沿海碼頭是自然環境中由於人對水所產生的活動而形成的，最初的形成是為了給船舶提供停靠的泊岸、為乘客提供上下船隻的岸口、為貨物提供裝卸和儲存集散的岸區的。
伴隨著需求的增多功能越來越完善，不僅僅是簡單的運輸裝卸和臨時倉儲，而開始設有倉庫，作坊、堆場、船塢、裝卸設施及一些輔助構築物。
基本介紹
- 中文名：沿海碼頭
- 外文名：coastic wharf
- 領域：建築學
- 研究方向：碼頭建築防腐蝕
- 作用：交通樞紐、水路運輸
- 分類：貨運碼頭、客運碼
簡介,結構特點,建築的腐蝕原因,凍融循環,混凝土腐蝕,硫酸鹽腐蝕,鹼骨料反應,鋼材鏽蝕,防腐措施,設計,選材,施工,維護,
簡介
沿海碼頭是一個巨觀概念，一般包括貨運碼頭、客運碼頭等多個碼頭，一般一個城市擁有一個港口管理部口，負責管理城市內的所有碼頭。現代漢語詞典對碼頭一詞的解釋為：在海洋沿岸及港灣內，供停船時裝卸貨物和旅客上下的建築，包括了同它配套的倉棧、堆場、等候庁、調運設施及鐵路、公路等。
隨著經濟發展對於物資的大量需求，水上運輸業逐漸發達，作為水陸交界處貨物交通的樞紐，碼頭做出了不小的貢獻也為水路運輸的壯大提供了悠長的岸線，在不斷地豐富自身的功能，擴大其領域範圍。在經濟全球化的趨勢之下，沿海碼頭作為聯繫全球經濟的地位逐漸凸顯，承擔起越來越多的貨物吞吐和人員交流。
結構特點
隨著改革開放幾十年國家經濟的快速發展，我國水運工程在設計和方法等方面的不斷完善，高樁碼頭的設計已日趨成熟，高樁碼頭在我國的港口工程中的套用日趨廣泛。從結構上講，高樁碼頭一般由樁基、上部結構和接岸結構三大部分組成，其中樁基一般有鋼管樁、大管樁、灌注樁、非預應力或預應力混凝土方樁或者是嵌岩樁。在水工建築物中比較常見的是直樁和叉樁混合的結構。
高樁碼頭結構較輕，適用於軟弱地基，具有碼頭位移沉降比較小、使用效果比較好、造價比較經濟等方面的優點，通常適宜做成透空結構。特別是對使用要求高的貨櫃碼頭，外海開敞的某些地質適宜的碼頭，垂直荷載較小、作業面積較小的油氣化工碼頭，樁基的套用的優點體現得更加突出。在很多條件下，採用高樁結構方案是受力合理、經濟最優的，這也是高樁碼頭得以廣泛套用的原因。高樁碼頭結構比較簡單，對荷載作用比較敏感，結構耐久性相比於重力式碼頭較差，因此，對於高樁碼頭，加強耐久性和使用期的維護要求越來越高。由於碼頭結構的構件多，施工工序多，施工機械多、環境條件要求高，受地質、自然條件影響大，工期較長。邊坡穩定性、碼頭後方回填沉降等問題，如果處理不當，很容易造成樁基碼頭產生位移甚至損壞。這些都是高樁碼頭比較明顯的缺點。
建築的腐蝕原因
沿海碼頭建築物長期處於複雜的海洋環境中，包括：波浪、水流和泥沙對建築物的機械作用；海水中化學元素對建築物的化學作用；水分蒸發後，空隙內鹽結晶體及冰結晶體對建築物孔壁的壓力。上述三種作用都會對碼頭結構材料產生腐蝕，加速材料的破壞，降低建築物耐久性。受天氣等自然條件影響，沿海碼頭施工環境惡劣，結構材料破壞之後的修補工作往往比較複雜，要投入很多的人力、物力和財力。因此，對提高沿海碼頭建築物耐久性方法的研究具有非常重要的意義。影響沿海碼頭建築物耐久性的主要因素如下：
沿海碼頭建築物常用的結構形式有重力式、板樁式和高樁式，組成材料主要有混凝土（方塊、胸牆）、鋼筋混凝土（沉箱、橫樑和縱梁）和鋼材（鋼筋、鋼板樁和鋼管樁）等，影響其耐久性的主要因素包括凍融循環、混凝土腐蝕、混凝土碳化、鹼骨料反應和鋼材鏽蝕等。
凍融循環
在我國北方寒冷地區的碼頭，凍融循環是水位變動區混凝土破壞的主要原因。由於混凝土內部孔隙中的水在負溫時結冰，體積膨脹造成靜水壓力，而冰水蒸氣壓的差別推動未凍水向凍結區的遷移造成滲透壓力。當這兩種壓力所產生的內應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土會產生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴展。
混凝土腐蝕
在沿海碼頭，混凝土建築物由於長期與海水接觸，常遭受硫酸鹽腐蝕和鎂鹽腐蝕。
硫酸鹽腐蝕
海水中的硫酸鹽與混凝土中的 Ca(OH)2反應生成 CaSO4，CaSO4與混凝土中的固態水化鋁酸鈣反應，生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），其含有大量結晶水，比原有體積增大 1.5 倍以上，會脹裂混凝土。
鹼骨料反應
若配製混凝土的粗骨料中含有活性礦物材料，混凝土所用的水泥中含有過量的鹼，並且 長 期 處 於 潮 濕 環 境 時 就 會 發 生 鹼 骨 料 反應，引起混凝土的明顯膨脹，進而導致混凝土開裂。
鋼材鏽蝕
在沿海碼頭，鋼材鏽蝕主要發生在鋼結構構件和鋼筋混凝土中的鋼筋。鋼材鏽蝕不僅使截面減小，性能降低甚至報廢，而且由於產生鏽坑，會造成應力集中，加速結構的破壞。根據鏽蝕作用機理，鋼材鏽蝕可分為化學鏽蝕和電化學鏽蝕。對於鋼筋混凝土，鋼筋鏽蝕是其破壞的主要原因。
防腐措施
提高沿海碼頭建築物耐久性的方法，應以預防為主，修補為輔，從設計、選材、施工和維護等 4個方面著手。
設計
在設計階段，合理的設計混凝土配合比和確定鋼筋保護層厚度都是影響結構耐久性的關鍵環節。提高混凝土密實度，以減少滲入混凝土的水、空氣以及各種腐蝕性物質，可有效抑制混凝土凍融循環破壞、鋼筋鏽蝕、混凝土腐蝕和碳化及鹼骨料反應，提高結構的耐久性。
選材
合理選擇水泥品種。選用摻加活性混合材料的水泥，可提高混凝土抗侵蝕性，如礦渣矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥及複合矽酸鹽水泥等。選用較好的粗細骨料。改善粗細骨料的顆粒級配，在允許的最大粒徑範圍內，儘量選用較大粒徑的粗骨料，可減小骨料的空隙率和表面積，有助於提高混凝土的耐久性。選用非活性骨料或嚴格控制骨料中的含鹼量，可抑制鹼骨料反應。
施工
嚴格控制施工質量對提高混凝土耐久性具有重要意義。在混凝土施工過程中，應保證攪拌均勻、澆築和振搗密實，採用合理的養護方法，確保充足的養護時間，不僅要防止在施工過程中混凝土表面出現裂縫，更要保證混凝土成型之後的密實度，以提高其耐久性。同時，根據施工過程的質量動態分析，及時採取相應的措施和對策。
維護
沿海碼頭建築物在長期使用過程中，會受到諸多超出設計預期的荷載作用，有可能會造成結構的開裂。裂縫的產生為環境中的水及腐蝕性物質進入混凝土提供通道，大大降低混凝土耐久性。因此，在使用過程中，首先應儘量防止對建築物的不當使用，然後進行定期質量檢測，若發現問題，及時進行修護和加固，以提高碼頭建築物的耐久性。
