重力式码头工程沉降检测与治理

摘要：重力式码头是我国水运工程中的一种主要结构形式，在经营和生产过程中经常受到基础沉降的影响。但由于其施工工序复杂，而且受到很多不确定因素的影响，使得这种情况一直难以解决。本文通过对重力式码头结构检测，并根据检测结果进行分析，开展预防和治理措施。

关键词：重力式码头；结构检测；沉降

中图分类号：TL372文献标识码： A

一、重力式码头的结构特点

重力式码头是指依靠其结构本身及其上面填料的重力保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定的停靠船设施。其具有坚固耐久、抗冻抗冰、承载能力强、对荷载和装载工艺的适应能力强、施工工艺简单以及维修费用少的特点。

重力式码头在施工和生产阶段，都会由于自身的重力特点、荷载布置以及基础承载力不足等原因产生沉降。根据长期以来重力式码头施工期和生产期的结构变形监测可知，码头结构的沉降量往往远大于理论计算值。而设计单位所给出的沉降预留量也往往是根据过往的工程经验。

二、重力式码头基础沉降特征

根据长期以来对重力式码头施工期和生产期的结构变形检查，发现码头结构的沉降变形主要有以下特征：

（1）施工期间的码头沉降量往往大于理论计算值。

（2）由于码头相邻构件尺寸不同、上部荷载分布不均匀以及下部基础承载能力不同，使得相邻构件出现高差，在前沿线出现错牙。

（3）在施工期间和使用过程中，由于后方填土压力或前沿基础受波浪水流作用掏空造成码头墙身结构向海侧滑移或倾斜。

（4）在码头的生产过程中，由于荷载或使用功能发生变化，引起不均匀沉降，造成码头顶面装卸机械和轨道因变形过大不能使用。

（5）重力式码头结构发生沉降后难以完全修复。

三、基础沉降产生原因

（1）地基基础承载能力差，压缩变形大。由于码头工程特别是重力式码头工程自重较大，再叠加码头上部的荷载，就要求码头工程底部的地基具有良好的承载能力。否则就会出现沉降问题。

（2）基槽开挖时基底岩面的平整度和水平程度出现偏差，基底岩面出现前倾情况，导致码头墙体向前倾斜。而且这种倾斜的变化会在工程的施工和生产期持续进行。

（3）码头工程底部基础土质不能完全满足设计要求，特别是当基础为回填或回淤土体时，容易产生软弱的基础土层，造成地基承载力的不足，产生超额的沉降尤其是出现不均匀沉降。

（4）基床抛填的块石不能完全满足设计要求，出现级配不均匀、针片状颗粒含量超标以及局部的孔隙率过大，造成基床抛石的压缩量不均匀，进而造成了不均匀沉降。

（5）基床的施工质量不能满足设计要求。由于基础的抛石基床需要进行分层抛填、夯实和处理，在施工过程中如果出现管理不当，就会造成抛石基床出现夯实不足、夯实面积不足，夯实厚度不足甚至出现漏夯的情况。

（6）墙后回填块石的施工方法不正确，当施工过程中从后方向前依次回填，导致回填块石在具有冲量的情况下被推向前方墙身，特别是当回填块石中的含泥量大于设计要求，造成回填块石的内部摩擦角减小，增加了墙后土压力。引起了墙身的倾斜甚至是滑移。

（7）墙后抛填石料以及后方吹填的速度过快，引起了地基上部的荷载的快速增长，容易对码头基础特别是承载力较弱的码头地基造成较大的影响，引起了较大且分布不均匀的沉降。

（8）码头后方的地基处理不能满足设计要求，例如地基强夯和打设桩基等施工方案安排不合理，施工质量不过关，就容易造成码头的局部位移和局部沉降。

（9）施工期间和生产期间没有对码头结构及其周围进行沉降和变形，没有连续的数据对码头结构的施工和管理提供技术支持，使得码头结构刚出现沉降和位移的情况下无法察觉，进而产生了较为严重的沉降变形。

四、重力式码头工程的沉降危害

重力式码头的过大沉降以及不均匀沉降会严重影响结构的正常使用。一方面会影响码头结构本身的安全性、使用性和耐久性，另一方面也会对码头结构上的附属设施的正常使用造成影响。

1、码头结构的沉降危害

重力式码头的构件普遍尺度较大，出现过大沉降或不均匀沉降时，往往会在其混凝土构件内部产生较大应力，引起微裂缝，造成安全性的隐患。而随着沉降变形的不断扩展，会逐步引起码头前沿位置的偏差、混凝土构件分隔缝的变形以及码头前趾变位等情况。上述变形所引起的“高差”和“错牙”影响了码头整体的使用功能和观感质量。这种情况的持续发展会危及码头结构的安全性能。

2、码头上部附属设施的危害

除了码头结构本身的影响，过大沉降和不均匀沉降还会对码头上部的附属设施造成影响。在长期的检测过程中发现，码头上部的库房、轨道和堆场所受影响较为严重。其中库房会因为沉降产生变形或裂缝，轨道则会产生高差和变形，而堆场则因为沉降造成表面面板的破损或堆场表面的高低不平。

五、结构沉降的预防措施

1、严控基槽开挖的质量。

在基槽开挖过程中，监理和检查人员应登上挖泥船对施工全程进行监控，除保证断面尺寸能够满足设计要求外，还应检查开挖土质及其边坡稳定情况，当基底土质与设计不符时应及时向参建各方反映并进行处置。严控基槽超深和超宽值，随时检查基槽回淤情况，及时进行基槽开挖隐蔽工程验收并取土样进行分析。

2、基床抛石和夯实的质量。

当码头基床的厚度较大时，应在施工过程中采取分层抛填和分层夯实，以此保证基床的施工质量。基床的夯实施工应采用满足设计夯击能量的夯锤和锤击高度。另根据规定，每个泊位施工段完成后，应进行复夯验收，并及时办理隐蔽工程的验收手续。

3、严控基床平整度，防止出现基床顶面出现“波浪形”。水下整平时多采用刮杠法，除避免碎石成层外，还注意防止出现“凸起”和“浅点”。

4、确定预留沉降量。

从工程实践中发现实际工程的沉降量往往远大于理论计算值，这一方面与理论计算所需参数的选择不具备代表性，另一方面也是沉降过程中的影响因素过多且多无明显规律。所以设计方在确定预留沉降量时往往依靠以往的工程经验。为提高其准确度，应加大监测点位和频次，为设计单位提供具有广泛代表性的技术参数。

5、合理安排墙后回填施工程序。码头墙后回填应严格控制施工方向、顺序和加荷速率。棱体抛填宜采用水上与陆上相结合的方法，防止回淤沉积物对墙身造成挤压。

6、合理安排码头后方陆域强夯的时间和位置，以减少强夯所产生的冲击波对码头的影响。

7、严控沉箱、方块、卸荷板等预制构件安装误差。

8、应在墙身沉降基本稳定后再进行胸墙浇注，码头面层的浇注应最后进行，以便保证码头顶面高程和前沿线位置能够满足规范和设计的要求。

9、加强施工过程的沉降观测，指导施工。当码头墙身出水后，应立即根据规范要求设置沉降位移观测点，安排专人进行定期观测、并对观测结果进行分析，随时根据观测数据调整上部预留量。观测人员应具有相关的知识储备和能力，也可将此部分内容委托给第三方检测单位进行。工程竣工后仍要继续观测，以便累积变形数据，并分析变形趋势。

六、结构沉降的处理办法

针对已存在的质量问题，应采取相应的措施减少沉降和变形。

1、放慢施工速率，对地基进行处理，使其密实并提高承载能力，常见的方法有预压法、打桩挤实法、排水法等结构措施。但上述针对地基采取的方法会延长工期，提高工程造价且增大施工难度。

2、另一种思路是针对不均匀的沉降不做处理的情况下，采取沉降补偿的方式消除影响时，可以采取对后轨的过大沉降进行补偿的措施。将沉降较大的基础用高强度沥青混凝土进行回填并夯实，以抬高整体标高，知道基础标高平齐。

结语

根据上述内容我们知道，重力式码头具有重量大且施工复杂的水运工程结构，而造成重力式码头沉降的原因也是多种多样，解决起来则费事费力。所以我们认为解决码头沉降应本着“全力预防、积极修补”的方针，以此保证码头结构的安全。

参考文献：

[1]施国根。浅析重力式码头沉降与控制。科技专论

[2]杨卫平，陈平。重力式码头墙身沉降位移不均匀沉降缺陷防治。水运工程。2007.（6）：30~32。

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