CN116516888A - 码头改造方法及码头 - Google Patents

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CN116516888A CN202310501813.8A CN202310501813A CN116516888A CN 116516888 A CN116516888 A CN 116516888A CN 202310501813 A CN202310501813 A CN 202310501813A CN 116516888 A CN116516888 A CN 116516888A
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Abstract

本发明公开了一种码头改造方法及码头。所述方法包括：在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩；向所述旧回填料区的部分区域进行注浆，形成注浆区；所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域，并且所述后钢板桩穿过所述注浆区；拆除所述旧胸墙；在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩；在所述前钢板桩与所述旧墙身之间填筑水下混凝土，从而将所述前钢板桩与所述旧墙身连接成为一个整体；在所述旧墙身的上方浇筑新胸墙，通过所述新胸墙将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。本发明可以充分利用旧码头结构的残余强度，提高旧码头浚深后结构稳定和耐久性，实现对旧码头的升级改造。

Description

码头改造方法及码头
技术领域
本发明涉及港口施工领域，尤其涉及码头改造方法及码头。
背景技术
港口作为交通运输枢纽、水陆联运的咽喉，通常是铁路、公路、水路几种运输方式的汇集点，在整个综合运输系统中推动地区经济发展和国际运输链、国际生产贸易的重要组成部分。目前港口的发展史已经很长，部分港口设施始建于上世纪60～80年代，甚至可以追溯到20年代，至今已经超过或接近设计使用寿命，逐渐暴露出一些问题，比如码头主体结构及主要构件强度受损或退化严重，港池回淤，港口设施破损，码头仓储能力不足，货种装卸设备急需升级更新以及码头等级低无法接卸现代化远洋船舶等，码头已经不能满足当前的使用功能要求。在既有港口水工建筑物不断劣化、岸线资源日益减少的前提下，对已建码头结构进行升级加固改造，充分利用现有岸线资源，从而扩大泊位规模、提高作业效率、完善码头功能，这是世界各国港口解决泊位资源紧张及装卸能力不足的有效方法。
重力式码头由于其施工简单、耐久性好，有着悠久、广泛的应用历史，重力式旧码头改造是未来技术改造的重点方向。重力式旧码头结构主要面临的问题有混凝土方块的强度退化严重，方块内存在裂缝，甚至部分混凝土骨料已经离析不具备整体强度。
常规重力式码头的改造升级一般采用新建桩台、基床升浆、后方注浆等方式，解决码头前沿浚深后码头结构稳定和岸线使用问题。在大部分改造方案中，仍将原码头结构作为主要的受力结构，不适合现有码头结构强度低、超龄使用的码头结构改造。而且，改造过程中，码头前沿线都需要前移，牺牲了现有码头工艺装卸效率，不适合于码头前沿线前移受限的老码头改造。此外，对于已经接近设计年限或超限使用，结构强度退化严重的码头结构，常规方案是码头停运，拆除重建。而这一方案对港区的营运影响大，工程费用高，综合代价大。
如何解决超龄使用重力式旧码头的升级改造，是港工领域的技术难题，因此，有必要研发一套系统解决结构稳定性、耐久性且可实施的升级改造技术。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的目的是提供一种码头改造方法以及码头，其可以充分利用旧码头结构的残余强度，提高旧码头浚深后结构稳定和耐久性，实现对于旧码头的升级改造。
本发明提供了一种码头改造方法，用于对旧码头进行改造，所述旧码头包括旧墙身、由回填于所述旧墙身后侧的回填料所形成的旧回填料区以及建造于所述旧墙身上方的旧胸墙；所述方法包括：
在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩；
向所述旧回填料区的部分区域进行注浆，形成注浆区；将所述旧回填料区的未注浆区域保留，作为新回填料区；其中，所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域，并且所述后钢板桩穿过所述注浆区；
拆除所述旧胸墙；
在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩；
在所述前钢板桩与所述旧墙身之间填筑水下混凝土，从而将所述前钢板桩与所述旧墙身连接成为一个整体；
在所述旧墙身的上方浇筑新胸墙，通过所述新胸墙将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。
优选的是，所述的码头改造方法中，所述在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩之前，所述方法还包括：
切割所述旧码头前趾。
优选的是，所述的码头改造方法中，改造后码头的前沿线比所述旧码头的前沿线向前移动的距离不超过1.0m。
优选的是，所述的码头改造方法中，所述旧码头还包括建造于所述旧墙身下方的基础；所述后钢板桩和所述前钢板桩均向下打入所述基础中。
优选的是，所述的码头改造方法中，所述在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩，包括：
在所述旧墙身的后侧，通过静压方法施打后钢板桩；
所述在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩，包括：
在所述旧墙身的前侧，通过静压方法施打前钢板桩。
优选的是，所述的码头改造方法中，所述前钢板桩和所述后钢板桩均为轻型钢板桩。
本发明的另一个目的是提供一种码头，由旧码头改造而成，所述旧码头包括旧墙身、由回填于所述旧墙身后侧的回填料所形成的旧回填料区；所述码头包括：
旧墙身；
注浆区，由在所述旧回填料区的部分区域进行注浆而形成，其中，所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域；
新回填料区，由所述旧回填料区的未注浆区域形成；
后钢板桩，穿过所述注浆区；
前钢板桩，设置于所述旧墙身的前侧，通过填筑于所述前钢板桩与所述旧墙身之间的水下混凝土，与所述旧墙身连接成为一个整体；
新胸墙，浇筑于所述旧墙身的上方，将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。
优选的是，所述的码头中，所述码头以所述旧码头的旧基础作为基础；所述后钢板桩和所述前钢板桩均向下打入所述基础中。
优选的是，所述的码头中，所述码头的前沿线比所述旧码头的前沿线向前移动的距离不超过1.0m。
优选的是，所述的码头中，所述前钢板桩和所述后钢板桩均为轻型钢板桩。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明实施例提供了码头改造方法以及码头。该方法用于对旧码头进行改造，所述旧码头包括旧墙身、由回填于所述旧墙身后侧的回填料所形成的旧回填料区以及建造于所述旧墙身上方的旧胸墙；所述方法包括：在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩；向所述旧回填料区的部分区域进行注浆，形成注浆区；将所述旧回填料区的未注浆区域保留，作为新回填料区；其中，所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域，并且所述后钢板桩穿过所述注浆区；拆除所述旧胸墙；在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩；在所述前钢板桩与所述旧墙身之间填筑水下混凝土，从而将所述前钢板桩与所述旧墙身连接成为一个整体；在所述旧墙身的上方浇筑新胸墙，通过所述新胸墙将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。本发明通过在旧码头的旧墙身的前侧和后侧施打钢板桩，使用水下混凝土连接前钢板桩和旧墙身，在旧墙身后侧的旧回填料区进行注浆，再使用新胸墙将前钢板桩和后钢板桩连接成为整体，将旧码头的原重力式结构，转变为对拉钢板桩的重力式复合结构，充分利用了旧码头结构的残余强度，提高了码头浚深改造后的稳定性和耐久性，实现了对旧码头的升级改造。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为待改造的旧码头的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所述的码头改造方法的流程图；
图3为本发明一个实施例所述的改造后码头的结构示意图；
图4为本发明一个实施例所述的前钢板桩与切割后方块边界线的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供了一种码头改造方法，用于对旧码头(图1为待改造的旧码头的结构示意图)进行改造。如图1所示，所述旧码头包括旧墙身1、由回填于所述旧墙身1后侧的回填料所形成的旧回填料区4以及建造于所述旧墙身1上方的旧胸墙3。其中，旧墙身1是由混凝土方块2砌筑而成的。该旧码头还包括建造在码头上的建筑物5，旧码头前沿线使用A’标识，码头面标高、设计水位以及旧港池低标高分别使用B’、C’和D’标识。图2为本发明一个实施例所述的码头改造方法的流程图；图3为本发明一个实施例所述的改造后码头的结构示意图。结合图1、图2和图3所示，所述方法包括：
步骤210，在所述旧墙身1的后侧施打后钢板桩7。
这里，旧墙身1可以是由混凝土方块2砌筑而成的墙身。旧码头可以是重力式码头。
步骤220，向所述旧回填料区4的部分区域进行注浆，形成注浆区8；将所述旧回填料区4的未注浆区域保留，作为新回填料区9；其中，所述部分区域为所述旧回填料区4中与所述旧墙身1相邻的区域，并且所述后钢板桩7穿过所述注浆区8。
在旧码头后方的旧回填料区4中进行注浆，可以提高旧回填料区的强度，进而提升码头整体的耐久性和稳定性。可以采用现有的注浆工艺对旧回填料区进行注浆，本发明实施例对此不做具体限定。
此外，在旧码头后方的旧回填料区4中进行注浆，可以减少回填料侧压力，使得码头前沿有条件采用轻型钢板桩进行结构加固，避免采用大型桩基施工对老码头结构的影响，降低桩基施工对现有结构的影响，同时可减少前沿线前移量。因此，在一些示例中，前钢板桩10和后钢板桩7均为轻型钢板桩。
步骤230，拆除所述旧胸墙3。
步骤240，在所述旧墙身1的前侧施打前钢板桩10。
步骤250，在所述前钢板桩10与所述旧墙身1之间填筑水下混凝土11，从而将所述前钢板桩10与所述旧墙身1连接成为一个整体。
前钢板桩10与旧码头方块2之间填筑水下混凝土11，可以实现新老结构的连接。将原码头主体旧方块结构作为新结构的次要组成部分，降低了对原码头旧方块结构的强度要求。通过外钢板桩和水下混凝土，将旧方块与外部海水环境隔离，防止旧方块结构进一步退化，保证了新、老结构整体强度和耐久性。
步骤260，在所述旧墙身1的上方浇筑新胸墙12，通过所述新胸墙12将所述前钢板桩10和所述后钢板桩7连接成为整体。具体地，前钢板桩10上端锚固于新胸墙12的上方，后钢板桩7的上端埋设于新胸墙12的内部。
图3中，码头面标高、设计水位、浚深港池低标高使用B、C、D标识，原港池低标高仍使用D’标识，浚深港池低标高与原港池低标高之间的范围即为港池浚深区域13。改造后码头不影响旧码头的原有建筑物5。
本发明通过在旧码头的旧墙身1的前侧和后侧分别施打钢板桩，使用水下混凝土11连接前钢板桩10和旧墙身1，在旧墙身1后侧的旧回填料区4进行注浆，再使用新胸墙12将前钢板桩10和后钢板桩7连接成为整体，将旧码头的原重力式结构，转变为对拉钢板桩的重力式复合结构，充分利用了旧码头结构的残余强度，提高了码头浚深改造后的稳定性和耐久性，实现了对于旧码头的升级改造。
在一些实施例中，所述的码头改造方法，所述在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩之前，所述方法还包括：切割所述旧码头前趾6。这里，旧码头前趾也可以称为方块前趾。图4为本发明实施例所述的前钢板桩10与切割后方块边界线的示意图。如图4所示，切割前方块前趾边界线为E’，经切割后方块边界线E后退，从而为前钢板桩10的施工提供了空间，使得改造后的码头前沿线A的前移距离得到控制。图4中，前钢板桩10与切割后的方块边界E之间浇注水下混凝土11，水下混凝土11用于连接前钢板桩10和旧墙身1。如图3所示，在一些示例中，改造后码头的前沿线A比所述旧码头的前沿线A’向前移动的距离不超过1.0m。
通过切割方块前趾，可为前钢板桩的施打创造有限空间，进而可以实现改造后码头的前沿线比所述旧码头的前沿线向前移动的距离不超过1.0m。通过控制改造后码头前沿线的前移距离，可减少对于现有码头工艺装卸效率的牺牲。
在一些实施例中，所述的码头改造方法中，所述旧码头还包括建造于所述旧墙身1下方的基础；所述后钢板桩7和所述前钢板桩10均向下打入所述基础中。
重力式码头结构基础多为硬质土层，为了满足钢板桩的施工，采用钻孔取芯静压技术，以克服特殊地质对成桩的影响。在一些实施例中，所述的码头改造方法中，所述在所述旧墙身1的后侧施打后钢板桩7，包括：在所述旧墙身1的后侧，通过静压方法施打后钢板桩7；所述在所述旧墙身1的前侧施打前钢板桩10，包括：在所述旧墙身1的前侧，通过静压方法施打前钢板桩10。对于静压方法的具体工艺，可以采用现有方法加以实现，本发明实施例对此不做具体限定。
在另一些实施例中，本发明提供了一种码头改造方法，用于对旧码头进行改造，所述旧码头包括旧墙身1、由回填于所述旧墙身1后侧的回填料所形成的旧回填料区4以及建造于所述旧墙身1上方的旧胸墙3。所述方法包括：
(1)在旧码头后方施打后钢板桩7。
(2)码头后方旧回填料区4中注浆，拆除旧胸墙3。
(3)注浆达到设计强度后，利用地质钻机等旋挖设备切割旧码头方块前趾6。
(4)采用静压桩基进行前钢板桩10的成桩施工。对于复杂地质，辅助于取芯设备。
(5)前钢板桩10与旧墙身1之间浇筑水下混凝土11。
(6)现浇胸墙结构，得到新胸墙12。
改造后码头结构的稳定计算中，旧码头结构大部分可以按具有整体结构强度的弹性体考虑，对于比较破碎的旧混凝土结构则可以按照散体计算。
本发明提供了一种码头，由旧码头改造而成，所述旧码头包括旧墙身1、由回填于所述旧墙身1后侧的回填料所形成的旧回填料区4；所述码头包括：旧墙身1；注浆区8，由在所述旧回填料区4的部分区域进行注浆而形成，其中，所述部分区域为所述旧回填料区4中与所述旧墙身1相邻的区域；新回填料区9，由所述旧回填料区4的未注浆区域形成；后钢板桩7，穿过所述注浆区8；前钢板桩10，设置于所述旧墙身1的前侧，通过填筑于所述前钢板桩10与所述旧墙身1之间的水下混凝土11，与所述旧墙身1连接成为一个整体；新胸墙12，浇筑于所述旧墙身1的上方，将所述前钢板桩10和所述后钢板桩7连接成为整体。
在一些实施例中，所述的码头中，所述码头以所述旧码头的旧基础作为基础；所述后钢板桩7和所述前钢板桩10均向下打入所述基础中。
在一些实施例中，所述的码头中，所述码头的前沿线A比所述旧码头的前沿线A’向前移动的距离不超过1.0m。
在一些实施例中，所述的码头中，所述前钢板桩10和所述后钢板桩7均为轻型钢板桩。
综上所述，本发明通过在旧码头的旧墙身的前侧和后侧施打钢板桩，使用水下混凝土连接前钢板桩和旧墙身，在旧墙身后侧的旧回填料区进行注浆，再使用新胸墙将前钢板桩和后钢板桩连接成为整体，将旧码头的原重力式结构，转变为对拉钢板桩的重力式复合结构，充分利用了旧码头结构的残余强度，提高了码头浚深改造后的稳定性和耐久性，实现了对于旧码头的升级改造。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种码头改造方法，其特征在于，用于对旧码头进行改造，所述旧码头包括旧墙身、由回填于所述旧墙身后侧的回填料所形成的旧回填料区以及建造于所述旧墙身上方的旧胸墙；所述方法包括：
在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩；
向所述旧回填料区的部分区域进行注浆，形成注浆区；将所述旧回填料区的未注浆区域保留，作为新回填料区；其中，所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域，并且所述后钢板桩穿过所述注浆区；
拆除所述旧胸墙；
在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩；
在所述前钢板桩与所述旧墙身之间填筑水下混凝土，从而将所述前钢板桩与所述旧墙身连接成为一个整体；
在所述旧墙身的上方浇筑新胸墙，通过所述新胸墙将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。
2.如权利要求1所述的码头改造方法，其特征在于，所述在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩之前，所述方法还包括：
切割所述旧码头前趾。
3.如权利要求2所述的码头改造方法，其特征在于，改造后码头的前沿线比所述旧码头的前沿线向前移动的距离不超过1.0m。
4.如权利要求1所述的码头改造方法，其特征在于，所述旧码头还包括建造于所述旧墙身下方的基础；所述后钢板桩和所述前钢板桩均向下打入所述基础中。
5.如权利要求4所述的码头改造方法，其特征在于，所述在所述旧墙身的后侧施打后钢板桩，包括：
在所述旧墙身的后侧，通过静压方法施打后钢板桩；
所述在所述旧墙身的前侧施打前钢板桩，包括：
在所述旧墙身的前侧，通过静压方法施打前钢板桩。
6.如权利要求1所述的码头改造方法，其特征在于，所述前钢板桩和所述后钢板桩均为轻型钢板桩。
7.一种码头，其特征在于，由旧码头改造而成，所述旧码头包括旧墙身、由回填于所述旧墙身后侧的回填料所形成的旧回填料区；所述码头包括：
旧墙身；
注浆区，由在所述旧回填料区的部分区域进行注浆而形成，其中，所述部分区域为所述旧回填料区中与所述旧墙身相邻的区域；
新回填料区，由所述旧回填料区的未注浆区域形成；
后钢板桩，穿过所述注浆区；
前钢板桩，设置于所述旧墙身的前侧，通过填筑于所述前钢板桩与所述旧墙身之间的水下混凝土，与所述旧墙身连接成为一个整体；
新胸墙，浇筑于所述旧墙身的上方，将所述前钢板桩和所述后钢板桩连接成为整体。
8.如权利要求7所述的码头，其特征在于，所述码头以所述旧码头的旧基础作为基础；所述后钢板桩和所述前钢板桩均向下打入所述基础中。
9.如权利要求7所述的码头，其特征在于，所述码头的前沿线比所述旧码头的前沿线向前移动的距离不超过1.0m。
10.如权利要求7所述的码头，其特征在于，所述前钢板桩和所述后钢板桩均为轻型钢板桩。
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