專利名稱：淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海岸碼頭，具體涉及一種板樁結(jié)構(gòu)碼頭以及相應(yīng)的施工工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國水路運輸發(fā)展需求，新港口的選址和建設(shè)不得不面向淤泥質(zhì)海岸擴展。 在淤泥海岸建造港區(qū)多采用防波堤掩護(hù)，挖入式港池為主，為了增大投資效益，需要擴大港 區(qū)陸域面積，充分利用港池水域，因此在這類港區(qū)常采用滿堂式布置。在滿堂式布置中，最 節(jié)省港池面積增大陸域面積的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)屬板樁結(jié)構(gòu)。但是傳統(tǒng)的板樁碼頭結(jié)構(gòu)型式適 用范圍狹窄，僅適用于碼頭噸位等級小，地質(zhì)條件好的場地。隨著應(yīng)用需求的迫切和科技的 進(jìn)步，設(shè)計針對砂土地基提出遮簾板樁結(jié)構(gòu)和卸荷板樁結(jié)構(gòu)，這兩種新型結(jié)構(gòu)能夠有效的 遮擋由砂土、碎石土產(chǎn)生的土壓力，可以明顯改善板樁墻的受力條件，使得板樁碼頭能夠適 應(yīng)更大的船舶使用要求。目前這兩種板樁新結(jié)構(gòu)型式在砂土地基上應(yīng)用基本成熟。但是這 類板樁結(jié)構(gòu)直接應(yīng)用淤泥質(zhì)地基上，存在以下問題
(I)淤泥摩擦角很小，隨著填土高差增加產(chǎn)生巨大水平力，致使遮簾板樁和板樁前 墻彎矩過大；
(2)淤泥剪切強度低，遮簾板樁起不到遮簾作用，淤泥可以繞過遮簾樁作用到前墻 上；
(3)淤泥將所受的豎向荷載轉(zhuǎn)化為水平荷載的比例較大，增大了板樁墻上的彎矩。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有板樁結(jié)構(gòu)直接應(yīng)用淤泥質(zhì)地基上所存在的問題，而提供一種新型 的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)減小板樁和遮簾樁上的水平土壓力，使其在碼頭前沿 水深加深后，板樁結(jié)構(gòu)能夠滿足安全、適用、耐久的要求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，所述碼頭結(jié)構(gòu)包括
臨時圍堤，所述臨時圍堤設(shè)置在淤泥質(zhì)地基上；
前板樁墻，所述前板樁墻穿透臨時圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入土層；
后錨碇墻，所述后錨碇墻穿透臨時圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入土層；
軌道樁基，所述軌道樁基打設(shè)在前板樁墻和后錨碇墻之間，并穿透臨時圍堤的堤 身和淤泥層進(jìn)入土層；
水泥攪拌樁，所述水泥攪拌樁設(shè)置在前板樁墻和后錨碇墻之間，對淤泥進(jìn)行加 固；
錨碇拉桿，所述錨碇拉桿連接前板樁墻和后錨碇墻；
拋石棱體，所述拋石棱體拋填于前板樁墻的后面和后錨碇墻的前面。
在碼頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實例中，所述淤泥質(zhì)地基中打設(shè)有若干排水板，以形成淤泥排 水通道。
進(jìn)一步的，所述臨時圍堤為斜坡式袋裝砂被結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述前板樁墻為連續(xù)T形結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步，所述軌道樁基包括前軌道樁基和后軌道裝置，分別與前板樁墻和后錨碇 墻對應(yīng)打設(shè)。
進(jìn)一步的，所述水泥攪拌樁對淤泥進(jìn)行加固的深度超過碼頭前水域設(shè)計泥面5m 以上,并且加固后土體的內(nèi)摩擦角大于30°。
作為本發(fā)明的第二目的，針對上述板樁碼頭結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的施工方 法，該方法包括如下步驟
(I)在淤泥質(zhì)地基上施工臨時圍堤，由臨時圍堤的自身重量對地基進(jìn)行堆載預(yù)壓 加固；
(2)當(dāng)加固后的淤泥含水量低于50%時，開始在臨時圍堤上施工前板樁墻、后錨碇 墻，使前板樁墻和后錨碇墻分別穿透圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入承載力較高土層；
(3)在前板樁墻與后錨碇墻之間的臨時圍堤底部淤泥中，通過水泥攪拌樁進(jìn)行加 固；
(4)臨時圍堤底部淤泥進(jìn)行加固完成后，打設(shè)軌道樁基，并拋填前板樁墻后面拋石 棱體和后錨碇墻前的拋石棱體；
(5)在前板樁墻和后錨碇墻之間安裝錨碇拉桿；
(6)板樁結(jié)構(gòu)施工完成后，開挖前板樁墻以前圍堤剩余土方和天然泥面以下土方， 使碼頭前沿達(dá)到設(shè)計水深。
在板樁碼頭施工方法的優(yōu)選實例中，在施工圍堤前對淤泥質(zhì)地基進(jìn)行打設(shè)塑料排 水板，形成便于淤泥排水的排水通道。
進(jìn)一步的，所述步驟(3)中水泥攪拌樁進(jìn)行加固深度超過碼頭前水域設(shè)計泥面5m 以上,加固后土體的內(nèi)摩擦角大于30°以上。
根據(jù)上述方案形成的板樁結(jié)構(gòu)碼頭具有以下優(yōu)點
(I)板樁碼頭與圍堤結(jié)合，即完成船舶靠泊功能，又兼具岸壁功能，有效地減少工 程投資，增加了港池陸域面積；
(2)先形成圍堤，為板樁結(jié)構(gòu)施工和攪拌樁提供陸域施工條件，降低施工難度和施 工費用；
(3)碼頭結(jié)構(gòu)施工與后方陸域形成、地基加固等工序，可同步處理。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明中臨時圍堤的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中板樁碼頭的主體結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明中板樁碼頭的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明中前板樁墻的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
參見圖3，其所示為本發(fā)明所提供適用于淤泥質(zhì)海岸的板樁碼頭的結(jié)構(gòu)例。由圖可 知，整個板樁碼頭100主要由臨時圍堤101、前板樁墻102、后錨碇墻103、錨碇拉桿104、拋 石棱體105、水泥攪拌樁106以及軌道樁基107組合而成。
參見圖1，臨時圍堤101設(shè)置在淤泥質(zhì)地基200上，為后續(xù)的板樁結(jié)構(gòu)陸上施工提 供條件。由于淤泥質(zhì)地基沒有陸域施工條件，因此需要建造臨時圍堤提供。本發(fā)明中，該臨 時圍堤101采用斜坡式袋裝砂被結(jié)構(gòu)，堤頂寬度根據(jù)碼頭寬度確定，以便能夠為板樁結(jié)構(gòu) 陸上施工提供條件。
對于淤泥質(zhì)地基200，本發(fā)明在其中打設(shè)有若干排水板201，具體可以為塑料排水 板201。這些排水板201之間相互構(gòu)成為淤泥排水的排水通道。
參見圖2，前板樁墻102和后錨碇墻103用于構(gòu)成碼頭的主體結(jié)構(gòu)，其中前板樁墻 102穿透臨時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn)入承載力較高土層300 ;同時 后錨碇墻103也穿透臨時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn)入承載力較高土層 300。施工時兩者在臨時圍堤101的堤頂上進(jìn)行，具體的位置可視具體情況而目。
參見圖4，為了保證碼頭的主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，該前板樁墻102采用連續(xù)T形的結(jié) 構(gòu)。
在前板樁墻102和后錨碇墻103之間打設(shè)軌道樁基107。軌道樁基107同樣穿透 臨時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn)入承載力較高土層300 ;其包括前軌道 樁基107a和后軌道樁基107b，前軌道樁基107a的打設(shè)位置靠近前板樁墻102，與其配合； 后軌道樁基107b的打設(shè)位置與后錨碇墻103靠近，與其配合。
水泥攪拌106用于對前板樁墻102和后錨碇墻103之間的淤泥進(jìn)行加固。水泥攪 拌106施工時，在臨時圍堤101的堤頂上進(jìn)行，其對淤泥的加固深度超過碼頭前水域設(shè)計泥 面5m以上，加固后土體的內(nèi)摩擦角大于30°以上。
拋石棱體105拋填前板樁墻102的后面和后錨碇墻103的前面。
錨碇拉桿104用于連接前板樁墻102和后錨碇墻103,該錨碇拉桿104上設(shè)置有張 緊器104a。
最終由如板粧墻102和后鋪旋墻103之間圍堤堤身101、水泥攬祥粧106加固后 的土體、軌道樁基107、前板樁墻后面拋石棱體105、后錨碇墻前的拋石棱體105、前板樁墻 102、后錨碇墻103、錨碇拉桿104結(jié)合成整體的板樁結(jié)構(gòu)。再挖除前前板樁墻前圍堤的剩余 堤身和淤泥，達(dá)到碼頭要求的前沿水深，板樁碼頭結(jié)構(gòu)既已完成。
最后在板樁碼頭上設(shè)置輔助設(shè)施，如系船柱108和鼓型橡膠護(hù)舷109等。
針對上述方案板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其具體的施工過程如下(參見圖1至圖3):
(I)施工臨時圍堤前需要對淤泥質(zhì)地基200進(jìn)行打設(shè)塑料排水板201，為淤泥提供 排水通道；
(2)在打設(shè)塑料排水板的淤泥質(zhì)地基200上施工形成臨時圍堤101，臨時圍堤101的自身重量對地基進(jìn)行堆載預(yù)壓加固；
(3)當(dāng)加固后的淤泥含水量低于50%時，開始在臨時圍堤101的堤頂上施工前板樁 墻102和后錨碇墻103 ;具體根據(jù)實際的設(shè)計要求將前板樁墻102和后錨碇墻103穿透臨 時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn)入承載力較高土層300 ；
(4)在臨時圍堤101的堤頂上對前板樁墻102與后錨碇墻103之間圍堤底部的淤 泥，通過水泥攪拌樁106進(jìn)行加固，加固深度超過碼頭前水域設(shè)計泥面5m以上，加固后土體 的內(nèi)摩擦角大于30°以上；
(5)在圍堤底部淤泥進(jìn)行加固完成后，在前板樁墻102與后錨碇墻103之間打設(shè)軌 道樁基107，其中前軌道樁基107a穿透臨時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn) 入承載力較高土層300，具體的打設(shè)位置靠近前板樁墻102，并與其配合；后軌道樁基107b 也穿透臨時圍堤101的堤身和淤泥質(zhì)地基200的淤泥層進(jìn)入承載力較高土層300，具體打設(shè) 位置與后錨碇墻103靠近，與其配合；由此形成板樁碼頭的主體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)
(6)在軌道樁基107打設(shè)完畢后，對前板樁墻102的后面以及后錨碇墻的前面拋 填拋石棱體105，對于前板樁墻102后面拋填的拋石棱體105設(shè)置碎石墊層及混合倒濾層 105a進(jìn)行加固；
(6)在拋填拋石棱體105后，在前板樁墻102和后錨碇墻103之間安裝錨碇拉桿 104，實現(xiàn)兩者的連接；
(7)板樁結(jié)構(gòu)施工完成后，開挖前板樁墻102以前臨時圍堤的剩余土方和天然泥 面400以下土方，使碼頭前沿達(dá)到設(shè)計水深(如圖3所示)。
由此形成的板樁碼頭結(jié)構(gòu)減小板樁和遮簾樁上的水平土壓力，使其在碼頭前沿水 深加深后，板樁結(jié)構(gòu)能夠滿足安全、適用、耐久的要求，能夠直接應(yīng)用于淤泥質(zhì)地基上。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碼頭結(jié)構(gòu)包括臨時圍堤，所述臨時圍堤設(shè)置在淤泥質(zhì)地基上；前板樁墻，所述前板樁墻穿透臨時圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入土層；后錨碇墻，所述后錨碇墻穿透臨時圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入土層；軌道樁基，所述軌道樁基打設(shè)在前板樁墻和后錨碇墻之間，并穿透臨時圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入土層；水泥攪拌樁，所述水泥攪拌樁設(shè)置在前板樁墻和后錨碇墻之間，對淤泥進(jìn)行加固；錨碇拉桿，所述錨碇拉桿連接前板樁墻和后錨碇墻；拋石棱體，所述拋石棱體拋填于前板樁墻的后面和后錨碇墻的前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述淤泥質(zhì)地基中打設(shè)有若干排水板，以形成淤泥排水通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述臨時圍堤為斜坡式袋裝砂被結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，述前板樁墻為連續(xù)T 形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軌道樁基包括前軌道樁基和后軌道裝置，分別與前板樁墻和后錨碇墻對應(yīng)打設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述水泥攪拌樁對淤泥進(jìn)行加固的深度超過碼頭前水域設(shè)計泥面5m以上，并且加固后土體的內(nèi)摩擦角大于 30°。
7.淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)在淤泥質(zhì)地基上施工臨時圍堤，由臨時圍堤的自身重量對地基進(jìn)行堆載預(yù)壓加固；(2)當(dāng)加固后的淤泥含水量低于50%時，開始在臨時圍堤上施工前板樁墻、后錨碇墻， 使前板樁墻和后錨碇墻分別穿透圍堤的堤身和淤泥層進(jìn)入承載力較高土層；(3)在前板樁墻與后錨碇墻之間的臨時圍堤底部淤泥中，通過水泥攪拌樁進(jìn)行加固；(4)臨時圍堤底部淤泥進(jìn)行加固完成后，打設(shè)軌道樁基，并拋填前板樁墻后面拋石棱體和后錨碇墻前的拋石棱體；(5)在前板樁墻和后錨碇墻之間安裝錨碇拉桿；(6)板樁結(jié)構(gòu)施工完成后，開挖前板樁墻以前圍堤剩余土方和天然泥面以下土方，使碼頭前沿達(dá)到設(shè)計水深。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，在施工圍堤前對淤泥質(zhì)地基進(jìn)行打設(shè)塑料排水板，形成便于淤泥排水的排水通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，所述步驟(3)中水泥攪拌樁進(jìn)行加固深度超過碼頭前水域設(shè)計泥面5m以上，加固后土體的內(nèi)摩擦角大于30°以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了淤泥質(zhì)海岸板樁碼頭結(jié)構(gòu)及施工方法，其中碼頭由臨時圍堤、前板樁墻、后錨碇墻、錨碇拉桿、前板樁墻和后錨碇墻之間的加固土體組合而成；其中臨時圍堤設(shè)置在淤泥質(zhì)地基上，前板樁墻和后錨碇墻穿透堤身和淤泥層進(jìn)入承載力較高土層；打設(shè)軌道樁基；在前板樁墻和后錨碇墻之間的淤泥，通過水泥攪拌樁進(jìn)行加固；拋填前板樁墻后面拋石棱體和后錨碇墻前的拋石棱體；通過錨碇拉桿連接前板樁墻和后錨碇墻，最終合成整體的板樁結(jié)構(gòu)。本發(fā)明形成的板樁碼頭能夠直接應(yīng)用淤泥質(zhì)地基上。
文檔編號E02B3/06GK102995602SQ20121049548
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者程澤坤, 李武, 杭建忠 申請人:中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司