驳岸木桩是码头建设中常用的一种基础支撑结构,其承载要求直接关系到码头结构的安全稳定和使用寿命。其承载要求主要体现在以下几个方面:
1. 垂直承载力:
* 主要荷载: 驳岸木桩需要承受码头结构(如面板、梁、轨道等)的自重、堆存货物的荷载、装卸机械(如门机、吊车)的重量及其作业时的动荷载。
* 设计要求: 桩的垂直承载力必须足够大,能够将这些荷载安全有效地传递到持力层(如坚硬的土层、砂层或岩层)。设计时需根据地质勘察报告确定桩端阻力和桩侧摩阻力,计算单桩承载力,并考虑群桩效应。安全系数必须满足规范要求,确保在各种荷载组合下不发生沉降超标或失稳。
2. 水平承载力:
* 主要荷载: 驳岸结构主要承受来自船舶靠泊时的撞击力、船舶系缆时的系缆拉力、堆货产生的侧向土压力、地下水压力以及可能的荷载等水平力。
* 设计要求: 木桩需要具备足够的抗弯、抗剪能力来抵抗这些水平推力。桩的入土深度、桩径、间距以及桩顶的连接方式(如帽梁)都直接影响其水平抗力和整体稳定性。设计时需进行抗倾覆、抗滑移验算。通常需设置靠船构件(如橡胶护舷)来吸收船舶撞击能量,减轻对桩的直接冲击。
3. 抗倾覆力矩:
* 主要作用力: 作用在码头墙背的主动土压力、剩余水压力等会产生使结构向水域方向倾覆的力矩。
* 设计要求: 驳岸木桩基础(尤其是前桩)必须提供足够的抗拔或抗倾覆阻力。这通常通过增加桩的入土深度、采用斜桩(提供水平分力)或设置后拉桩(锚碇桩)来实现,形成稳定的力矩平衡体系。
4. 材料性能与耐久性要求:
* 木材选择: 应选用强度高、耐久性好、纹理直且耐腐朽的木材,如经过防腐处理的松木、橡木等。木材的天然缺陷(如节疤、裂纹)需严格控制。
* 防腐处理: 鉴于码头环境潮湿,木桩长期处于干湿交替、海水或淡水浸泡状态,极易发生生物腐蚀(蛀虫、真菌)。因此,木桩必须进行深度加压防腐处理(如CCA、ACQ等),显著提高其使用寿命和承载力的长期可靠性。
* 桩径与长度: 根据计算荷载和地质条件,确定足够的桩径(提供截面惯性矩抵抗弯矩)和长度(确保进入稳定持力层并满足嵌固深度要求)。
5. 施工工艺要求:
* 打桩精度: 桩位、桩顶标高、垂直度或斜度必须严格控制,以保证设计受力状态和整体结构性能。
* 桩尖处理: 根据土质情况,可能需要设置桩靴以利贯入或防止桩端受损。
* 连接构造: 桩顶与帽梁的连接必须牢固可靠,能有效传递剪力和弯矩。
综上所述,驳岸木桩的承载要求是一个综合性的问题,涉及垂直力、水平力、倾覆力矩的抵抗能力,以及对材料性能、防腐处理和施工质量的严格要求。设计必须基于详细的地质资料、准确的荷载计算和规范的承载力验算,并选用合格的材料和严格的施工工艺,才能确保码头驳岸结构的安全、稳定和耐久。 其设计需遵循相关的港口工程技术规范。
