CN103741706B - 一种深水开敞式组合基础码头及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深水开敞式组合基础码头及其建造方法。基础码头包括承台面板、长桩、短柱、沉箱，所述沉箱放置在预处理的海底基床上，所述长桩上端与承台面板浇筑在一起，下端深入海底软基中；所述短柱下端与沉箱的沉箱顶板固定，上端与承台面板连接。建造方法包括沉箱的制作，海底基床的制作，长桩和短柱的制作以及承台面板的制作。本发明深水开敞式组合基础码头结合了重力式结构与桩基结构各自的优势，可以有效解决重力式基础在深水厚覆盖层下的沉降问题，同时能改善码头的前沿泊稳条件，使码头的承载力更高、抗震性更好、耐久性更佳，具有一定的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于港口、水利工程建筑结构技术领域，具体涉及一种深水开敞式组合基础码头及其建造方法。
背景技术
根据施工和地质条件不同，深水码头的典型基础型式有重力式结构和桩基结构两大类。桩基结构的优点是具有较高的竖向刚度和承载能力、有利于减少基础沉降，但是水平荷载作用下基础变形过大、耐久性差是该基础型式的不足之处。重力式沉箱基础结构的优点是整体性好、具有较大的水平刚度大、抗震性能优于桩基础，缺点是对地基承载力要求高、工后沉降大、沉箱码头前沿波浪反射严重，且随着码头水深的增加，造价急剧增加。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种深水开敞式组合基础码头及其建造方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种深水开敞式组合基础码头，包括承台面板、长桩、短柱、沉箱，所述沉箱放置在预处理的海底基床上，所述长桩上端与承台面板浇筑在一起，下端深入海底软基中；所述短柱下端与沉箱的沉箱顶板固定，上端与承台面板连接。
进一步地，所述沉箱包括沉箱顶板、沉箱底板、隔板、第一钢护筒和第二钢护筒，所述沉箱顶板、沉箱底板分别固定在沉箱的顶部和底部，所述沉箱内部设有纵横交错的隔板，将所述沉箱内部划分为不同仓格，在仓格内交错布置第一钢护筒和第二钢护筒；所述第一钢护筒的外侧壁与沉箱的仓格间不灌浆，灌注细砂或沥青使两者之间弱连接，所述第二钢护筒下端与沉箱顶板固定。
进一步地，在所述沉箱顶板上开有预制杯口，在沉箱顶板内部预制杯口的下部预埋的钢筋网片，所述第二钢护筒下端设置平头焊钉，底部垫有钢板，将第二钢护筒插入预制杯口内，与沉箱顶板浇筑成整体。
进一步地，所述长桩由第一钢护筒与筒内制作的钻孔灌注桩组成钢管混凝土桩基结构。
进一步地，所述短柱由第二钢护筒内灌注混凝土制成。
进一步地，所述短柱顶端外壁上设置有环形承托钢板，橡胶支座固定在短柱的顶端以传递承台面板与短柱间的竖向荷载，承托钢板上固定有弹性元件以传递承台面板与短柱间的横向荷载。
进一步地，所述弹性元件为承压橡胶块、压力弹簧或是减震阻尼器。
一种深水开敞式组合基础码头的建造方法，包括下列步骤：
1）沉箱的制作：在第一钢护筒与沉箱内部仓格的接触处灌注一层细砂或沥青使两者之间弱连接，避免长桩承担沉箱自重；在沉箱是沉箱顶板预先开有预制杯口，所述第二钢护筒下端设置平头焊钉，底部垫有钢板，将第二钢护筒插入预制杯口内，与沉箱顶板浇筑成整体，第二钢护筒顶端设置环形承托钢板；随后将预制好的沉箱托运出海以待沉放；
2）清除待建码头海床区域表层淤泥并开挖成基槽，对基槽内抛石作业，然后夯实成型并整平，完成海底基床的制作；
3）将预制好的沉箱运送至步骤2）中完成的海底基床上方预定位置下沉，在沉箱底部四周回填块石，使沉箱着床固定；
4）抽除第一钢护筒内的水，以第一钢护筒为导向制作钻孔灌注桩形成深入软基的钢管混凝土长桩；
5）将第二钢护筒内灌注混凝土形成钢管混凝土短柱，作为承台面板和沉箱之间的连接构件；
6）浇筑上部码头承台面板，将码头承台面板与长桩上端浇筑在一起，将短柱顶部做好与承台面板的节点连接。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著地优点：
本发明深水开敞式组合基础码头结合了重力式结构与桩基结构各自的优势，可以有效解决重力式基础在深水厚覆盖层下的沉降问题，同时能改善码头的前沿泊稳条件，使码头的承载力更高、抗震性更好、耐久性更佳，具有一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明深水开敞式组合基础码头示意图。
图2为本发明预制的沉箱示意图。
图3为本发明第一钢护筒与沉箱仓格的连接示意图。
图4为本发明第二钢护筒与沉箱顶板的连接示意图。
图5为本发明短柱与码头承台面板节点连接示意图。
图6为本发明深水开敞式组合基础全直桩码头最终成型主视图。
图7为本发明深水开敞式组合基础全直桩码头最终成型后视图。
图8为本发明深水开敞式组合基础斜桩码头最终成型主视图。
图9为本发明深水开敞式组合基础斜桩码头最终成型后视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例详述如下：
如图1所示，一种深水开敞式组合基础码头，包括承台面板1、长桩2、短柱3、沉箱4，所述沉箱4放置在预处理的海底基床上，所述长桩2上端与承台面板1浇筑在一起，下端深入海底软基中；所述短柱3下端与沉箱4的沉箱顶板5固定，上端与承台面板1连接。
如图2和图3所示，所述沉箱4包括沉箱顶板5、沉箱底板6、隔板7、第一钢护筒11和第二钢护筒12，所述沉箱顶板5、沉箱底板6分别固定在沉箱4的顶部和底部，所述沉箱4内部设有纵横交错的隔板7，将所述沉箱4内部划分为不同仓格，在仓格内交错布置第一钢护筒11和第二钢护筒12；所述第一钢护筒11的外侧壁与沉箱4的仓格间不灌浆，灌注细砂或沥青使两者之间弱连接，所述第二钢护筒12下端与沉箱顶板5固定。
如图4所示，在所述沉箱顶板5上开有预制杯口16，在沉箱顶板5内部预制杯口16的下部预埋的钢筋网片15，所述第二钢护筒12下端设置平头焊钉13，底部垫有钢板14，将第二钢护筒12插入预制杯口16内，与沉箱顶板5浇筑成整体。
如图5所示，所述短柱3顶端外壁上设置有环形承托钢板8，橡胶支座9固定于短柱3的顶端以传递承台面板1与短柱3间的竖向荷载，承托钢板8上固定有弹性元件10以传递承台面板1与短柱3间的横向荷载。所述弹性元件10为承压橡胶块、压力弹簧或是减震阻尼器。
如图6至图9所示，所述长桩2由第一钢护筒11与筒内制作的钻孔灌注桩组成钢管混凝土桩基结构。所述短柱3由第二钢护筒12内灌注混凝土制成。
一种深水开敞式组合基础码头的建造方法，包括下列步骤：
1）沉箱4的制作：在第一钢护筒11与沉箱4内部仓格的接触处灌注一层细砂或沥青使两者之间弱连接，避免长桩2承担沉箱4自重；在沉箱4是沉箱顶板5预先开有预制杯口16，所述第二钢护筒12下端设置平头焊钉13，底部垫有钢板14，将第二钢护筒12插入预制杯口16内，与沉箱顶板5浇筑成整体，第二钢护筒12顶端设置环形承托钢板8；随后将预制好的沉箱4托运出海以待沉放；
2）清除待建码头海床区域表层淤泥并开挖成基槽，对基槽内抛石作业，然后夯实成型并整平，完成海底基床的制作；
3）将预制好的沉箱4运送至步骤2）中完成的海底基床上方预定位置下沉，在沉箱4底部四周回填块石，使沉箱4着床固定；
4）抽除第一钢护筒11内的水，以第一钢护筒11为导向制作钻孔灌注桩形成深入软基的钢管混凝土长桩2；
5）将第二钢护筒12内灌注混凝土形成钢管混凝土短柱3，作为承台面板1和沉箱4之间的连接构件；
6）浇筑上部码头承台面板1，将码头承台面板1与长桩2上端浇筑在一起，将短柱3顶部做好与承台面板1的节点连接。
在本实施例中，整个结构的承重体系由沉箱重力式结构系统和桩基结构系统共同组成。沉箱重力式结构系统由沉箱4着床固定在海床上形成；桩基结构系统分为一系列水下制作的深入软基的长桩2和另一系列短柱3组成的钢管混凝土桩束结构。沉箱4内部一部分仓格内设有一系列垂直贯通沉箱4上下两个端面的第一钢护筒11，第一钢护筒11顶口高出自由水面，第一钢护筒11底口与沉箱底板6齐平，待沉箱4着床固定后利用第一钢护筒11为导向，根据施工条件选择钻孔灌注桩或打入桩直至海床以下岩土层预定深度，形成长桩2；沉箱顶板5与第一钢护筒11和第二钢护筒12连接处做好密封防水处理，钢护筒外表面须做好防腐、防锈处理。沉箱4尺寸为23×15×12m（高度），沉箱4壁厚为0.4m，隔板7厚度为0.3m，沉箱顶板5厚度为4m，沉箱底板6厚度为1m，沉箱4内部由隔板7划分为不同仓格，四排仓格的长度分别为6+6+6+5m，宽度均为5m。一部分仓格放置第一钢护筒11，另外一部分放置第二钢护筒12，剩余仓格不填料不封顶，留待沉箱4托运至现场安装完成后进行填石、浇注封顶混凝土，第一钢护筒11和第二钢护筒12壁厚30mm，直径2000mm。
Claims (6)
1.一种深水开敞式组合基础码头，其特征在于，包括承台面板（1）、长桩（2）、短柱（3）、沉箱（4），所述沉箱（4）放置在预处理的海底基床上，所述长桩（2）上端与承台面板（1）浇筑在一起，下端深入海底软基中；所述短柱（3）下端与沉箱（4）的沉箱顶板（5）固定，上端与承台面板（1）连接；所述沉箱（4）包括沉箱顶板（5）、沉箱底板（6）、隔板（7）、第一钢护筒（11）和第二钢护筒（12），所述沉箱顶板（5）、沉箱底板（6）分别固定在沉箱（4）的顶部和底部，所述沉箱（4）内部设有纵横交错的隔板（7），将所述沉箱（4）内部划分为不同仓格，在仓格内交错布置第一钢护筒（11）和第二钢护筒（12）；所述第一钢护筒（11）的外侧壁与沉箱（4）的仓格间不灌浆，灌注细砂或沥青使两者之间弱连接，所述第二钢护筒（12）下端与沉箱顶板（5）固定。
2.根据权利要求1所述的深水开敞式组合基础码头，其特征在于，在所述沉箱顶板（5）上开有预制杯口（16），在沉箱顶板（5）内部预制杯口（16）的下部预埋的钢筋网片（15），所述第二钢护筒（12）下端设置平头焊钉（13），底部垫有钢板（14），将第二钢护筒（12）插入预制杯口（16）内，与沉箱顶板（5）浇筑成整体。
3.根据权利要求1所述的深水开敞式组合基础码头，其特征在于，所述长桩（2）由第一钢护筒（11）与筒内制作的钻孔灌注桩组成钢管混凝土桩基结构。
4.根据权利要求1所述的深水开敞式组合基础码头，其特征在于，所述短柱（3）由第二钢护筒（12）内灌注混凝土制成。
5.根据权利要求1所述的深水开敞式组合基础码头，其特征在于，所述短柱（3）顶端外壁上设置有环形承托钢板（8），橡胶支座（9）固定在短柱（3）的顶端以传递承台面板（1）与短柱（3）间的竖向荷载，承托钢板（8）上固定有弹性元件（10）以传递承台面板（1）与短柱（3）间的横向荷载。
6.根据权利要求5所述的深水开敞式组合基础码头，其特征在于，所述弹性元件（10）为承压橡胶块、压力弹簧或是减震阻尼器。
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