弱波
浪。其多建于岸坡边、滩涂等水陆接壤处，也即是所谓的“连片式
结构”，未对船舶吃水要求做出满足，往往有必要挖深码头前沿，为
了衔接于陆域，往往又要填高码头后方，如此工程最终会造成码头
岸坡出现20 余米的高差，最终降低岸坡稳定性，加之其他因素的影
响，导致码头位移时有发生。
一、水平位移下码头损坏原因探究
1.设计原因
(1)桩基布置欠合理。桩会受到来自岸坡土体的水平推力，其
一般使通过前沿斜桩或者是前承台等承受推力，同时土体推力方
向应沿后直方桩横向排架或者后承台连线，如果依据岸坡水平推
力，和其相应的桩连线形成夹角，往往会减弱排桩抗力，根据相应
的计算可以得知在排桩结构抵抗力矩的作用于沿方桩断面对角线
时将会降低约30%——这一状况应尽量避免。
(2)岸坡稳定计算参数选取不慎重。在岸坡设计这一方面的活
动中，因为难以精确确定孔隙水压力影响、土强度指标等诸多因
素，所以有必要对安全系数加以提升，从而免除参数选取不当造成
的消极后果。同时，码头位移、岸坡变形至今难以形成有机定量关
系；且多以土抗剪强度对岸坡稳定加以计算，而岸坡变形却没有确
切的计算公式。
(3)接岸结构型式选择不当。作为陆域堆场和高桩桩台连接者
的接岸结构，可以说是高桩码头最易发生问题的要害之处，故而应
以施工环境、地基应力及沉降、土坡稳定性以及承受土压力等因素
作为接岸结构型式的选择要素。其以渡板简支结构和引桥、码头
间相互连接，从而对不均匀沉降的消极影响降至最低，并对后排桩
和接岸结构间距予以增大，减小后排桩承受的土体侧压力。
(4)软基加固对岸坡的影响。在一定的码头后方陆域、接岸结
构地基范围内，以各种形式开展软基加固，既可对岸坡抗滑稳定性
予以增加，又能对地基承载力予以增加，减少负摩擦（源于地基沉
降）的消极影响，并对后排桩基所受的推力加以减少。
(5)对施工过程中可能出现的荷载考虑不周。有必要验算码头
岸坡整体稳定性，其主要包括岸坡稳定性受到吹填土、抛填块石以
及挖泥等因素的影响，并对打桩震动等因素做出考虑，也应考虑可
能发生的设计低水位、受荷情况组合。但经常会在施工中出现没
有周详考虑最不利荷载，很多设计原则在施工过程中被忽视等情
况，易于造成工程失事[1]。
2.施工原因
(1)岸坡变陡及土质较差。因为表面倾斜，岸坡在诸多因素作
用下，土体都会出现滑动趋势，若土体抵抗滑动能力小于其内滑动
力，滑坡变会出现。究其原因，主要包括坡面上淤下冲刷、挖泥超
深超宽以及坡度设计太陡等，造成土内应力状态变化，以至于土体
抗剪强度极限在很多地方小于剪应力，以至于破坏土体稳定平衡，
造成滑坡。
(2)打桩。之所以出现打桩造成的码头位移，主要源于：①桩的
挤土作用：因为封闭桩尖的桩在入土后因振动挤压力强大且频繁，
造成孔隙水压力较高，降低了土抗剪强度；②打桩振动作用：振源
随入土深度加深而下移，造成10~15m的不利影响范围；③打桩速
度作用：超孔隙水压力在土体中的累积和打桩速度间成正比关系；
④打桩顺序作用：被动土压力约束在靠近斜坡处最小，其在桩侧土
孔隙水压力上升的情况下会出现侧向位移。
(3)抛填对位移的影响。对于一些接岸结构，多会修筑挡土墙
于抛石斜坡堤，从而不可避免地将承台桩基（全部或部分）掩埋于
抛石棱体内，从而一方面出现竖向沉降，另一方面出现朝向港池的
水平位移。其原因多为没有在抛石前检测了解土体力学指标特
性、桩间淤泥层厚度之类，也没有清除较厚的回淤，这对后方抛石
量的上升和抛石体稳定引起变形会产生很大影响。
(4)施工方法不当。位移经常会因施工顺序或方法失当而加
剧。如在抛填接岸结构块石棱体之际没有进行由坡脚向岸的“分
层开展”，而是反向进行抛填导致岸坡失稳，最终必然会造成块石
挤桩偏位。
3.自然现象
虽然在计算岸坡整体稳定情况时多以校核低水位或者低水位
设计，但因为各种天气方面原因和回填土缺乏渗透性，出现了渗透
水压力较大的水头差，在此过程中，很多原本是浮容重的土体会变
成饱和容重，以至于滑坡力矩大增[2]。
4.超载
后方出现超载、堆载不当等情况，往往会造成挡土墙和码头后
沿之间的差异沉降带来的码头使用期位移。如挡土墙倾斜造成的
码头接岸结构连接筋（桩帽与梁）断裂以及梁底悬空等等状况，都
是长期往复运行码头后沿火车重载所致。
二、防止码头岸坡滑动位移的措施和建议
1.勘察阶段
(1)勘察中，有必要调查拟建码头地区各种有关于岸坡稳定的
地质现象，从而了解其有没有对岸坡稳定产生消极影响的因素，并
以之用来作为试验、勘察等活动的指导。
(2)全面调查不利于岸坡稳定的因素，包括老滑坡痕迹、古河道
排水沟以及水边陡倾地层等。
(3)对一定范围内开展以水下测量为代表的勘察和测量，从而
对码头岸坡的冲淤、稳定情况加以全面的分析与评价。
2.设计方面
应注重几个方面来减少地基沉降：在后方回填土堆载多、高度
大且地基较差时，应先行加固地基，并保证码头岸坡坡度在一定范
围内；明确规定回填顺序、间隔时间、回填高度之类；控制斜桩周围
抛填数量，向码头前沿布置叉桩以减少消极影响；将码头基桩打入
相同的持力层或硬土层，以避免不均匀沉降；以渡板简支结构对引
桥、码头、接岸结构间加以连接，减小消极影响。
3.施工阶段
(1)施工前后保证施工设计和设计规定的严格遵守。
(2)严禁“下挖中振上填”做法，将施工程序、施工方法控制在有
利于边坡稳定的范围内。
(3)在缺乏岸坡稳定性时，为减少岸坡稳定受到的打桩振动影
响，应采取低潮不打高潮打、间隔跳打以及削坡减载等方式进行解
决，并且防止两台以上桩架在打桩影响范围中工作，应以“由近及
远”的顺序打桩与码头后方陆上，将孔隙水压力的峰值“疏远”[
3]。
(4)在出现滑坡先兆时，应采取“对症下药”的紧急措施，包括暂
停打桩或抛填、坡脚压载以及削坡之类，并以抢做水下工程、改善
施工顺序、地面排水、将已打桩联成整体之类形式提升抗滑力。
三、结论
建造于软弱地基之处的引桥以及满堂等连片形式的高桩码
头，往往会出现大量堆载、回填前方挖出的土石于后方的状况，再
加上使用、施工以及设计等活动不当，并且接岸结构方式设置不合
理等因素影响，除离岸式或者十分平缓岸坡上修筑的高桩码头外，
差不多每一个高桩码头都会出现水平位移状况（这一状态往往不
可避免）。故而，注重相应层面影响，尽可能减小各种消极因素，可
以对码头的稳定、安全提供保障。
参考文献：
[1]张瑞霞.水上高桩码头桩基安全性评价[J].铁道建筑，2012
(10)：36-39.
施工技术
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