CN204875664U - 一种用于港湾临时码头的挡土墙结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋工程码头建造技术领域，具体地指一种用于港湾临时码头的挡土墙结构。所述的挡土墙为多根紧密啮合连接的钢板桩组成的U型结构，挡土墙的端部与海岸连接形成环形的挡土防波结构，挡土墙背向码头的两侧设置有多根均匀竖直布置的侧围钢管桩，挡土墙远离海岸的一端其外侧设置有多根竖直布置的外围钢管桩；所述的钢板桩竖直布置，其下端垂直插打在海底上，相邻钢板桩之间啮合紧密连接；所述的侧围钢管桩和外围钢管桩下端固定在海底，在横向上与钢板桩固定连接。本实用新型结构简单，临时码头的建设快捷、精确，拆卸也极为容易，使用的材料能够多次利用，不会造成资源的浪费，节约了大量的成本。

Description

一种用于港湾临时码头的挡土墙结构

技术领域

本实用新型涉及海洋工程码头建造技术领域，具体地指一种用于港湾临时码头的挡土墙结构。

背景技术

随着国民经济的迅速发展,需要在海岛或近海海域建设大量的工程设施,大量的建筑材料、作业机具需要运送到现场,利用船舶输送将是主要方式。在海上航运以及离岸港口任务日益繁重的今天,为确保航道畅通和经济需要,在海上及岛屿建设永久性码头将受到严格限制,因此建设各种可分解拆装式临时码头是十分必要的。

目前，已有的临时码头设计有：抛石码头、高桩码头和板桩码头。抛石码头修建简单，基本上不存在钢结构的修建，成本低廉，修建难度较低。但是抛石码头一般主要用于水源气候环境比较适宜的地带，用于一些海岸环境不太好的地区时存在一些问题，如：海岸风浪很大时，很难进行码头修建，风浪会将抛下的石块冲散，石块难以聚集，码头难以建造。

高桩码头主要由基础，梁部、面层等结构组成，作为施工码头使用时各构件一般采用钢结构，主要优点为受力明确、稳定性好、装配化程度高及适应水深能力强等。但应用于海岸水生环境特殊的环境下时，存在以下缺点：

1、若海岸施工区域的块石密集，需要对块石进行清除，否则桩基难以伸入，高桩码头的桩基众多，需要清理的块石量极大，工作难度大；

2、上部结构底部轮廓形状复杂，死角多，水气不易排出，在季风期恶劣风浪条件下，面层和梁部结构难以承受波托力的作用，季风期需临时拆除面层及梁部结构；

3、构件类型及数量相对较多、施工相对繁琐。

4、经济性差，相对于板桩码头用钢量太大。

传统的板桩码头主要由前排桩、锚桩、桩间吹填砂及墙后吹填砂等组成，针对本项目特点，其相对于高桩码头结构主要具有用钢量节省、块石清除量相对较少、并有效解决了波托力问题等优点。但同时具有施工工序复杂(包括锚杆张拉、吹填砂、振冲砂等)、设备投入种类多、施工工期长等缺点。为解决传统的板桩码头存在的问题，有专利介绍了一种钢板桩的挡土墙。如专利号为“CN101503876A”的名为“一种用于港湾码头或船坞的组合钢板桩及一体化直立墙”的挡土墙，不同于传统钢板桩码头挡土墙需要使用锚板桩结构，该结构通过使用H型钢作为导向支撑，使用紧密连接的钢板桩作为挡土墙，钢板桩既能够有效阻挡内侧的土石流失形成码头结构，又能够阻挡外侧的波浪冲刷，防止对土石码头的洗刷。但该结构还存在一些问题：

1、H型钢施工时，需采用专用导向装置插打，施工复杂；而钢板桩以H型钢作为导向支撑，插打钢板桩时容易出现偏差。

2、该结构H型钢与U型钢采用焊接或螺栓，均需水下施工，对安全要求高，且费时费力。

现有技术的临时码头施工存在各种各样的问题，需要设计一种新的能解决现有技术存在问题的新型临时码头。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的临时码头存在的诸多问题，提供一种用于港湾临时码头的挡土墙结构。

本实用新型的技术方案为：一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：所述的挡土墙由多根竖直布置的钢板桩紧密连接而成，包括两侧的侧墙以及位于侧墙之间的外墙，挡土墙的内外两侧设置有多根间隔布置的钢管桩；所述的外墙与两侧的侧墙紧密连接；

所述的钢管桩包括设置于侧墙外侧的侧围钢管桩、设置于外墙外侧的外围钢管桩和外墙内侧的内围钢管桩；

所述的外围钢管桩以两两一组、组与组之间均匀间隔的模式排布在外墙的外侧；

所述的内围钢管桩与相邻的两个外围钢管桩固定连接呈三角结构布置于外墙的内外两侧；

所述的钢板桩与外围钢管桩、侧围钢管桩之间设置有导向支撑结构。

进一步所述的导向支撑结构包括两层支撑梁；所述的支撑梁一上一下平行间隔布置，支撑梁一端焊接在外围钢管桩或侧围钢管桩上，另一端固定在钢板桩上，两层支撑梁之间设置有连接板，位于上层的支撑梁下端安装有牛腿；所述的牛腿焊接在钢管桩上。

进一步位于外围钢管桩上的支撑梁和位于侧围钢管桩上的支撑梁相互连接。

进一步所述的内围钢管桩上设置有与相邻的外围钢管桩连接的连杆；所述的连杆一端固定在内围钢管桩的上端，另一端固定在相邻外围钢管桩的上端，内围钢管桩通过连杆与相邻的两个外围钢管桩形成三角形的桩群。

进一步位于同组的两根外围钢管桩之间设置有横向的第一支撑杆。

进一步相邻的两根侧围钢管桩之间设置有横向的第二支撑杆。

进一步位于侧墙和外墙连接处的侧围钢管桩和外围钢管桩之间设置有横向的第三支撑杆。

一种具有挡土墙结构的临时码头的施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括以下步骤：

1)、桩位开挖，使用挖掘机将已测量确定的开挖区域内的海底向下开挖3～6m，清理掉沉桩区域内的块石；

2)、施工平台填筑，使用自卸车及挖机搬运块石至已测量确定的填筑区域内填筑施工平台，施工平台的填筑底边缘距桩位不小于50cm；

3)、钢管桩施工，起吊振动锤夹持钢管桩至桩位，使用振动锤将钢管桩振动下沉至设计标高，先按组的模式安装外围钢管桩，在同组的两根外围钢管桩之间焊接第一支撑杆，再向两侧延伸安装侧围钢管桩，在相邻的两根侧围钢管桩之间焊接第二支撑杆，在挡土墙拐角处的侧围钢管桩和外围钢管桩之间焊接第三支撑杆，最后以每组外围钢管桩的中心面为定位基准插打内围钢管桩；

4)、支撑梁安装，支撑梁吊装至安装位置后与侧围钢管桩和外围钢管桩焊接，再使用挂篮钩挂在钢管桩上作为作业平台进行连接板与牛腿的焊接；

5)、钢板桩施工，钢板桩以支撑梁作为导梁，保持桩身垂直插打直至所有的钢板桩顺利合拢；

6)、挡土墙内侧填土施工，使用自卸车运输土石分层填筑挡土墙的内侧空间，推平填筑土石形成码头；

7)、码头附属设施施工，在码头上铺设厚碎石垫层做为桥面，最后安装护舷和系船柱，护舷采用轮胎，支撑墩兼做系缆墩。

进一步所述的步骤3中钢管桩的施工，可先在沉桩区域沉入一根直径大于钢管桩直径的型钢，再将钢管桩沉入已固定在海底的型钢中，保证钢管桩竖直，使用振动锤将其振沉至设计标高。

进一步所述的步骤5的钢板桩施工中，钢板桩沉桩分别从侧墙和外墙的中间开始，最初的第一块钢板桩以支撑梁作为导向定位安装，再以中间振沉完成的钢板桩为标准向两侧延伸振沉剩余的钢板桩。

本实用新型的优点有：1、本实用新型的挡土墙使用钢管桩作为挡土墙支撑，钢管桩受力结构稳定，插打固定难度不大，对于钢板桩的横向支撑稳定，不易受风浪的侵蚀，且后期码头使用完成，码头的拆卸也极为简单，码头的建筑材料均可以反复利用，节约成本；

2、本实用新型挡土墙在远离海岸的一端受到海浪的冲击力最大，因此这部分为挡土前的薄弱位置，本实用新型通过在这一部位设置两层钢管桩来增强这部分钢板状的横向支撑，避免了这部分的海浪侵蚀；

3、本实用新型设置两层支撑梁，能够起到很好的导向支撑作用，实际建设码头时，使用支撑梁作为导向架，能够精确的安装钢板桩，避免钢板桩安装过程中出现误差；

4、本实用新型结构简单，临时码头的建设快捷、精确，拆卸也极为容易，使用的材料能够多次利用，不会造成资源的浪费，节约了大量的成本。本实用新型的挡土墙充分考虑了海浪对码头的侵蚀问题，钢板桩和钢管桩的结合能够很好的降低海浪的冲击，保证码头的结构稳定性，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型的俯视图；

图2：本实用新型的侧视图；

图3：本实用新型的钢管桩与支撑梁的连接结构示意图；

其中：1—钢板桩；2—侧围钢管桩；3—外围钢管桩；4—内围钢管桩；5—支撑梁；6—连接板；7—牛腿；8—侧墙；9—外墙；10—连杆；11—第一支撑杆；12—第二支撑杆；13—第三支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～3，一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，挡土墙使用钢板桩1插打在海底形成，挡土墙为U型结构，其端部固定在海岸上，与海岸环绕形成环形的挡土防波结构，挡土墙环绕中间填筑土石形成码头。钢板桩1竖直布置，其下端垂直插打在海底上，相邻钢板桩1啮合紧密连接，钢板桩1通过钢管桩进行支撑。挡土墙包括位于左右两侧侧墙8和近海端一端的外墙9(如图1所示，图纸的左右两侧分别为左方向和右方向，图纸的上方为码头的近岸端，图纸的下方为码头的近海端)，外墙9的左右两端分别和两侧的侧墙8端部紧密连接。

如图1所示，侧墙8的外侧(正对码头的一侧为内侧，背向码头的一侧为外侧)设置有多根均匀竖直布置的侧围钢管桩2，外墙9的外侧设置有多根竖直布置的外围钢管桩3，外墙9的内侧设置有多根竖直布置的内围钢管桩4。

侧围钢管桩2均匀间隔排布，其下端固定在海床上，实际安装时，可以先插打一根环形的型钢，再插打钢管桩使其保持竖直状态。相邻的两根侧围钢管桩2之间焊接有横向的第二支撑杆12。

外围钢管桩3以两两一组、组与组均匀间隔的模式排布在挡土墙背向码头的一侧。同组的两根外围钢管桩3之间焊接有横向的第一支撑杆11。位于侧墙8和外墙9连接处的侧围钢管桩2和外围钢管桩3之间设置有横向的第三支撑杆13。

内围钢管桩4的轴线与相邻一组外围钢管桩3轴线的中心面重合。内围钢管桩4与相邻的一组外围钢管桩3形成一个等腰三角形，内围钢管桩4的上端设置有水平布置的连杆10，连杆10一端固定在内围钢管桩4的上端，另一端固定在相邻的外围钢管桩3的上端，内围钢管桩4通过连杆10与相邻的一组外围钢管桩3形成三角形的桩群结构，这样能将内围钢管桩4与外围钢管桩3固连在一起，增大结构受力的稳定性。

如图1和2所示，钢管桩在横向上和钢板桩1固定连接。钢板桩1与外围钢管桩3、内围钢管桩4和侧围钢管桩2之间设置有两层支撑梁5，如图3所示，支撑梁5一上一下平行间隔布置，支撑梁5一端固定在钢管桩上，另一端固定在钢板桩1上，两层支撑梁5之间设置有连接板6，位于上层的支撑梁5下端安装有牛腿7，牛腿7固定在钢管桩上。其中，外围钢管桩3和侧围钢管桩2上的支撑梁5相互连接形成贴合挡土墙的U型结构。

使用时，具体的码头建筑步骤为：1、测量放样，开挖及填筑区域采用GPS放样，桩基定位及沉放过程垂直度采用经纬仪交汇控制；

2、桩位开挖，为保证钢管桩和钢板桩顺利沉桩，沉放前需对钢管桩和钢板桩范围内的块石采用挖掘机进行清除，根据现场测量开挖的深度，清除的块石直接弃至填筑区；

3、施工平台填筑，在钢管桩和钢板桩施工前，采用自卸车及挖机在填筑区域采用块石填筑施工平台，为保证沉桩顺利，填筑过程中需保证填筑底边缘距桩位不小于50cm；

4、钢管桩施工，钢管桩采用130t履带吊装车，50t平板车运输至现场，然后通过现场打桩使用的260t履带吊卸车，为提高钢管桩沉桩施工效率，将钢管桩套在已沉入海边的HN600×200型钢上，尽量保证钢管桩竖直，以便液压振动锤直接夹桩后沉桩施工；

钢管桩采用260t履带吊配合ICE1412D液压振动锤振动下沉；起吊振动锤夹桩，然后将振动锤及钢管桩一起吊至桩位处，经两台全站仪交会测量(交会角控制在60°～120°)定位后缓慢下放，在自重作用下着床入土稳定，经测量平面位置及垂直度满足要求后低档振动下沉，待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉至设计标高位置，钢管桩下沉控制采取标高控制为主；

先按组的模式安装外围钢管桩3，在同组的两根外围钢管桩3之间焊接第一支撑杆11，再向两侧延伸安装侧围钢管桩2，在相邻的两根侧围钢管桩2之间焊接第二支撑杆12，在挡土墙拐角处的侧围钢管桩2和外围钢管桩3之间焊接第三支撑杆13，最后以每组外围钢管桩3的中心面为定位基准插打内围钢管桩4；

5、支撑梁安装，位于前沿支撑梁5总长20.3m，分两段安装，分别分为为9.0m和11.3m，两侧支撑梁5长度为10.6m，一次安装，支撑梁5采用260t履带吊吊至安装位置后与钢管桩焊接牢靠，支撑梁5吊装后采用卸扣脱钩，然后采用挂篮挂在钢管桩上做为施工平台进行支撑架与牛腿7之间的焊接；

6、钢板桩施工，钢板桩1从中心向两侧逐步插打，采用支撑梁5做导梁，插打过程中，需测量跟踪，发现倾斜，及时调整，为保证钢板桩1顺利合拢，要求桩身垂直，严格保证插打第一片钢板桩1的垂直度；

最初的一、二块钢板桩1以支撑梁5定位、垂直插至设计标高，平面位置和方向每打入3m测量校正1次，确保在同一直线上，以起到样板的作用；

其余钢板桩1沉桩时以已插好的钢板桩1为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩1锁口，然后用振动锤振动下沉，先插打到稳定的深度，一般为2～3m，插入桩位的钢板桩1需紧靠支撑梁5，待全部插打完毕后再依次打到设计标高，插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点；

钢板桩1插打完成后，在内围钢管桩4与相邻的外围钢管桩3的上端安装连杆10；

7、钢管桩桩帽、桩顶平联施工，钢板桩1施工完毕后，进行桩帽、平联施工，桩帽采用后场加工，安装前先测量出桩顶设计标高，然后采用割枪将高出部分的桩头切除，通过在支撑梁5上焊接挑梁做为切割平台，最后将后场加工成型的桩帽运输至现场采用吊车安装，桩帽与钢管桩间采用焊接连接，焊接完成后，需安装设计焊接桩帽与钢管桩间的肋板；

平联分为桩顶平联和桩间平联，平联与桩帽、钢管桩间采用满焊连接；

8、挡土墙内侧填土施工，钢板桩1、钢管桩施工完毕后，进行墙后填土施工，墙后填土主要采用自卸车运输、装载机推平，施工过程中需分层填筑；

9、码头附属设施施工，码头铺设15cm厚碎石垫层做为桥面，最后安装护舷和系船柱，护舷采用轮胎，支撑墩兼做系缆墩。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：所述的挡土墙由多根竖直布置的钢板桩(1)紧密连接而成，包括两侧的侧墙(8)以及位于侧墙(8)之间的外墙(9)，挡土墙的内外两侧设置有多根间隔布置的钢管桩；所述的外墙(9)与两侧的侧墙(8)紧密连接；

所述的钢管桩包括设置于侧墙(8)外侧的侧围钢管桩(2)、设置于外墙(9)外侧的外围钢管桩(3)和设置于外墙(9)内侧的内围钢管桩(4)；

所述的外围钢管桩(3)以两两一组、组与组之间均匀间隔的模式排布在外墙(9)的外侧；

所述的内围钢管桩(4)与相邻的两个外围钢管桩(3)固定连接呈三角结构分别布置于外墙(9)的内外两侧；

所述的钢板桩(1)与外围钢管桩(3)、侧围钢管桩(2)之间设置有导向支撑结构。

2.如权利要求1所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：所述的导向支撑结构包括两层支撑梁(5)；所述的支撑梁(5)一上一下平行间隔布置，支撑梁(5)一端焊接在外围钢管桩(3)或侧围钢管桩(2)上，另一端固定在钢板桩(1)上，两层支撑梁(5)之间设置有连接板(6)，位于上层的支撑梁(5)下端安装有牛腿(7)；所述的牛腿(7)焊接在钢管桩上。

3.如权利要求2所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：位于外围钢管桩(3)上的支撑梁(5)和位于侧围钢管桩(2)上的支撑梁(5)相互连接。

4.如权利要求1所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：所述的内围钢管桩(4)上设置有与相邻的外围钢管桩(3)连接的连杆(10)；所述的连杆(10)一端固定在内围钢管桩(4)的上端，另一端固定在相邻外围钢管桩(3)的上端，内围钢管桩(4)通过连杆(10)与相邻的外围钢管桩(3)形成三角形的桩群结构。

5.如权利要求1所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：位于同组的两根外围钢管桩(3)之间设置有横向的第一支撑杆(11)。

6.如权利要求1所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：相邻的两根侧围钢管桩(2)之间设置有横向的第二支撑杆(12)。

7.如权利要求1所述的一种用于港湾临时码头的挡土墙结构，其特征在于：位于侧墙(8)和外墙(9)连接处的侧围钢管桩(2)和外围钢管桩(3)之间设置有横向的第三支撑杆(13)。