樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法，樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)包括：近水側(cè)的樁基平臺，包括伸入地下的樁基群以及支撐在所述樁基群上的頂部平臺；提供直立岸壁的桶式基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)桶體和上部桶體，上部桶體固定在所述基礎(chǔ)桶體上，在所述基礎(chǔ)桶體的前方設(shè)有朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體；以及連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的簡支板，簡支板一端支撐在所述頂部平臺上，簡支板的另一端支撐在所述上部桶體頂部。本發(fā)明的該種組合碼頭結(jié)構(gòu)大幅減小了樁基平臺寬度，降低碼頭造價。
【專利說明】 粧桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水工碼頭結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在軟土地基上建造的碼頭多為樁基承臺結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的接岸式樁基碼頭由樁基承臺(包括樁基和上部結(jié)構(gòu))和后方擋土結(jié)構(gòu)組成。對于軟土地基上的大型深水樁基碼頭，一方面由于岸坡穩(wěn)定性要求樁基承臺下的泥面邊坡較緩，另一方面建于軟土地基上的后方擋土結(jié)構(gòu)的前后泥面高差小，這兩方面的原因均導(dǎo)致碼頭樁基承臺前后間的寬度大，增加碼頭的工程造價。滿堂式高樁碼頭與后方場地連成一片，具有操作使用方便、交通組織流暢、陸域面積大、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，在軟土地基上受陸域斜坡堤駁岸結(jié)構(gòu)的影響，往往使得滿堂式高樁碼頭結(jié)構(gòu)寬度增大，施工打樁難，工程投資增加，尤其在水域受到限制的港池，建設(shè)滿堂式高樁碼頭的必要性更大，因而必須克服上述不足。
[0003]中國專利ZL03100412公開了一種樁基承臺前后方設(shè)擋土結(jié)構(gòu)的大型碼頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括樁基承臺、后方擋土結(jié)構(gòu)，及在樁基承臺前方下平行于碼頭岸線方向設(shè)置的前方擋土結(jié)構(gòu)，樁基承臺的樁基位于前方和后方擋土結(jié)構(gòu)之間的地基土中，或部分樁基位于前方擋土結(jié)構(gòu)上；前方擋土結(jié)構(gòu)為平行于碼頭岸線方向排列的圓筒體結(jié)構(gòu)，或橢圓筒體結(jié)構(gòu)，或空心多邊形筒體結(jié)構(gòu)，其上帶有密封頂蓋板，頂蓋板上設(shè)有可開關(guān)的通孔。其前后方均設(shè)擋土結(jié)構(gòu)，不能作為駁岸使用，若加設(shè)駁岸結(jié)構(gòu)則不適用于水域面積小的港池。
[0004]因此，缺少一種解決碼頭和駁岸雙重功能的新型組合水工結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中滿堂式高樁碼頭占地面積大，施工成本高的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其包括:近水側(cè)的樁基平臺，包括伸入地下的樁基群以及支撐在所述樁基群上的頂部平臺；提供直立岸壁的桶式基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)桶體和上部桶體，上部桶體固定在所述基礎(chǔ)桶體上，在所述基礎(chǔ)桶體的前方設(shè)有朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體；以及連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的簡支板，簡支板一端支撐在所述頂部平臺上，簡支板的另一端支撐在所述上部桶體頂部。
[0007]優(yōu)選的，所述樁基群由直樁和叉樁組合而成。
[0008]優(yōu)選的，所述基礎(chǔ)桶體的前方土體允許挖出高度為基礎(chǔ)桶體高度的0-0.5倍。
[0009]優(yōu)選的，所述斜坡石棱體的厚度為所述基礎(chǔ)桶體高度的0.25倍以上，所述斜坡式拋石棱體的頂部寬度大于1.5倍的所述基礎(chǔ)桶體高度。
[0010]優(yōu)選的，所述上部桶體的中心偏離所述基礎(chǔ)桶體的中心，并且向所述樁基平臺側(cè)偏離。
[0011]優(yōu)選的，所述簡支板與頂部平臺間、所述簡支板與上部桶體間均設(shè)有調(diào)節(jié)沉降功能的墊塊。
[0012]本發(fā)明還提供一種樁桶組合碼頭的施工方法，所述樁桶組合碼頭的結(jié)構(gòu)采用上述樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，具體施工方法按下述步驟進(jìn)行:
[0013]A.預(yù)制基礎(chǔ)桶體、上部桶體和簡支板；
[0014]B.運輸、安裝定位基礎(chǔ)桶體，將上部桶體固定置于基礎(chǔ)桶體上；
[0015]C.回填陸域以及填充上部桶體；
[0016]D.開挖基礎(chǔ)桶體的前方土體，打設(shè)樁基群，樁基群完工后向所述基礎(chǔ)桶體前方拋填石塊，以形成朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體；
[0017]E.在樁基群上部澆筑橫梁和縱梁形成頂部平臺；
[0018]F.安裝簡支板，將簡支板的兩端分別支撐在頂部平臺和上部桶體上；
[0019]G.在頂部平臺、簡支板和第二蓋板表面澆制面層。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟B中基礎(chǔ)桶體與上部桶體安裝的具體施工方法為:
[0021]a)預(yù)制完成的給基礎(chǔ)桶體通過氣囊和鋼托盤滾裝上半潛駁，然后通過半潛駁托運到施工現(xiàn)場；
[0022]b)通過對基礎(chǔ)桶體充氣將基礎(chǔ)桶體運出半潛駁船，再通過拖輪將基礎(chǔ)桶體托運到安裝現(xiàn)場；`
[0023]c)基礎(chǔ)桶體定位后，打開基礎(chǔ)桶體頂部第一蓋板上的透氣孔，使基礎(chǔ)桶體下沉，直至沉到設(shè)計標(biāo)高；
[0024]d)通過方駁運輸上部桶體到施工現(xiàn)場，在基礎(chǔ)桶體安裝完成后，上部桶體通過吊裝設(shè)備或浮運插入基礎(chǔ)桶體上第一蓋板的杯口中，杯口與上部桶體之間的空隙通過水下混凝土燒筑。
[0025]如上所述，本發(fā)明的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法，具有以下有益效果:樁基平臺發(fā)揮豎向承載力高的優(yōu)勢，桶式基礎(chǔ)為樁基平臺能夠形成滿堂式布置提供直立駁岸邊界，簡支板作為連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的連接構(gòu)件，同時兼作交通通道，該種組合大幅減小樁基平臺寬度，降低碼頭造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1顯示為本發(fā)明的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2顯示為本發(fā)明的桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]元件標(biāo)號說明
[0029]I頂部平臺
[0030]2樁基群
[0031]3簡支板
[0032]4面層
[0033]5上部桶體
[0034]6基礎(chǔ)桶體
[0035]7第一蓋板
[0036]8第二蓋板
[0037]9斜坡式拋石棱體[0038]10前方土體
[0039]11墊塊
[0040]61隔板
【具體實施方式】
[0041]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0042]請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0043]如圖1所示，本發(fā)明提供一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其包括:近水側(cè)的樁基平臺，包括伸入地下的樁基群2以及支撐在樁基群2上的頂部平臺1，樁基平臺滿足船舶的靠泊功能；提供直立岸壁的桶式基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)桶體6和上部桶體5，上部桶體5固定在基礎(chǔ)桶體6上，在基礎(chǔ)桶體6的前方設(shè)有朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體9，該桶式基礎(chǔ)及斜坡式拋石棱體滿足擋土功能；以及連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的簡支板3,簡支板3的一端支撐在頂部平臺I上，簡支板3的另一端支撐在上部桶體5頂部。本發(fā)明的樁基平臺發(fā)揮豎向承載力高的優(yōu)勢，桶式基礎(chǔ)為樁基平臺能夠形成滿堂式布置提供直立駁岸邊界，簡支板作為連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的連接構(gòu)件，同時兼作交通通道，該種組合大幅減小樁基平臺寬度，降低碼頭造價。
[0044]為便于調(diào)節(jié)沉降，上述簡支板3與頂部平臺I間、簡支板3與上部桶體5間均設(shè)有調(diào)節(jié)沉降功能的墊塊11，該墊塊可以為橡膠墊塊，也可以為其他具有一定彈性的墊塊。根據(jù)沉降程度選擇墊塊的厚度，以確保面層的水平性。
[0045]本實施例的基礎(chǔ)桶體近水側(cè)的前方土體10可以開挖，前方土體10允許挖出高度為基礎(chǔ)桶體高度的0-0.5倍，挖出后再用石塊等填充體在基礎(chǔ)桶體前方拋成上述斜坡式拋石棱體9。上述斜坡式拋石棱體9的厚度為基礎(chǔ)桶體高度的0.25倍以上，其頂部寬度大于
1.5倍的基礎(chǔ)桶體高度。這樣可以保證水平方向的擋土能力。
[0046]如圖2所示，上述桶式基礎(chǔ)為分離式結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)桶體6和上部桶體5分別預(yù)制并固定。基礎(chǔ)桶體6內(nèi)設(shè)有多層隔板61將基礎(chǔ)桶體分成多個隔艙，基礎(chǔ)桶體6的頂部設(shè)有第一蓋板7,上部桶體5置于第一蓋板7上,在上部桶體5的頂部設(shè)有第二蓋板8。本實施例中在第二蓋板8和簡支板3的表面澆筑面層4，便于車輛的運行。上述樁基平臺主要承受由面層4和頂部平臺1內(nèi)縱橫梁傳遞來的豎向荷載，滿足船機(jī)裝卸作業(yè)要求，實現(xiàn)常規(guī)碼頭功能；上述桶式基礎(chǔ)主要承受后方回填土產(chǎn)生的水平土壓力，擋住土體形成直立岸壁，方便碼頭(即樁基平臺)與岸壁相接；簡支板連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)，可以適應(yīng)樁基群與桶式基礎(chǔ)之間的不均勻沉降，使組合碼頭整體變形協(xié)調(diào)。
[0047]上述上部桶體5和基礎(chǔ)桶體6分開預(yù)制，基礎(chǔ)桶體6內(nèi)通過多個隔板61分成多個隔艙，通過隔板加強(qiáng)基礎(chǔ)桶體的承載力，確?；A(chǔ)桶體承受水平方向的土壓力。為便于運輸安裝，在上述第一蓋板7上設(shè)置透氣孔。在第一蓋板7上還設(shè)有杯口，上部桶體5插入杯口中，杯口與上部桶體間的間隙由水下混凝土澆筑，使上部桶體與基礎(chǔ)桶體固定，構(gòu)成桶式基礎(chǔ)，承受后方回填土產(chǎn)生的水平土壓力，擋住土體形成直立岸壁，方便碼頭與岸壁相接。上述基礎(chǔ)桶體6可以單獨浮運，此時浮運水深要求較淺，適合淺灘施工；基礎(chǔ)桶體6安放完成，上部桶體5可以通過吊裝或者預(yù)制上桶底托板，按沉箱浮運方式運輸?shù)交A(chǔ)桶體6上方安放，上部桶體5和基礎(chǔ)桶體6通過杯口連接，連接部位通過澆筑水下混凝土封縫。
[0048]在本實施例中，上部桶體5的中心偏離基礎(chǔ)桶體6的中心，并且向樁基平臺側(cè)偏離。當(dāng)上部桶體5偏離基礎(chǔ)桶體中心，能使基礎(chǔ)桶體的頂部承擔(dān)更多回填土垂直壓力，垂直壓力與回填土產(chǎn)生的水平壓力對于桶體轉(zhuǎn)動點構(gòu)成反向力矩，使傾覆力矩的和變小，同時垂直壓力使桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)底面正壓增加，增大底面摩擦力，進(jìn)而提高桶式基礎(chǔ)抗水平力的能力。
[0049]上述樁基平臺的近水側(cè)設(shè)有碼頭所安裝的結(jié)構(gòu)，如系船柱、橡膠護(hù)舷，橡膠護(hù)舷根據(jù)需要按多層標(biāo)高設(shè)計。
[0050]本發(fā)明還提供一種上述樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)的施工方法，其按下述步驟進(jìn)行:
[0051]A.預(yù)制基礎(chǔ)桶體6、上部桶體5、第一蓋板7、第二蓋板8和簡支板3,通過工廠生產(chǎn)，減少現(xiàn)場施工時間；
[0052]B.運輸、安裝定位基礎(chǔ)桶體6,將上部桶體5固定置于基礎(chǔ)桶體6的第一蓋板7上；
[0053]C.回填陸域以及填充上部桶體5，將第二蓋板8蓋于上部桶體5上；
[0054]D.開挖基礎(chǔ)桶體6的前方土體10，從圖1中的天然泥面開始下挖一直挖設(shè)到設(shè)計標(biāo)高即圖中的泥面，最好地開挖基礎(chǔ)桶體6的前方土體高度為基礎(chǔ)桶體高度的0-0.5倍，過深會影響基礎(chǔ)桶體自身的穩(wěn)定性；挖好后，打設(shè)樁基群2，樁基群2由直樁和叉樁組成，樁基群2完工后向基礎(chǔ)桶體前方拋填石塊，以形成朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體9，斜坡式拋石棱體9更加確保了整個桶式基礎(chǔ)的擋土能力，為樁基群提供一個穩(wěn)定的直立岸壁；
[0055]E.在樁基群2上部澆筑橫梁和縱梁形成頂部平臺I ;
[0056]F.安裝簡支板3，將簡支板4的兩端分別支撐在頂部平臺I和第二蓋板8上；根據(jù)需要，在簡支板與頂部平臺、第二蓋板間增設(shè)墊塊11，墊塊11的厚度根據(jù)沉降的程度選擇；
[0057]G.在頂部平臺1、簡支板3和第二蓋板8表面澆制面層4，加固各結(jié)構(gòu)間的連接，同時提供車輛運行的軌道平面，便于運輸。
[0058]本發(fā)明的施工方法簡單快捷，施工面積小，采用常規(guī)碼頭的建設(shè)即樁基平臺的建設(shè)，以及直立岸壁的建設(shè)即桶式基礎(chǔ)的安裝，完成了樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，在面積較窄的水域仍然能夠建設(shè)，既具有碼頭功能，又有駁岸功能，建造成本低。
[0059]上述步驟B中基礎(chǔ)桶體與上部桶體安裝的具體施工方法為:
[0060]a)預(yù)制完成的給基礎(chǔ)桶體6通過套上助浮氣囊和鋼托盤滾裝上半潛駁，然后通過半潛駁托運到施工現(xiàn)場；
[0061]b)通過對基礎(chǔ)桶體6充氣將基礎(chǔ)桶體運出半潛駁船，再通過拖輪將基礎(chǔ)桶體6漂托運到安裝現(xiàn)場；
[0062]c)基礎(chǔ)桶體6定位后，打開第一蓋板7上的透氣孔，使基礎(chǔ)桶體6下沉，直至沉到設(shè)計標(biāo)聞;
[0063]d)通過方駁運輸上部桶體5到施工現(xiàn)場，在基礎(chǔ)桶體6安裝完成后，上部桶體5通過吊裝設(shè)備或浮運插入基礎(chǔ)桶體6上第一蓋板7的杯口中，杯口與上部桶體7之間的空隙通過水下混凝土澆筑。至此完成基礎(chǔ)桶體和上部桶體的固定安裝，形成桶式基礎(chǔ)，提供樁基平臺連接的直立岸壁。
[0064]綜上所述，本發(fā)明的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法，樁基平臺發(fā)揮豎向承載力高的優(yōu)勢，桶式基礎(chǔ)為樁基平臺能夠形成滿堂式布置提供直立駁岸邊界，簡支板作為連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的連接構(gòu)件，同時兼作交通通道，該種組合大幅減小樁基平臺寬度，降低碼頭造價。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0065]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 近水側(cè)的樁基平臺，包括伸入地下的樁基群(2)以及支撐在所述樁基群(2)上的頂部平臺(1); 提供直立岸壁的桶式基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)桶體(6 )和上部桶體(5 )，上部桶體(5 )固定在所述基礎(chǔ)桶體(6)上，在所述基礎(chǔ)桶體(6)的前方設(shè)有朝向所述樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體(9)； 以及連接樁基平臺和桶式基礎(chǔ)的簡支板(3)，簡支板(3)—端支撐在所述頂部平臺(I)上，簡支板(3)的另一端支撐在所述上部桶體頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述樁基群(2)由直樁和叉樁組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基礎(chǔ)桶體(6)的前方土體(10)允許挖出高度為基礎(chǔ)桶體高度的0-0.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述斜坡式拋石棱體(9)的厚度為所述基礎(chǔ)桶體高度的0.25倍以上，所述斜坡石棱體(9)的頂部寬度大于1.5倍的所述基礎(chǔ)桶體高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上部桶體(5)的中心偏離所述基礎(chǔ)桶體(6)的中心，并且向所述樁基平臺側(cè)偏離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述簡支板(3)與頂部平臺(I)間、所述簡支板(3 )與上部桶體(5 )間均設(shè)有調(diào)節(jié)沉降功能的墊塊(11)。
7.一種樁桶組合碼頭的施工方法，其特征在于:所述樁桶組合碼頭的結(jié)構(gòu)采用如權(quán)利要求I所述的樁桶組合碼頭結(jié)構(gòu)，具體施工方法按下述步驟進(jìn)行: A.預(yù)制基礎(chǔ)桶體(6)、上部桶體(5)和簡支板(3)； B.運輸、安裝定位基礎(chǔ)桶體(6)，將上部桶體(5)固定置于基礎(chǔ)桶體上； C.回填陸域以及填充上部桶體(5); D.開挖基礎(chǔ)桶體(6)的前方土體(10)，打設(shè)樁基群(2)，樁基群(2)完工后向所述基礎(chǔ)桶體(6)前方拋填石塊，以形成朝向樁基群傾斜的斜坡式拋石棱體(9)； E.在樁基群(2)上部澆筑橫梁和縱梁形成頂部平臺(I)； F.安裝簡支板(3)，將簡支板(3)的兩端分別支撐在頂部平臺(I)和上部桶體上； G.在頂部平臺(I)、簡支板(3)和第二蓋板(8)表面燒制面層(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樁桶組合碼頭的施工方法，其特征在于:所述步驟B中基礎(chǔ)桶體與上部桶體安裝的具體施工方法為: a)預(yù)制完成的基礎(chǔ)桶體(6)通過氣囊和鋼托盤滾裝上半潛駁，然后通過半潛駁托運到施工現(xiàn)場； b)通過對基礎(chǔ)桶體(6)充氣將基礎(chǔ)桶體(6)運出半潛駁船，再通過拖輪將基礎(chǔ)桶體(6)托運到安裝現(xiàn)場； c)基礎(chǔ)桶體(6)定位后,打開基礎(chǔ)桶體頂部第一蓋板上的透氣孔,使基礎(chǔ)桶體(6)下沉，直至沉到設(shè)計標(biāo)高； d)通過方駁運輸上部桶體(5)到施工現(xiàn)場，在基礎(chǔ)桶體(6)安裝完成后，上部桶體(5)通過吊裝設(shè)備或浮運插入基礎(chǔ)桶體(6)上第一蓋板(7)的杯口中，杯口與上部桶體(5)之間的空隙通過水下混凝土 澆筑。
【文檔編號】E02B3/06GK103806407SQ201210449106
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】李武, 程澤坤, 陳浩群, 杭建忠, 李光輝 申請人:中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司