高桩码头桩基选型

章春宏

南京港港务工程公司，江苏南京 210011

高桩码头是码头的三大结构型式之一，在我国应用相当广泛。它利用打入地基中的桩将作用在上部结构上的荷载传到地基深处。桩不仅是基础，而且也是结构中不可缺少的重要组成部分。

高桩码头主要适用于软土地基。我国沿海、河口和长江中、下游地区软土地基分布很广，高桩码头几乎是唯一可行的结构型式。桩基的作用是支承上部结构，并将作用在上部结构上的荷载和外力传到地基中，同时也起到稳固地基的作用（岸坡稳定）。桩基在高桩码头设计中起着至关重要的作用，桩基选型直接关系到码头结构的稳定、工程造价的高低。

下面，根据近年来工作的经验，结合具体的工程建设项目，浅谈高桩码头桩基选型的几点体会。

1 桩基选型

高桩码头桩基型式主要根据工程建设地点的地质情况、码头排架承受的水平力（即靠泊船型的撞击力）、作用在码头上部结构上的荷载大小以及工程总投资等因素确定。

1.1 工程概况

某码头桩台处地质土层由上至下依次为：

1）砂质粉土：饱和，稍密，厚度变化大，厚1.4～7.1m，标贯击数为3～12，平均击数6击。

2）细砂：饱和，以中密为主，厚度9.30～14.20m，标贯击数为6～36，平均击数15击。

3）中砂：以中密为主，厚度3.50～8.90m，标贯击数为18～38，平均击数28击；动探击数在7～36击，平均击数16。

4）砾砂：饱和，中密，该层普遍分布，控制深度1.70～3.90m，未揭穿。

桩端持力层选择④砾砂层。

1.2 使用荷载

堆货荷载：10KN/m2

船舶荷载：系缆力300KN，撞击力350KN

装船机荷载：

前支承：垂直力1650KN，水平力150KN（平行轨道），最大轮压250KN。

后支承：垂直力1100KN，水平力120KN（平行轨道），倾覆力矩800KN·M。

流动机械：汽-10级。

1.3 结构型式

码头桩台结构型式为高桩梁板直立式，桩台长83m，宽10m，排架间距7m，分两个结构段，两结构段长度分别为38m、45m，采用悬臂结构设置沉降伸缩缝。每榀排架下设两根直桩，一对叉桩，桩端持力层为④砾砂层，桩顶现浇桩帽。上部结构为预制下横梁、预制装船机轨道梁及前后边梁、现浇上横梁、预制面板、现浇面层（迭合板）。靠船结构为Ф800mm钢靠船桩，钢靠船桩顶部与横梁脱开，通过预埋在横梁端部的钢套筒与横梁衔接。竖向橡胶护舷采用DA型，横向采用D型。

1.4 桩基选型

根据码头桩台处的地质条件，桩端持力层选择⑩砾砂层。桩基须穿透10m多厚的细砂层和6、7m厚的中砂层，细砂层和中砂层的标贯击数都比较大，沉桩比较困难，桩型的选择应充分考虑此因素。根据同类工程的设计经验，钢管桩、预应力钢筋混凝土管桩、水冲桩均是可选桩型。设计确定采用上述3种桩型进行比选。

2 桩基比选

2.1 钢管桩

码头桩台每榀排架下设1根直桩、一对叉桩，前沿直桩采用Φ1000、δ14mm、L35000mm钢管桩，叉桩斜度3.5:1，采用Φ800、δ14mm、L37000mm钢管桩，钢管桩均打入砾砂层。计算最大桩力为3008KN，最大弯距223KN·m，最大横向水平位移3.8mm。

钢管桩是本工程桩基的首选桩型，其沉桩相对而言比较容易一些，但其造价最高，且结合本工程的荷载情况，采用钢管桩垂直承载力富余较大。

2.2 钢筋混凝土管桩

码头桩台每榀排架下设两根直桩、一对叉桩，前沿双直桩采用Φ600×35000mm预应力钢筋混凝土管桩，叉桩斜度3.5:1，采用Φ600×37000mm预应力钢筋混凝土管桩，桩尖打入砾砂层。计算最大桩力为2400KN，最大弯距183KN·m，最大横向水平位移4.5mm。钢筋混凝土管桩沉桩有一定的难度，对施工单位要求较高，须采用D80柴油锤重锤轻打沉桩。但其造价最低，承载力、排架水平位移等各方面也能够满足设计要求。

2.3 水冲桩

排架桩基布置及内力与钢筋混凝土管桩方案基本相同。

水冲桩一般适用于标贯击数较大的砂土地基，其最大的缺点是沉桩偏位比较大，不好控制。尤其是本工程砂层比较厚，沉桩偏位问题更加突出，要求施工单位沉桩完毕必须及时采取夹桩措施。且其造价也比干打桩稍高。

3 综合分析，确定桩基

根据以上分析，综合考虑本工程地质条件、使用荷载、投资等多方面因素，设计确定桩基型式采用预制预应力钢筋混凝土管桩。

4 结论

高桩码头结构设计中，桩基型式的选择是结构设计是否合理的关键。地质条件、施工条件和能力、工程费用等是影响桩基选型的关键因素，当然，使用荷载、施工工期、施工环境也是桩基选型必须考虑的因素。