高樁碼頭樁基沖刷的加固措施

紀彬 張新華 中交二航局第一工程有限公司

與常規環境不同，高樁碼頭處于海洋環境中，由于空氣、浪濺及水質中含有大量的氯離子等元素，會對周圍的建筑物產生腐蝕作用，出現橫截面損失或者承載力下降等問題。混凝土作為一種多孔材料，外界腐蝕因素極易侵入到其內部，造成鋼筋銹脹等，因此加強對高樁碼頭樁基沖刷加固處理至關重要，不僅能夠增強工程穩定性，且有利于延長工程使用壽命。

1.工程概況

基于文章研究有效性，更好地為碼頭樁基加固工程提供支持，本文選取具體工程項目作為研究對象。某高樁碼頭位于入海口，為千萬噸級卸煤碼頭，由前、后平臺及引橋組成。碼頭上部結構是樁帽、靠船構件、梁系等組成，樁基排架不知7+2根600mm＊600mm的預應力空心方樁組成。該碼頭于1986年竣工使用，經過多年運行使用，受到海洋環境的影響，樁基已經出現一定程度的損傷，亟待修復和加固處理，以此來延長碼頭的使用壽命，確保各項工作穩定運轉，提高工程使用有效性。

2.碼頭樁基現狀及原因分析

在對樁基進行加固處理之前，工程師對碼頭損傷情況進行全面、系統的調查和評估，當前樁基現出現如下幾個問題：

2.1 碼頭整體形變

碼頭平臺面和引橋面上的結構縫存在位移和沉降情況，其中縫寬最大處可達30mm，前后平臺移位近60mm。

2.2 碼頭水深沖淤

通過對碼頭平臺前后等位置的抽檢，進行數據分析發現，碼頭前沿水域存在輕微的淤積，碼頭下面更為明顯。

2.3 樁帽開裂

目前，現有的54個樁帽都存在一定程度的開裂情況，從形變角度來看，樁帽的損傷多集中在梁底位置。

2.4 樁身變位

碼頭平臺出現傾斜現象，傾斜角度約為2.77%～3.65%之間，需要我們給予足夠的重視。

通過對檢測成果的分析和研究可知，產生上述問題的主要原因是混凝土自身碳化、加之鋼筋腐蝕造成的損傷。高樁碼頭常年處于水位變動區，且海水的反復沖刷，其中的鹽分都會逐步滲透到混凝土的裂縫當中。此外，水壓作用下，潮位逐步下降，水分蒸發留下的鹽分會存在于縫隙之中，對混凝土結構產生非常不利的影響。通過對碼頭構件氯離子含量的檢測發現，所有的構件都已經超過標準含量。

碼頭長期運行過程中，前臺水深無法滿足泊位需求，為此，為了確保船只能夠穩定停泊，工作人員會定期通過清淤等方式來確保泊位。這種人工開挖施工的方式，一定會導致碼頭結構體系產生變化，并且產生位移現象。針對下方的高樁來說，淤泥土層的壓力會逐步向下滲透，土層之間的距離差會出現沉降問題，繼而對工程上部結構構成影響。與此同時，樁周土質主要由淤泥、黏土構成，從承載力角度來看，并不具備較強的承載力，導致土體極易出現形變情況，如果形變達到一定限度后，土體側向移位就會對樁基產生推力，如果超過樁基的承受能力，樁基就會趨于形變，最終造成碼頭結構破損。上文提到碼頭處于入海口位置，潮差大，長期水流沖刷樁基，會產生大強度的拉應力，潮汐往復作用后，會造成樁基的形變。綜上來看，碼頭樁基存在破損情況，亟待修復和加固，確保碼頭能夠正常運行，為各項工作順利進行提供支持。

3.高樁碼頭樁基沖刷的加固措施

針對高樁碼頭樁基存在的問題，可以從以下幾個方面進行加固處理。

3.1 削坡處理

將水域高程控制在標準高度，以此來滿足船舶作業要求。當前，碼頭下方存在淤積情況較為嚴重，因此可以采取這種方式，按照設計要求對岸坡土體進行有效處理，確保土體處于穩定狀態，減少甚至消除對樁基的負面影響。

3.2 防腐處理

由于碼頭所處環境較為特殊，為了延長樁基使用壽命，可以對樁基進行防腐處理，按照要求和規范，尤其是處于水位變動、浪濺區的樁基，更要給予足夠的重視。通過這種方式，不僅能夠避免樁基受到腐蝕，還能夠延長樁基的使用壽命。另外，材料是工程不可缺少的一部分，不同的工程對混凝土性能要求也有所差別。通常來說，混凝土時由水泥和水構成，必要情況下還需要適當增加添加劑，以此來滿足施工要求。所以在選擇材料時，也要對材料進行嚴格的控制，通過強化混凝土性能的方式來提高混凝土的堅固性和耐久性，確保混凝土使用更加長久。

3.3 修復處理

由于現有樁基已經出現裂縫現象，針對此，可以堅持具體問題具體處理元祖，對于端部的縱向裂縫，可以先將破損的混凝土鑿除，剔除掉那些不好的部分，然后對表面進行清潔處理，在涂刷好粘結材料，采用NBS聚合物砂漿予以修復處理。針對其中樁基缺陷部分，還可以澆筑不分散混凝土，這樣一來，能夠有效修復樁基結構，逐步替換掉那些存在問題的部分，提高樁基使用有效性。除此之外，日常維護也非常關鍵，需要相關人員給予足夠的重視，定期檢查樁基腐蝕程度，制定具體針對性維護方案，實現對樁基的有效保護。

3.4 加固處理

對于引橋部分，可以采用鋼筋砼灌注樁進行加固處理。由于引橋部分相對重要，因此要格外注意該部分的穩定性。如果同一排架傾斜度超過3%，那么可以充分借助這一樁差作為載體，形成墩臺效果，以此來提高碼頭的整體剛度，增強碼頭承載力，確保船只能夠在碼頭穩定運轉。還可以采用比基樁截面尺寸更大的玻璃纖維套筒作為模板，在二者中間填充灌漿料，這樣形成保護屏障。相比較其他方法來看，玻纖套筒質量小、且方便快捷，修補之后不需要拆除，不會對周圍環境產生不良影響，其中的材料自身性能更佳，對水不敏感，能夠減少氯離子的滲透，有效抑制舊混凝土內的鋼筋出現腐蝕現象。當前，對碼頭樁基的加固處理方法較為有限，還需要進一步深入研究，并引進國外先進的處理方法，提高加固效果。

4.結語

根據上文所述，樁基作為高樁碼頭工程關鍵部分之一，優化樁基設計和施工技術，并加強對其進行加固處理是當前碼頭穩定運行的重中之重。由于高樁碼頭所處環境不盡人意，其使用壽命也勢必會受到影響。因此要加強對樁基加固處理，確保樁基穩定性。當前，根據樁基破損情況，可以采取加固處理、修復處理等多種方式和方法。另外，還需要加強對混凝土等施工材料性能的研究，通過提高樁基耐久性來避免氯離子對樁基產生的負面影響。隨著科學技術的發展，還應加強對加固技術的研究，通過科學技術來提高碼頭使用壽命，從而推動我國海事工程長久發展。