CN112267703A - 一种混合结构旧码头改扩建施工方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合结构旧码头改扩建施工方法及结构，其中施工方法包括对旧码头的混凝土方块的后端上部进行破除并找整平，形成第一凹槽；拆除旧码头中部面板顶部上的面层、第一填充层和立梁，以使旧码头的中部面板平整露出；在旧码头的中部面板上开设多个用于灌注桩施工的贯穿孔，在对应于每个贯穿孔的位置分别施工灌注桩；拆除旧码头的中部面板和折断旧码头中部面板下方的旧码头基桩；在灌注桩顶部建造新建码头，新建码头的前端与第一凹槽之间设置缓冲板，其底部与第一凹槽之间存在间隔；在新建码头左侧、右侧和后侧分别建造挡墙，挡墙与新建码头之间设置缓冲板。本发明旨在解决现有混合结构旧码头改扩建施工方法的不足。

Description

一种混合结构旧码头改扩建施工方法及结构

技术领域

本发明属于码头建设技术领域，尤其涉及一种混合结构旧码头改扩建施工方法及结构。

背景技术

一些运营了数十年的老码头，高桩梁板式码头和重力式码头的混合结构码头，因其设计和施工采用的规范是数十年前的版本，其高桩梁板式码头结构的码头面层、纵横梁底部等位置的保护层厚度较薄，在各种运营机械磕碰下，往往其保护层已经脱落，漏出钢筋，码头面板破损已经无法满足现代车辆运行需要，而数十年前的打入桩，桩身有效预压应力值较小，在沉桩施工阶段，其桩身出现裂缝的概率较大，且技术落后，桩长和桩径较小，承载力难以满足现代船舶及货物的转运荷载，且在数十年的运营过程中，船舶的靠泊力、系揽力、海蛎子的吸附力以及潮起潮落的波浪力往往导致打入桩桩头混凝土出现爆裂、脱落，海水中的氯离子导致钢筋直径变小、物理力学性能大为减少，基桩础已经无法承受桥吊以及集装箱等运营阶段的恒载，因此高桩梁板式码头运营一段时间后，往往需要进行改扩建。

而重力式码头结构采用素混凝土结构，其深度达到十数米，混凝土因其本身的材料性能，海水在数十年腐蚀往往不会导致其强度降低，因此旧码头的改造工作中，倘若采用拆除数十吨至数百吨的混凝土方块，耗用的人力、机械成本及时间周期十分巨大，且施工过程中的混凝土掉落至海水中，导致海水深度变浅导致施工船舶会因为触底而无法进行清除作业。因此传统的混合结构旧码头施工技术难度和成本往往导致码头改造搁浅。

传统的高桩梁板式码头和重力式码头的混合结构码头的改造工作往往在软土地基中采用大量的石块进行抛填，面层为钢筋混凝土结构，因抛填需要的石块方量往往达到数万至数十万立方，其成本巨大，且因下方的软土地基存在，地基承载力较弱，即使上方采用承载力较高的块石层，新建的码头路面改造完成后，数年后便会出现较大的沉降，导致码头无法运营。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合结构旧码头改扩建施工方法及结构，旨在解决现有混合结构旧码头改扩建施工方法的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种混合结构旧码头改扩建施工方法，包括以下步骤：

对旧码头的混凝土方块的后端上部进行破除并找整平，形成第一凹槽；

拆除旧码头中部面板顶部上的面层、第一填充层和立梁，以使旧码头的中部面板平整露出；

在旧码头的中部面板上开设多个用于灌注桩施工的贯穿孔，在对应于每个贯穿孔的位置分别施工灌注桩；

拆除旧码头的中部面板和折断旧码头中部面板下方的旧码头基桩；

在灌注桩顶部建造新建码头，新建码头的前端与第一凹槽之间设置缓冲板，其底部与第一凹槽之间存在间隔；

在新建码头左侧、右侧和后侧分别建造挡墙，挡墙与新建码头之间设置缓冲板。

进一步地，多个灌注桩均分为四排，且四排灌注桩沿陆地朝向海域方向等间距设置，在灌注桩顶部建造新建码头，新建码头的前端与第一凹槽之间设置缓冲板，其底部与第一凹槽之间存在间隔的施工步骤包括：

在第一凹槽底部铺设砂垫层；

除去最靠近陆地一侧的一排灌注桩之外，在其余的灌注桩的上部安装支撑系统，其中支撑系统包括焊接在灌注桩上的牛腿，在牛腿上依次设置卸荷块和支撑梁，在支撑梁上架设有主梁，在主梁上间隔设置有传递梁和木枋，在传递梁和木枋的上方铺设有木模板，木模板一端的底面与砂垫层表面抵接；

在护岸结构上抛填石料形成块石底模，在块石底模位于木模板后侧的位置上铺设第一混凝土垫层，第一混凝土垫层与木模板的顶部标高一致，且两者连接形成底部模板；

在第一凹槽侧壁上安装缓冲板，在底部模板上浇筑混凝土，待混凝土到设计的养护期后，将支撑系统和砂垫层拆除，从而形成新建码头。

进一步地，将支撑系统拆除的施工步骤包括：

在底部模板上浇筑混凝土之前，对于木模板范围内的每个灌注桩，在灌注桩四周设置多个预埋管，预埋管的顶部标高与新建码头的顶部标高一致，其底部穿过木模板；

在底部模板上浇筑的混凝土到设计的养护期后，对于每个预埋管，使用钢丝绳从预埋管穿过并拉住相应的支撑梁；

将卸荷块和牛腿拆除，通过钢丝绳将支撑梁、主梁、传递梁和木枋下放至浮排上，将木模板拆除。

进一步地，四排灌注桩中最靠近海域一侧的一排灌注桩的桩径大于其余灌注桩的桩径，和/或，四排灌注桩中最靠近海域一侧的一排灌注桩的桩尖进入硬土层内不少于其8倍桩径，其余灌注桩的桩尖进入硬土层内不少于其5倍桩径。

进一步地，在新建码头后侧建造挡墙，挡墙与新建码头之间设置缓冲板的施工步骤包括：

在护岸结构位于新建码头左侧、右侧和后侧的位置挖设施工槽；

在施工槽内依次抛填碎石垫层和浇筑第二混凝土垫层；

在新建码头的左端、右端和后端安装缓冲板；

在第二混凝土垫层上施工挡墙；

在施工槽内依次施工回填砂层和路面面层。

进一步地，灌注桩的施工步骤包括：

埋设护筒→钻孔→吊装钢筋笼→清孔→混凝土浇筑。

进一步地，对旧码头的混凝土方块的后端上部进行破除并找整平的步骤之后，方法还包括：

拆除旧码头上的护舷挡板桩和旧护舷；

在旧码头的混凝土方块前端安装若干橡胶护舷，在其上端安装若干系船柱。

本发明还提供了一种混合结构旧码头改扩建结构，包括旧码头的混凝土方块、设置在混凝土方块后侧的新建码头、设置在新建码头下方的护岸结构，新建码头的底部设有多个灌注桩，混凝土方块的后侧上部设有第一凹槽，新建码头的前端与第一凹槽之间设有缓冲板，新建码头的底部与第一凹槽之间设有间隔，新建码头的左侧、右侧和后侧分别设有挡墙，挡墙设置于护岸结构内，且其与新建码头之间设有缓冲板。

进一步地，新建码头包括多个依次连接的承台段，承台段的一端设有凸起，另一端设有第二凹槽，凸起和第二凹槽相配适，相邻两承台段之间设有缓冲板，和/或，挡墙包括若干结构段，相邻两结构段之间设有缓冲板。

进一步地，新建码头表面靠近其前端的位置设有排水槽，排水槽底部通过若干排水管连通至新建码头底部，排水槽顶部开口处设有栅栏盖板，和/或，新建码头表面靠近其后端的位置设有地漏，地漏通过排水管连通至新建码头底部。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：利用现有旧码头的混凝土方块作为承受其上部运营荷载的主体，仅对混凝土方块后侧的码头部分进行拆除，能节省大量的时间和成本，新建码头采用悬臂结构，其与混凝土方块之间存在间隔，新建码头上方的运营荷载不会传递至旧码头的混凝土方块上，能有效的保证了旧码头的混凝土方块的稳定性；基桩础采用灌注桩，能保证新建码头的稳定，减少运营阶段在各种机械荷载作用下的码头沉降；新建码头通过缓冲板与混凝土方块和挡墙连接，当旧码头的混凝土方块受到停靠船舶的挤靠力时，可通过缓冲板将一部分力传递给后方的新建码头，新建码头将一部分力传递给后方的挡墙，一方面保证旧码头的混凝土方块与新建码头之间的协同性与一致性，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头的承载力，对旧码头的混凝土方块的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头和混凝土方块之间的受力破坏；本发明提高了旧码头改扩建施工效率，缩短施工周期，保证改扩建后新建码头的质量，减少码头在运营阶段的沉降，保证码头运营的质量，缩短因为改造而中断码头运营的时间。

附图说明

图1为本发明混合结构旧码头改扩建施工方法的步骤流程图；

图2为本发明混合结构旧码头改扩建结构的示意图；

图3为图2的A部分放大示意图；

图4为本发明混合结构旧码头改扩建结构中部分结构俯视图；

图5为旧码头的示意图；

图6为本发明混合结构旧码头改扩建结构中新建码头的支撑系统的示意图；

图7为本发明混合结构旧码头改扩建结构中承台段的桩位布置图。

图中，11-混凝土方块，12-打入式混凝土桩，13-面板，14-立梁，15-第一填充层，16-面层，17-护舷挡板桩，18-旧护舷，2-新建码头，21-承台段，211-凸起，212-第二凹槽，22-排水槽，23-排水管，3-护岸结构，31-碎石垫层，32-第二混凝土垫层，33-回填砂层，34-路面面层，4-灌注桩，5-缓冲板，6-挡墙，61-结构段，71-橡胶护舷，72-系船柱，8砂垫层，9-支撑系统，91-牛腿，92-卸荷块，93-支撑梁，94-主梁，95-传递梁，96-木枋，97-木模板，98-块石底模，99-第一混凝土垫层，910-预埋管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图5，图1为本发明混合结构旧码头改扩建施工方法的步骤流程图，图2为本发明混合结构旧码头改扩建结构的示意图，图3为图2的A部分放大示意图，图4为本发明混合结构旧码头改扩建结构中部分结构俯视图，图5为旧码头的示意图。一种混合结构旧码头改扩建施工方法，包括以下步骤：

S1、对旧码头的混凝土方块11的后端上部进行破除并找整平，形成第一凹槽；

S2、拆除旧码头中部面板13顶部上的面层16、第一填充层15和立梁14，以使旧码头的中部面板13平整露出；

S3、在旧码头的中部面板13上开设多个用于灌注桩4施工的贯穿孔，在对应于每个贯穿孔的位置分别施工灌注桩4；

S4、拆除旧码头的中部面板13和折断旧码头中部面板13下方的旧码头基桩；

S5、在灌注桩4顶部建造新建码头2，新建码头2的前端与第一凹槽之间设置缓冲板5，其底部与第一凹槽之间存在间隔；

S6、在新建码头2左侧、右侧和后侧分别建造挡墙6，挡墙6与新建码头2之间设置缓冲板5。

本发明用于旧码头的改扩建施工，旧码头为混合结构旧码头，混合结构旧码头包括靠近海域一侧的混凝土方块11、靠近陆地一侧的高桩梁板式结构、设置在高桩梁板式结构底部的基桩、位于高桩梁板式结构下方的护岸结构3，混凝土方块11下方为抛石棱体，基桩为打入式混凝土桩12，高桩梁板式结构包括面板13、面板13上方的若干立梁14、相邻两立梁14间的第一填充层15和设置在立梁14和第一填充层15上的面层16，位于混凝土方块11朝向海域一侧设有护舷挡板桩17，护舷挡板桩17上部设有旧护舷18。

在上述步骤S1中，对旧码头表面进行清表工作，清除旧码头表面的污泥和杂物等，以旧码头朝向海域一侧为前侧，旧码头朝向陆地一侧为后侧，采用液压破碎锤将旧码头的混凝土方块11的后端上部进行破除，破除完毕后，采用混凝土进行找平，保证混凝土方块11后端上部的平整度，使得混凝土方块11的后端上部形成第一凹槽，第一凹槽呈L形状。

进一步地，步骤S1之后，方法还包括：

S11、拆除旧码头上的护舷挡板桩17和旧护舷18；

S12、在旧码头的混凝土方块11前端安装若干橡胶护舷71，在其上端安装若干系船柱72。

在上述步骤S11和S12中，护舷挡板桩17采用水下切割至泥面标高，并将旧护舷18割除。采用手持电钻对混凝土方块11表面进行钻孔并预埋螺杆，浇筑混凝土以进行混凝土方块11上方的系船柱72安装，采用手持电钻对混凝土方块11前端进行钻孔并预埋螺杆，浇筑混凝土以安装橡胶护舷71。

在上述步骤S2中，采用液压破碎锤将旧码头中部面板13顶部上的面层16、第一填充层15和立梁14拆除，并将破碎后废料用钩机装载至自卸车上运走，漏出旧码头平整的中部面板13，以旧码头的中部面板13作为后续灌注桩4的施工平台。

在上述步骤S3中，采用绳锯在旧码头的中部面板13顶部自上而下开设多个贯穿孔，贯穿孔的位置应避开旧码头的基桩，防止存在新、旧桩位冲突而影响新建灌注桩4施工，贯穿孔为方形孔，贯穿孔的直径需要大于后续施工的灌注桩4的钢护筒的直径，优选地，贯穿孔的直径比后续施工的灌注桩4的钢护筒的直径大15cm。然后在对应每个贯穿孔的位置，以旧码头的中部面板13作为施工平台，在旧码头的中部面板13上进行灌注桩4的施工作业。

进一步地，在步骤S3中，灌注桩4的施工步骤包括：

埋设护筒→钻孔→吊装钢筋笼→清孔→混凝土浇筑。

护筒埋设：对与每个贯穿孔，利用吊车起吊护筒，将分节护筒接高，将护筒从所述贯穿孔顶部伸入所述贯穿孔中，从相应贯穿孔内下沉，护筒的截面尺寸小于贯穿孔的尺寸，护筒横截面中心位于贯穿孔的中心；在护筒接近地面时，调好垂直度，自然下放切入地面；在空气吸泥机辅助下利用振动锤振动使护筒下沉到设计深度；在护筒下沉过程中采取导向槽钢箍住措施确保护筒垂直，后续护筒长度根据已固定好的护筒上面焊接确定，将护筒下沉到设计深度位置处，护筒底部标高要比软土地基底部标高更深一倍钢护筒直径。

钻孔：利用钻机冲击成孔，开孔时在护筒内按设计比例投入一定量的粘土并加满清水，采用低锤密击，使孔内泥浆面保持稳定；钻至刃脚下1米后可按地层情况以正常速度钻进，钻孔过程中如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300—500mm处，然后重新冲孔；遇到孤石时，用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或击入孔壁；每钻进4—5米深度验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔；进入基岩后，每钻进一定深度应清空取样一次，以备终孔验收；孔过程中必须要保持孔内泥浆面比孔外水面高，以保证钻孔质量，防止塌孔等现象的发生。

吊装钢筋笼：利用吊车配合装载车运至平台孔口处，利用履带吊吊起，下放钢筋笼，根据桩中心进行定位，定位时利用钢筋或型钢进行；为防止钢筋笼变形太大，在加工时，加设十字撑，同时在吊装位置加焊两道箍筋，在运输到平台上时，采用履带吊把平放钢筋笼在空中垂直吊置，以避免把钢筋笼下部拖拉挤压变形；因孔桩较长，采取分2-3节制作吊运至现场在孔口进行帮条焊接长成为整体，在此过程中应注意钢筋笼的垂直连接，同时焊接操作严格按照相关规范要求进行。

清孔：钢筋笼沉放完毕，检测孔底标高，倘若孔底标高比设计标高高，或钢筋笼沉放过程中出现塌孔现象，则可以采用气举反循环清孔工艺进行清孔，清孔过程中补充优质泥浆，同时保持孔内水头，防止坍孔，当清孔后的孔底标高满足设计要求及泥浆指标合格后，可以进行混凝土的浇筑。气举反循环清孔工艺为利用空气压缩机的压缩空气，通过安装在导管内的风管送至桩孔内，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物引起比重小而上升，在导管内混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的的作用下上升，并在气压动量的联合作用下，不断补浆，上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升，从而形成流动，因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积，形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，排出导管以外。

混凝土浇筑：将直径300mm、厚度为5mm单节长度为3m的导管收尾相接沉放至孔内底部，导管顶部采用卡扣和铁板悬挂在钢护筒的顶部，导管的顶部一节上方插上5m3的漏斗，漏斗侧方设置一个斜放的钢平台，搅拌车后退至钢平台的顶部，人工打开搅拌车的侧向卸料板，混凝土将由搅拌车中卸至漏斗中，漏洞中的混凝土沿着导管浇筑至钻孔内，卸完一辆搅拌车混凝土便可接着另一辆搅拌车，直至混凝土浇筑至钢护筒的顶部。浇筑过程中需要不定时提升导管，保证混凝土下方埋设导管的深度在2-6m，防止满深过大导致导管拉不上来。护筒内的混凝土凝固后即形成灌注桩4。

请结合参阅图7，图7为本发明混合结构旧码头改扩建结构中承台段的桩位布置图。进一步地，施工完成后的多个灌注桩4分为四排，且四排灌注桩4沿陆地朝向海域方向等间距设置，由于新建码头2前端底部与混凝土方块11之间设有间隔，为悬臂结构，新建码头2前端需要的桩基础承载力更高，因此四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩径大于其余灌注桩4的桩径。优选地，四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩径1.2m，其余灌注桩4的桩径为1m。同时为确保灌注桩的承载力满足要求，四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩尖穿透软土层且进入硬土层内不少于其8倍桩径，其余灌注桩4的桩尖穿透软土层且进入硬土层内不少于其5倍桩径。

在上述步骤S4中，采用液压破碎锤沿着旧码头长度方向对旧码头中部面板13进行逐步破碎，用钩机将旧码头的基桩及桩帽扒倒，保证旧码头的基桩断开后的顶部标高不影响后续支撑系统9的施工作业即可。

在上述步骤S5中，在灌注桩4顶部建造新建码头2，新建码头2建造完成后，灌注桩4顶部插入新建码头2内不少于10cm。新建码头2表面靠近其前端的位置设有排水槽22，排水槽22底部通过多个排水管23连通至新建码头2底部，优选地，与排水槽22连通的多个排水管23两两为一组分成多个排水管组，多个排水管组沿排水槽22长度方向间隔设置，排水管23为UPVC管。新建码头2表面靠近其后端的位置设有地漏，地漏通过排水管23连通至新建码头2底部，地漏设置多个，多个地漏沿新建码头长度方向等间距设置。新建码头2表面的积水通过排水槽22、排水管23流到新建码头2底部下方，或通过地漏、排水管23流到新建码头2底部下方，地漏能防止杂物堵塞排水管23。优选地，排水槽22顶部开口处设有栅栏盖板，以进行上部车辆的运营，同时避免杂物掉落至排水槽22内。进一步地，新建码头2表面从靠近其后端的位置分别向其前后两侧逐渐向下倾斜，使得新建码头2表面的积水流至其前后两侧的排水结构中，以满足新建码头2表面排水需求。

新建码头2的前端与第一凹槽之间设置缓冲板5，其底部与第一凹槽之间存在间隔，使得新建码头2形成悬臂结构，新建码头2上方的运营荷载不会传递至旧码头的混凝土方块11上，能有效的保证了旧码头的混凝土方块11的稳定性，当旧码头的混凝土方块11受到停靠船舶的挤靠力时，可通过缓冲板5将一部分力传递给后方的新建码头2，一方面保证旧码头的混凝土方块11与新建码头2之间的协同性与一致性，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头2的承载力，对旧码头的混凝土方块11的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头2和混凝土方块11之间的受力破坏。优选地，缓冲板5为泡沫板。进一步地，新建码头2包括梁板结构段61、墩台结构段61和新码头面层，梁板结构段61的前端与墩台结构段61连接，其包括纵梁和若干横梁，纵梁与若干横梁连接，且纵梁的长度方向与横梁的长度方向垂直，若干横梁相互平行设置，且相邻两横梁之间设有第二填充层，新码头面层设置于梁板结构段61和墩台结构段61上。优选地，墩台结构段61后端由下至上朝向陆地一侧倾斜形成倾斜面，横梁的前端与墩台结构的后端相适应。

请结合参阅图6，图6为本发明混合结构旧码头改扩建结构中新建码头的支撑系统的示意图。进一步地，在步骤S5中，在灌注桩4顶部建造新建码头2，新建码头2的前端与第一凹槽之间设置缓冲板5，其底部与第一凹槽之间存在间隔的施工步骤包括：

S51、在第一凹槽底部铺设砂垫层8；

S52、除去最靠近陆地一侧的一排灌注桩4之外，在其余的灌注桩4的上部安装支撑系统9，其中支撑系统9包括焊接在灌注桩4上的牛腿91，在牛腿91上依次设置卸荷块92和支撑梁93，在支撑梁93上架设有主梁94，在主梁94上间隔设置有传递梁95和木枋96，在传递梁95和木枋96的上方铺设有木模板97，木模板97一端的底面与砂垫层8表面抵接；

S53、在护岸结构3上抛填石料形成块石底模98，在块石底模98位于木模板97后侧的位置上铺设第一混凝土垫层99，第一混凝土垫层99与木模板97的顶部标高一致，且两者连接形成底部模板；

S54、在第一凹槽侧壁上安装缓冲板5，在底部模板上浇筑混凝土，待混凝土到设计的养护期后，将支撑系统9和砂垫层8拆除，从而形成新建码头2。

在上述步骤S51至S54中，在第一凹槽的底部铺设砂垫层8，砂垫层8的厚度即为新建码头2底部与第一凹槽之间的间隔距离。然后除去最靠近陆地一侧的一排灌注桩4之外，在其余的灌注桩4的上部对称焊接牛腿91，进一步地，为保证牛腿91的承载力，牛腿91与灌注桩4的钢护筒之间焊接斜撑。在每个牛腿91上点焊有卸荷块92，以保证在新建码头2混凝土浇筑过程中不出现位移，支撑梁93位于卸荷块92的上方，支撑梁93的长度方向与每排灌注桩4的连线方向一致，主梁94位于支撑梁93的上方，主梁94的长度方向与支撑梁93的长度方向垂直，在主梁94的上方，传递梁95和木枋96交错分布，两者的长度方向与支撑梁93的长度方向一致，最后在传递梁95和木枋96的共同上方放置木模板97。清除护岸结构3上的淤泥层，在最靠近陆地一侧的一排灌注桩4周围的护岸结构3上抛填石料形成块石底模98，抛填石料可以采用护岸结构3顶部开挖的石料，在块石底模98位于木模板97后侧的位置上铺设第一混凝土垫层99，第一混凝土垫层99与木模板97的顶部标高一致，且两者连接形成底部模板。后续的挡墙6、新建码头2施工完毕后，挡墙6、新建码头2与护岸结构3之间形成封闭空间，因此在最靠近陆地一侧的一排灌注桩4采用支撑系统9，混凝土浇筑完毕后无法拆除，增加施工成本。因此采用抛填石料作为块石底模98能大为节省支撑系统9的一次性使用成本。在安装后支撑系统9之后，在混凝土方块11的第一凹槽的侧壁上安装缓冲板5，以浇筑新建码头2完成后，新建码头2前端与第一凹槽之间存在缓冲板5。然后在底部模板上浇筑混凝土，混凝土的浇筑过程为现有技术，在此不再赘述。待混凝土到设计的养护期后，将支撑系统9拆除，并通过高压水枪将砂垫层8冲刷流出，从而形成新建码头2，且新建码头2前端与第一凹槽之间有缓冲板5，新建码头2底部与第一凹槽之间存在间隔。

进一步地，建造新建码头2的过程中可以采用分段进行，即将新建码头2分成多个承台段21进行施工，承台段21的一端设有凸起211，另一端设有第二凹槽212，凸起211和第二凹槽212相配适，相邻两承台段21之间设有缓冲板5，能将整个新建码头2形成整体，减少大吨位船只靠泊和系揽时候码头的位移、提高水平抗力，能大为提高码头的水平抗力，相邻两承台段21之间设有缓冲板5，能有效阻止不同承台段21之间在风、浪、流作用下其碰撞而导致混凝土脱落的问题，保证了新建码头2的质量。

进一步地，在步骤S54中，将支撑系统9拆除的施工步骤包括：

S541、在底部模板上浇筑混凝土之前，对于木模板97范围内的每个灌注桩4，在灌注桩4四周设置多个预埋管910，预埋管910的顶部标高与新建码头2的顶部标高一致，其底部穿过木模板97；

S542、在底部模板上浇筑的混凝土到设计的养护期后，对于每个预埋管，使用钢丝绳从预埋管910穿过并拉住相应的支撑梁93；

S543、将卸荷块92和牛腿91拆除，通过钢丝绳将支撑梁93、主梁94、传递梁95和木枋96下放至浮排上，将木模板97拆除。

在上述步骤S541至S543中，对于木模板97范围内的每个灌注桩4，在灌注桩4四周设置四根预埋管910，预埋管910通过扎丝与上部钢筋固定，其底部穿过木模板97。在混凝土浇筑完成，并需要拆卸支撑系统9时，对于每个预埋管910，用钢丝绳从预埋管910穿过并连接在下方的支撑梁93上，钢丝绳远离支撑梁93的一端可以连接在手拉葫芦上作为支撑点，手拉葫芦设置在新建码头2上，从而通过钢丝绳将支撑梁93吊住。人工采用锤子将卸荷块92敲掉，将牛腿91及下方的斜撑采用烧焊拆除，然后通过手拉葫芦下放钢丝绳将支撑梁93、主梁94、传递梁95和木枋96下放至浮排上，以循环使用支撑梁93、主梁94、传递梁95和木枋96等，节省施工成本，最后将木模板97拆除。

在上述步骤S6中，在新建码头2的左侧、右侧和后侧建造挡墙6，新建码头2将一部分力通过缓冲板5传递给后方的挡墙6，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头2的承载力，对新建码头2的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头2和挡墙6之间的受力破坏。

进一步地，在步骤S6中，在新建码头2后侧建造挡墙6，挡墙6与新建码头2之间设置缓冲板5的施工步骤包括：

S61、在护岸结构3位于新建码头2左侧、右侧和后侧的位置挖设施工槽；

S62、在施工槽内依次抛填碎石垫层31和浇筑第二混凝土垫层32；

S63、在新建码头2的左端、右端和后端安装缓冲板5；

S64、在第二混凝土垫层32上施工挡墙6；

S65、在施工槽内依次施工回填砂层33和路面面层34。

在上述步骤S61至S65中，在护岸结构3顶部位于新建码头2左侧、右侧和后侧的位置挖设施工槽，从护岸结构3开挖的石料可以用于浇筑新建码头2时，块石底模98的抛填材料。在施工槽内进行碎石垫层31的抛填，碎石垫层31的厚度为30cm，采用粒径为30-150mm的碎石，抛填完毕后采用长臂钩机料斗背部压实并采用平板打夯机二次压实，防止后续挡墙6的沉降。然后进行第二混凝土垫层32的浇筑，第二混凝土垫层32的厚度为10cm。第二混凝土垫层32浇筑完成后，在新建码头2的左端、右端和后端安装缓冲板5，以使得当前与新建码头2之间通过缓冲板5连接。然后在第二混凝土垫层32上浇筑挡墙6，挡墙6采用分层浇筑，单层厚度不超过50cm。挡墙6浇筑完成后，在挡墙6与施工槽之间的空间内施工回填砂层33，回填砂层33采用冲水密实法，以及使用振动棒进行振动密实，路面面层34采用钢筋混凝土结构，厚度为20cm。进一步地，建造挡墙6的过程中可以采用分段进行，即将挡墙6分成多个结构段61进行施工，相邻两结构段61之间设有缓冲板5。

本发明还提供了一种混合结构旧码头改扩建结构，包括旧码头的混凝土方块11、设置在混凝土方块11后侧的新建码头2、设置在新建码头2下方的护岸结构3，新建码头2的底部设有多个灌注桩4，混凝土方块11的后侧上部设有第一凹槽，新建码头2的前端与第一凹槽之间设有缓冲板5，新建码头2的底部与第一凹槽之间设有间隔，新建码头2的左侧、右侧和后侧分别设有挡墙6，挡墙6设置于护岸结构3内，且其与新建码头2之间设有缓冲板5。

本发明一种混合结构旧码头改扩建结构保留旧码头的混凝土方块11和护岸结构3，仅将混凝土方块11后侧的旧码头结构拆除，在旧码头原址上建造新建码头2和灌注桩4，利用现有旧码头的混凝土方块11作为承受其上部运营荷载的主体，能节省大量的时间和成本，新建码头2采用悬臂结构，其与混凝土方块11之间存在间隔，新建码头2上方的运营荷载不会传递至旧码头的混凝土方块11上，能有效的保证了旧码头的混凝土方块11的稳定性；新建码头2通过缓冲板5与混凝土方块11和挡墙6连接，当旧码头的混凝土方块11受到停靠船舶的挤靠力时，可通过缓冲板5将一部分力传递给后方的新建码头2，新建码头2将一部分力传递给后方的挡墙6，一方面保证旧码头的混凝土方块11与新建码头2之间的协同性与一致性，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头2的承载力，对旧码头的混凝土方块11的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头2和混凝土方块11之间的受力破坏。优选地，缓冲板5为泡沫板。

在一实施例中，新建码头2包括多个依次连接的承台段21，承台段21的一端设有凸起211，另一端设有第二凹槽212，凸起211和第二凹槽212相配适，相邻两承台段21之间设有缓冲板5。相邻两承台段21之间通过凸起211与第二凹槽212配合，能将整个新建码头2形成整体减少大吨位船只靠泊和系揽时候码头的位移、提高水平抗力，能大为提高码头的水平抗力，相邻两承台段21之间设有缓冲板5，能有效阻止不同承台段21之间在风、浪、流作用下其碰撞而导致混凝土脱落的问题，保证了新建码头2的质量。在一实施例中，新建码头2包括梁板结构段61、墩台结构段61和码头面层，梁板结构段61的前端与墩台结构段61连接，其包括纵梁和若干横梁，纵梁与若干横梁连接，且纵梁的长度方向与横梁的长度方向垂直，若干横梁相互平行设置，且相邻两横梁之间设有第二填充层，码头面板13设置于梁板结构段61和墩台结构段61上。优选地，墩台结构段61后端由下至上朝向陆地一侧倾斜形成倾斜面，横梁的前端与墩台结构的后端相适应。

新建码头2的基桩础采用灌注桩4，能保证新建码头2的稳定，减少运营阶段在各种机械荷载作用下的码头沉降；进一步地，多个灌注桩4分为四排，且四排灌注桩4沿陆地朝向海域方向等间距设置，由于新建码头2前端底部与混凝土方块11之间设有间隔，为悬臂结构，新建码头2前端需要的基桩础承载力更高，因此四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩径大于其余灌注桩4的桩径。优选地，四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩径1.2m，其余灌注桩4的桩径为1m。同时为确保基桩承载力满足要求，四排灌注桩4中最靠近海域一侧的一排灌注桩4的桩尖穿透软土层且进入硬土层内不少于其8倍桩径，其余灌注桩4的桩尖穿透软土层且进入硬土层内不少于其5倍桩径

进一步地，护岸结构3位于新建码头2的左侧、右侧和后侧的位置分别设有施工槽，施工槽内设有碎石垫层31，碎石垫层31上设有第二混凝土垫层32，挡墙6设置在第二混凝土垫层32上，挡墙6与施工槽内壁之间填充有回填砂层33和路面面层34，路面面层34设置于回填砂层33上。新建码头2将一部分力传递给后方的挡墙6，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头2的承载力，对新建码头2的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头2和挡墙6之间的受力破坏。优选地，碎石垫层31的厚度为30cm，采用粒径为30-150mm的碎石，第二混凝土垫层32的厚度为10cm，挡墙6采用分层浇筑，单层厚度不超过50cm。在一实施例中，挡墙6包括若干结构段61，相邻两结构段61之间设有缓冲板5。

在一实施例中，新建码头2表面靠近其前端的位置设有排水槽22，排水槽22底部通过多个排水管23连通至新建码头2底部，和/或，新建码头2表面靠近其后端的位置设有地漏，地漏通过排水管23连通至新建码头2底部。新建码头2表面的积水通过排水槽22、排水管23流到新建码头2底部下方，或通过地漏、排水管23流到新建码头2底部下方，地漏能防止杂物堵塞排水管23。在一实施例中，排水槽22顶部开口处设有栅栏盖板。设置栅栏盖板以进行上部车辆的运营，避免杂物掉落至排水槽22内。在一实施例中，新建码头2的表面从靠近其后端的位置分别向其前后两侧逐渐向下倾斜。使得新建码头2表面的积水流至其前后两侧的排水结构中，以满足新建码头2表面排水需求。

在一实施例中，混凝土方块11的前端设有若干橡胶护舷71，其上端设有若干系船柱72。在混凝土方块11上更换新的橡胶护舷71和系船柱72，以满足船舶的靠泊需求。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：利用现有旧码头的混凝土方块11作为承受其上部运营荷载的主体，仅对混凝土方块11后侧的码头部分进行拆除，能节省大量的时间和成本，新建码头2采用悬臂结构，其与混凝土方块11之间存在间隔，新建码头2上方的运营荷载不会传递至旧码头的混凝土方块11上，能有效的保证了旧码头的混凝土方块11的稳定性；基桩础采用灌注桩4，能保证新建码头2的稳定，减少运营阶段在各种机械荷载作用下的码头沉降；新建码头2通过缓冲板5与混凝土方块11和挡墙6连接，当旧码头的混凝土方块11受到停靠船舶的挤靠力时，可通过缓冲板5将一部分力传递给后方的新建码头2，新建码头2将一部分力传递给后方的挡墙6，一方面保证旧码头的混凝土方块11与新建码头2之间的协同性与一致性，减小甚至避免两者之间产生的位移，以缓冲不同结构之间的位移，另一方面充分发挥新建码头2的承载力，对旧码头的混凝土方块11的受力进行有效地缓解，从而增加码头整体的承载力，进一步避免新建码头2和混凝土方块11之间的受力破坏；本发明提高了旧码头改扩建施工效率，缩短施工周期，保证改扩建后新建码头2的质量，减少码头在运营阶段的沉降，保证码头运营的质量，缩短因为改造而中断码头运营的时间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

对旧码头的混凝土方块的后端上部进行破除并找整平，形成第一凹槽；

拆除所述旧码头中部面板顶部上的面层、第一填充层和立梁，以使所述旧码头的中部面板平整露出；

在所述旧码头的中部面板上开设多个用于灌注桩施工的贯穿孔，在对应于每个所述贯穿孔的位置分别施工灌注桩；

拆除所述旧码头的中部面板和折断旧码头中部面板下方的旧码头基桩；

在所述灌注桩顶部建造新建码头，所述新建码头的前端与第一凹槽之间设置缓冲板，其底部与第一凹槽之间存在间隔；

在所述新建码头左侧、右侧和后侧分别建造挡墙，所述挡墙与新建码头之间设置缓冲板。

2.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，所述多个灌注桩均分为四排，且四排灌注桩沿陆地朝向海域方向等间距设置，所述在所述灌注桩顶部建造新建码头，所述新建码头的前端与第一凹槽之间设置缓冲板，其底部与第一凹槽之间存在间隔的施工步骤包括：

在所述第一凹槽底部铺设砂垫层；

除去最靠近陆地一侧的一排所述灌注桩之外，在其余的所述灌注桩的上部安装支撑系统，其中所述支撑系统包括焊接在灌注桩上的牛腿，在所述牛腿上依次设置卸荷块和支撑梁，在所述支撑梁上架设有主梁，在所述主梁上间隔设置有传递梁和木枋，在所述传递梁和木枋的上方铺设有木模板，所述木模板一端的底面与砂垫层表面抵接；

在所述护岸结构上抛填石料形成块石底模，在所述块石底模位于木模板后侧的位置上铺设第一混凝土垫层，所述第一混凝土垫层与木模板的顶部标高一致，且两者连接形成底部模板；

在所述第一凹槽侧壁上安装缓冲板，在所述底部模板上浇筑混凝土，待混凝土到设计的养护期后，将所述支撑系统和砂垫层拆除，从而形成所述新建码头。

3.根据权利要求2所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，所述将所述支撑系统拆除的施工步骤包括：

在所述底部模板上浇筑混凝土之前，对于所述木模板范围内的每个灌注桩，在所述灌注桩四周设置多个预埋管，所述预埋管的顶部标高与新建码头的顶部标高一致，其底部穿过所述木模板；

在所述底部模板上浇筑的混凝土到设计的养护期后，对于每个预埋管，使用钢丝绳从预埋管穿过并拉住相应的支撑梁；

将卸荷块和牛腿拆除，通过钢丝绳将支撑梁、主梁、传递梁和木枋下放至浮排上，将所述木模板拆除。

4.根据权利要求2所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，四排所述灌注桩中最靠近海域一侧的一排灌注桩的桩径大于其余灌注桩的桩径，和/或，四排所述灌注桩中最靠近海域一侧的一排灌注桩的桩尖进入硬土层内不少于其8倍桩径，其余所述灌注桩的桩尖进入硬土层内不少于其5倍桩径。

5.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，所述在所述新建码头后侧建造挡墙，所述挡墙与新建码头之间设置缓冲板的施工步骤包括：

在所述护岸结构位于新建码头左侧、右侧和后侧的位置挖设施工槽；

在所述施工槽内依次抛填碎石垫层和浇筑第二混凝土垫层；

在所述新建码头的左端、右端和后端安装缓冲板；

在所述第二混凝土垫层上施工挡墙；

在所述施工槽内依次施工回填砂层和路面面层。

6.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，所述灌注桩的施工步骤包括：

埋设护筒→钻孔→吊装钢筋笼→清孔→混凝土浇筑。

7.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建施工方法，其特征在于，所述对旧码头的混凝土方块的后端上部进行破除并找整平的步骤之后，所述方法还包括：

拆除所述旧码头上的护舷挡板桩和旧护舷；

在所述旧码头的混凝土方块前端安装若干橡胶护舷，在其上端安装若干系船柱。

8.一种混合结构旧码头改扩建结构，其特征在于，包括旧码头的混凝土方块、设置在混凝土方块后侧的新建码头、设置在新建码头下方的护岸结构，所述新建码头的底部设有多个灌注桩，所述混凝土方块的后侧上部设有第一凹槽，所述新建码头的前端与第一凹槽之间设有缓冲板，所述新建码头的底部与第一凹槽之间设有间隔，所述新建码头的左侧、右侧和后侧分别设有挡墙，所述挡墙设置于护岸结构内，且其与新建码头之间设有缓冲板。

9.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建结构，其特征在于，所述新建码头包括多个依次连接的承台段，所述承台段的一端设有凸起，另一端设有第二凹槽，所述凸起和第二凹槽相配适，相邻两所述承台段之间设有缓冲板，和/或，所述挡墙包括若干结构段，相邻两所述结构段之间设有缓冲板。

10.根据权利要求1所述的混合结构旧码头改扩建结构，其特征在于，所述新建码头表面靠近其前端的位置设有排水槽，所述排水槽底部通过若干排水管连通至新建码头底部，所述排水槽顶部开口处设有栅栏盖板，和/或，所述新建码头表面靠近其后端的位置设有地漏，所述地漏通过排水管连通至新建码头底部。

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