CN101144264A - 装配式重力-透空海工工程结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式重力－透空海工工程结构，包括：桩板联体、带肋挡板、定位梁和下定位梁。定位梁的两端设有与桩板联体顶端的桩宽相适应的开叉挡板，下定位梁的两端设有与桩板联体的桩大小相适应的开孔；所述桩板联体包括桩，和一体形成在桩上半部分之间的板；所述下定位梁垂直工程延伸方向等距布置，在下定位梁两端的开孔处，分别将桩板联体的桩沉入，桩板联体顶端，安装定位梁，定位梁两端的开叉挡板分别卡合桩板联体桩顶端上板的外侧；所述带肋挡板中间开有窗口，相邻定位梁的端部之间两两插装带肋挡板；所述桩板联体单元的下部充填毛石；带肋挡板中间的窗口处，水平放置圆形涵洞管在毛石上；圆形涵洞管上充填有毛石直至与定位梁齐平。

Description

装配式重力-透空海工工程结构

技术领域

本发明涉及海工工程的建造方法，尤其涉及一种装配式重力-透空海工工程结构。

背景技术

目前，传统的沉箱由于预制、运输和安装都比较复杂，因此，造价昂贵。

本申请人于2005年10月19日申请了两项发明专利(专利申请号为200510104315.1和200510104316.6)，其中所公开的桩板联体、带肋挡板和定位梁装配成的沉箱，虽然建造方法简单、结构合理，但是，由于海中地基松软和软硬不一，当桩较短时，侧面容易歪斜，顶面高低不易控制。常规技术建造的人工岛(海堤)的水下基础防填土漏失是松散的倒滤层，易将人工岛(海堤)下部填土冲刷流失。重力式进海路、码头和防波堤由于是不透水的，易产生淤积，破坏海底自然环境。理论研究和实践经验表明，波浪的能量集中在水体表面，而重力式防波堤，在材料的使用上与波能分布规律完全不相适应，这种结构很不经济也很不合理，但透空式防波堤目前在理论研究和实践经验方面均不太成熟，工程上很少采用，多作为工程维修或临时性防护措施来考虑。

发明内容

本发明的目的是：提供一种装配式重力-透空海工工程结构，以简单、设计合理的装配式无底开口沉箱的建造方法，建造进海路、防波堤、重力式码头、人工岛或海堤等。

为实现本发明的上述目的，本发明所提供的技术方案是在水下装配建造成无底开口沉箱，箱内充填毛石或碎石，且将沉箱的带肋挡板中间开窗留空，在沉箱内充填毛石至带肋挡板中间开窗留空处后，在沉箱延伸方向的两定位梁之间，毛石之上，水平放置圆形涵洞管，并与开窗留空处对齐，其上再充填毛石至水面之上与定位梁齐平，然后进行浇筑路墙，两路墙之间加高毛石、封顶，即成重力-透空式进海路；封顶时浇筑固结消浪工字体，即成为重力-透空式防波堤；将路墙浇筑成胸墙即成重力-透空式码头。

本发明的装配式重力-透空海工工程结构由若干桩板联体单元构成无底开口沉箱，如图1～3所示，该桩板联体单元包括：桩板联体1、带肋挡板2、定位梁3和下定位梁4等预制构件。桩板联体1包括桩，和一体形成在桩的上半部分之间的板；定位梁3的两端设有与两根相对安装的桩板联体1的桩顶端的板距离(桩宽)相适应的开叉挡板，下定位梁4的两端设有与桩板联体1桩大小相适应的开孔；所述桩板联体1、定位梁3和下定位梁4沿工程延伸方向等距布置；定位梁3两端的开叉挡板分别卡合两侧的桩板联体1的板顶端的外侧，锁定桩板联体单元的上宽；下定位梁4两端的开孔分别套置在该两根桩板联体1的桩上，锁定桩板联体单元的下宽，下定位梁4在海底泥面上，垂直工程延伸方向等距布置，在下定位梁在下定位梁两端的开孔处，分别将桩板联体的桩沉入，桩板联体顶端，安装定位梁，定位梁两端的开叉挡板分别卡合桩板联体桩顶端上板的外侧；所述带肋挡板2中间开有窗口14，相邻定位梁3的端部之间两两插装带肋挡板2，形成桩板联体单元的侧面；所述桩板联体单元的下部充填毛石5；带肋挡板中间的窗口处，平行于相邻两定位梁之间，水平放置圆形涵洞管12在毛石上，该圆形涵洞管12设置并通过窗口14与外部连通；桩板联体单元的上部，圆形涵洞管12上充填有毛石5直至与定位梁3齐平，如图4所示。在水下装配建造成与海水连通的无底开口沉箱作为水中建筑物基础。

如图6、8所示，将无底开口沉箱作为水中建筑物基础，在两边浇筑路墙9，所述两路墙9之间垫填加高毛石6，加高毛石6上封顶，进行加高封顶后，建成进海路、防波堤。所述防波堤上还可以浇筑固结有消浪工字体8。

如图7所示，将无底开口沉箱作为水中建筑物基础，在两边浇筑有胸墙10，所述两胸墙之间垫填加高毛石6，加高毛石6上封顶后形成码头。

作为本发明的一种改进，如图5所示，所述桩板联体单元的内部由近海的外部向内依次分别填充毛石5、二片石19和4～80毫米的碎石20，形成倒滤层。在水下修建有倒滤层的箱型路基平台基础至水面之上，然后进行填充加高封顶，即建成重力式码头、人工岛或海堤。

作为本发明的再一种改进，如图9所示，在桩板联体单元的上端封顶后形成路基平台；所述路基平台36的迎浪面抛有护坡毛石7，所述护坡毛石7上还可以压放有人工消浪块体；所述路基平台36上应设置有消浪部件8；所述路基平台36内侧还建筑有高于路基平台36的下部墙体37，该下部墙体37上固结有挡浪板39和/或加强垛38；所述下部墙体37和路基平台36内侧铺设无纺布21后垫填填充物42；该填充物42上方还建筑海堤车道16和上部墙体40，所述上部墙体40的两侧建造加强垛38，上部墙体40内侧再次垫填填充物43直到岛面设计高程后硬化封顶形成人工岛。

本发明的这种方案较为简单，而且，所建成的进海路、码头和防波堤，具有施工方便、结构合理、稳定性高、透水性较好、消浪效果好、不破坏海底自然环境和近似免维修的特点。

具体设计时，定位梁的长度与两排箱板中对应桩板联体板体外表面间的距离相适应，定位梁主梁的两端有与桩板联体的桩大小相适应的开叉挡板，锁定沉箱上宽；下定位梁的主梁的长度与两排箱板中对应桩板联体的桩外表面间的距离相适应，两端有与桩板联体的桩大小相适应的开孔，锁定沉箱下宽。沉箱的带肋挡板中间开窗留空的大小，正好与圆形涵洞管的口径大小适应。圆形涵洞管水平放置在毛石之上，相当于原来毛石的位置，不但节省石料，而且保证了路堤原有的稳定性。圆形涵洞管垂直进海路、码头或防波堤方向，是空心透水的，使路堤两边的海水能自由流动。带肋挡板中间开窗留空，而不改变带肋挡板的结构和形状。

附图说明

图1为本发明的桩板联体单元的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本发明开有窗口的带肋挡板的结构示意图；

图5为本发明的桩板联体单元内的有倒滤层的结构示意图；

图6为本发明实施例1进海路的结构示意图；

图7为本发明实施例2码头的结构示意图；

图8为本发明实施例3防波堤的结构示意图；

图9为本发明实施例4人工岛的结构示意图。

附图标识

1、桩板联体       2、带肋挡板       3、 定位梁

4、下定位梁       5、毛石           6、 加高毛石

7、 护坡毛         8、消浪工字体    9、 路墙

10、胸墙          11、海底          12、圆形涵洞管

13、开窗带肋挡板  14、窗口          15、梯形护轮槛

16、车道          17、标志杆        18、码头

19、二片石        20、4～80毫米碎石 21、无纺布

22、填充物

36、路基平台      37、下部墙体      38、加强垛

39、挡浪板        40、挡浪墙        41、三七灰土

42、第一次填土    43、第二次填土

具体实施方式

实施例1：

如图6所示，利用桩板联体1、开窗带肋挡板13、定位梁3和下定位梁4，构建水下无底开口沉箱，定位梁的长度与两排箱板中对应桩板联体板体外表面间的距离相适应，定位梁主梁的两端有与桩板联体的桩大小相适应的开叉挡板，锁定沉箱上宽；下定位梁的主梁的长度与两排箱板中对应桩板联体的桩外表面间的距离相适应，两端有与桩板联体的桩大小相适应的开孔，锁定沉箱下宽。在沉箱中添加充填毛石5，夯实至带肋挡板中间开窗留空处14后，在沉箱延伸方向的两定位梁之间，毛石之上水平放置圆形涵洞管12，并与开窗留空处14对齐，使圆形涵洞管12垂直路堤方向是透水的。在圆形涵洞管12上继续充填毛石5至水面之上与定位梁3齐平，路基建成。然后对路堤两边进行浇筑路墙9到设计高程，并在路墙9上方制出直角梯形护轮槛15，其呈直角的外边与路墙9成一个平面，其内侧面下部为一斜面，直角梯形护轮槛15上制有钢筋混凝土标志杆17。两路墙9之间垫填加高毛石6，最后堤顶封顶。路堤顶部为进海路车道16，路堤两边海水能自由流动，淤泥不易淤积海底，不破坏海底自然环境，重力-透空式进海路建成。

实施例2：

如图7所示，利用桩板联体1、开窗带肋挡板13、定位梁3和下定位梁4，构建水下无底开口沉箱，定位梁的长度与两排箱板中对应桩板联体板体外表面间的距离相适应，定位梁主梁的两端有与桩板联体的桩大小相适应的开叉挡板，锁定沉箱上宽；下定位梁的主梁的长度与两排箱板中对应桩板联体的桩外表面间的距离相适应，两端有与桩板联体的桩大小相适应的开孔，锁定沉箱下宽。在沉箱中添加充填毛石5，夯实至带肋挡板中间窗口14后，在沉箱延伸方向的两定位梁之间，毛石之上水平放置圆形涵洞管12，并与窗口14对齐，使圆形涵洞管12垂直路堤方向是透水的。在圆形涵洞管12上继续充填毛石5至水面之上与定位梁3齐平，凸堤的堤基建成。然后对凸堤两边进行浇筑胸墙10到设计高程，并在胸墙10上方制出直角梯形护轮槛15。两胸墙10之间垫填加高毛石6，最后堤顶封顶。凸堤顶部为码头18，两边停靠船只，码头凸堤两边海水能自由流动，港池淤泥不易淤积海底，不破坏海底自然环境，重力-透空式码头建成。

实施例3：

如图8所示，利用桩板联体1、开窗带肋挡板13、定位梁3和下定位梁4，构建水下无底开口沉箱，并在沉箱中添加充填毛石5，夯实至带肋挡板中间开窗留空14后，在沉箱延伸方向的两定位梁之间，毛石之上水平放置圆形涵洞管12，并与开窗留空处14对齐，使圆形涵洞管12垂直路堤方向是透水的。在圆形涵洞管12上继续充填毛石5至水面之上与定位梁3齐平，路基建成。然后对路堤两边进行浇筑路墙9到设计高程。两路墙9之间垫填加高毛石6。最后堤顶封顶，浇筑固结消浪工字体8。堤身上部和消浪工字体8一起消浪，中部海水流过圆形涵洞管12，进一步消耗波能。由于防波堤两边的海水能自由流动，淤泥不易淤积海底，不破坏海底自然环境，重力-透空式防波堤建成。

实施例4：

如图9所示，本发明的施工步骤如下：

a、沿水中建筑物的形状，利用在陆上预制好的桩板联体1、带肋挡板2、定位梁3和下定位梁4，装配构建水下无底开口沉箱，并在沉箱的内、中、外处分别充填一定厚度的4-80毫米碎石20、二片石19和毛石5，在水下建造有倒滤层的箱型路基基础至水面之上；

b、迎浪面抛毛石护坡，护坡毛石7之上可压放人工消浪块体，形成第一道台阶；

c、在路基平台内侧建筑高于路基的下部墙体37，下部墙体37上可固结有挡浪板39或加强垛38；

d、在下部墙体和路基平台内侧背后铺设无纺布21，在围堰内第一次垫填填充物42；

e、沉降基本稳定后，路基平台36现浇封顶，为保证消浪效果，路基平台上应设置有消浪部件，如消浪工字体8，形成第二道台阶；

f、在填充物上方建筑海堤车道16和上部墙体，构成消浪平台和挡浪墙40，车道16外侧的墙体37上方制出直角梯形护轮槛15，挡浪墙40两侧建造加强垛38，形成第三道台阶；

g、在挡浪墙40内侧第二次垫填填充物43到岛面设计高程；

h、岛面硬化封顶，人工岛建成。

Claims (8)

1.一种装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：该结构由若干桩板联体单元构成，该桩板联体单元包括：桩板联体(1)、带肋挡板(2)、定位梁(3)和下定位梁(4)，定位梁(3)的两端设有与桩板联体(1)顶端的的桩宽相适应的开叉挡板，下定位梁(4)的两端设有与桩板联体(1)的桩大小相适应的开孔；

所述桩板联体(1)包括桩，和一体形成在桩的上半部分之间的板；

所述桩板联体(1)、定位梁(3)和下定位梁(4)沿工程延伸方向等距布置，定位梁(3)两端的开叉挡板分别卡合桩板联体(1)的板顶端的外侧，锁定桩板联体单元的上宽；下定位梁(4)两端的开孔分别套置在该桩板联体(1)的桩上，锁定桩板联体单元的下宽；

所述带肋挡板(2)中间开有窗口(14)，相邻定位梁(3)的端部之间两两插装带肋挡板(2)，形成桩板联体单元的侧面；

所述桩板联体单元的下部充填毛石(5)；带肋挡板的窗口(14)处，水平放置圆形涵洞管(12)在毛石上，该圆形涵洞管(12)设置并通过窗口(14)与外部连通；桩板联体单元的上部，圆形涵洞管(12)上充填有毛石(5)直至与定位梁(3)齐平。

2.根据权利要求1所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：

所述海工工程结构还在两边浇筑有路墙(9)，所述两路墙(9)之间垫填加高毛石(6)，加高毛石(6)上封顶后形成防波堤。

3.根据权利要求2所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：所述防波堤上浇筑固结有消浪工字体(8)。

4.根据权利要求1所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：所述海工工程结构还在两边浇筑有胸墙(10)，所述两胸墙之间垫填加高毛石(6)，加高毛石(6)上封顶后形成码头。

5.根据权利要求1所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：所述桩板联体单元的内部由近海的外部向内依次分别填充毛石(5)、二片石(19)和4～80毫米的碎石(20)，形成倒滤层。

6.根据权利要求5所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：所桩板联体单元的上端封顶后形成路基平台。

7.根据权利要求6所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：

所述路基平台(36)的迎浪面抛有护坡毛石(7)，所述路基平台(36)上设置有消浪部件(8)；

所述路基平台(36)内侧还建筑有高于路基平台(36)的下部墙体(37)，该下部墙体(37)上固结有挡浪板(39)和/或加强垛(38)；

所述下部墙体(37)和路基平台(36)内侧铺设无纺布(21)后垫填填充物(42)；

该填充物(42)上方还建筑海堤车道(16)和上部墙体(40)，所述上部墙体(40)的两侧建造加强垛(38)，上部墙体(40)内侧再次垫填填充物(43)直到岛面设计高程后硬化封顶形成人工岛。

8.根据权利要求7所述的装配式重力-透空海工工程结构，其特征是：所述护坡毛石(7)上还压放有人工消浪块体。

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