一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭及其建造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭及其建造方法?；A(chǔ)碼頭包括承臺面板、長樁、短柱、沉箱，所述沉箱放置在預(yù)處理的海底基床上，所述長樁上端與承臺面板澆筑在一起，下端深入海底軟基中；所述短柱下端與沉箱的沉箱頂板固定，上端與承臺面板連接。建造方法包括沉箱的制作，海底基床的制作，長樁和短柱的制作以及承臺面板的制作。本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭結(jié)合了重力式結(jié)構(gòu)與樁基結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)勢，可以有效解決重力式基礎(chǔ)在深水厚覆蓋層下的沉降問題，同時能改善碼頭的前沿泊穩(wěn)條件，使碼頭的承載力更高、抗震性更好、耐久性更佳，具有一定的經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭及其建造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于港口、水利工程建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭及其建造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)施工和地質(zhì)條件不同，深水碼頭的典型基礎(chǔ)型式有重力式結(jié)構(gòu)和樁基結(jié)構(gòu)兩大類。樁基結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是具有較高的豎向剛度和承載能力、有利于減少基礎(chǔ)沉降，但是水平荷載作用下基礎(chǔ)變形過大、耐久性差是該基礎(chǔ)型式的不足之處。重力式沉箱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是整體性好、具有較大的水平剛度大、抗震性能優(yōu)于樁基礎(chǔ)，缺點是對地基承載力要求高、工后沉降大、沉箱碼頭前沿波浪反射嚴(yán)重，且隨著碼頭水深的增加，造價急劇增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭及其建造方法。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，包括承臺面板、長樁、短柱、沉箱，所述沉箱放置在預(yù)處理的海底基床上，所述長樁上端與承臺面板澆筑在一起，下端深入海底軟基中；所述短柱下端與沉箱的沉箱頂板固定，上端與承臺面板連接。
[0005]進一步地，所述沉箱包括沉箱頂板、沉箱底板、隔板、第一鋼護筒和第二鋼護筒，所述沉箱頂板、沉箱底板分別固定在沉箱的頂部和底部，所述沉箱內(nèi)部設(shè)有縱橫交錯的隔板，將所述沉箱內(nèi)部劃分為不同倉格，在倉格內(nèi)交錯布置第一鋼護筒和第二鋼護筒；所述第一鋼護筒的外側(cè)壁與沉箱的倉格間不灌漿，灌注細(xì)砂或浙青使兩者之間弱連接，所述第二鋼護筒下端與沉箱頂板固定。
[0006]進一步地，在所述沉箱頂板上開有預(yù)制杯口，在沉箱頂板內(nèi)部預(yù)制杯口的下部預(yù)埋的鋼筋網(wǎng)片，所述第二鋼護筒下端設(shè)置平頭焊釘，底部墊有鋼板，將第二鋼護筒插入預(yù)制杯口內(nèi)，與沉箱頂板澆筑成整體。
[0007]進一步地，所述長樁由第一鋼護筒與筒內(nèi)制作的鉆孔灌注樁組成鋼管混凝土樁基結(jié)構(gòu)。
[0008]進一步地，所述短柱由第二鋼護筒內(nèi)灌注混凝土制成。
[0009]進一步地，所述短柱頂端外壁上設(shè)置有環(huán)形承托鋼板，橡膠支座固定在短柱的頂端以傳遞承臺面板與短柱間的豎向荷載，承托鋼板上固定有彈性元件以傳遞承臺面板與短柱間的橫向荷載。
[0010]進一步地，所述彈性元件為承壓橡膠塊、壓力彈簧或是減震阻尼器。
[0011]一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭的建造方法，包括下列步驟:
I)沉箱的制作:在第一鋼護筒與沉箱內(nèi)部倉格的接觸處灌注一層細(xì)砂或浙青使兩者之間弱連接，避免長樁承擔(dān)沉箱自重；在沉箱是沉箱頂板預(yù)先開有預(yù)制杯口，所述第二鋼護筒下端設(shè)置平頭焊釘，底部墊有鋼板，將第二鋼護筒插入預(yù)制杯口內(nèi)，與沉箱頂板澆筑成整體，第二鋼護筒頂端設(shè)置環(huán)形承托鋼板；隨后將預(yù)制好的沉箱托運出海以待沉放；
2)清除待建碼頭海床區(qū)域表層淤泥并開挖成基槽，對基槽內(nèi)拋石作業(yè)，然后夯實成型并整平，完成海底基床的制作；
3)將預(yù)制好的沉箱運送至步驟2)中完成的海底基床上方預(yù)定位置下沉，在沉箱底部四周回填塊石，使沉箱著床固定；
4)抽除第一鋼護筒內(nèi)的水，以第一鋼護筒為導(dǎo)向制作鉆孔灌注樁形成深入軟基的鋼管混凝土長樁；
5)將第二鋼護筒內(nèi)灌注混凝土形成鋼管混凝土短柱，作為承臺面板和沉箱之間的連接構(gòu)件；
6)澆筑上部碼頭承臺面板，將碼頭承臺面板與長樁上端澆筑在一起，將短柱頂部做好與承臺面板的節(jié)點連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著地優(yōu)點:
本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭結(jié)合了重力式結(jié)構(gòu)與樁基結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)勢，可以有效解決重力式基礎(chǔ)在深水厚覆蓋層下的沉降問題，同時能改善碼頭的前沿泊穩(wěn)條件，使碼頭的承載力更高、抗震性更好、耐久性更佳，具有一定的經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明預(yù)制的沉箱示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明第一鋼護筒與沉箱倉格的連接示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明第二鋼護筒與沉箱頂板的連接示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明短柱與碼頭承臺面板節(jié)點連接示意圖。
[0018]圖6為本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)全直樁碼頭最終成型主視圖。
[0019]圖7為本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)全直樁碼頭最終成型后視圖。
[0020]圖8為本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)斜樁碼頭最終成型主視圖。
[0021]圖9為本發(fā)明深水開敞式組合基礎(chǔ)斜樁碼頭最終成型后視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下:
如圖1所示，一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，包括承臺面板1、長樁2、短柱3、沉箱4，所述沉箱4放置在預(yù)處理的海底基床上，所述長樁2上端與承臺面板I澆筑在一起，下端深入海底軟基中；所述短柱3下端與沉箱4的沉箱頂板5固定，上端與承臺面板I連接。
[0023]如圖2和圖3所示，所述沉箱4包括沉箱頂板5、沉箱底板6、隔板7、第一鋼護筒11和第二鋼護筒12，所述沉箱頂板5、沉箱底板6分別固定在沉箱4的頂部和底部，所述沉箱4內(nèi)部設(shè)有縱橫交錯的隔板7，將所述沉箱4內(nèi)部劃分為不同倉格，在倉格內(nèi)交錯布置第一鋼護筒11和第二鋼護筒12 ;所述第一鋼護筒11的外側(cè)壁與沉箱4的倉格間不灌漿，灌注細(xì)砂或浙青使兩者之間弱連接，所述第二鋼護筒12下端與沉箱頂板5固定。
[0024]如圖4所示，在所述沉箱頂板5上開有預(yù)制杯口 16，在沉箱頂板5內(nèi)部預(yù)制杯口16的下部預(yù)埋的鋼筋網(wǎng)片15，所述第二鋼護筒12下端設(shè)置平頭焊釘13，底部墊有鋼板14，將第二鋼護筒12插入預(yù)制杯口 16內(nèi)，與沉箱頂板5澆筑成整體。
[0025]如圖5所示，所述短柱3頂端外壁上設(shè)置有環(huán)形承托鋼板8，橡膠支座9固定于短柱3的頂端以傳遞承臺面板I與短柱3間的豎向荷載，承托鋼板8上固定有彈性元件10以傳遞承臺面板I與短柱3間的橫向荷載。所述彈性元件10為承壓橡膠塊、壓力彈簧或是減震阻尼器。
[0026]如圖6至圖9所示，所述長樁2由第一鋼護筒11與筒內(nèi)制作的鉆孔灌注樁組成鋼管混凝土樁基結(jié)構(gòu)。所述短柱3由第二鋼護筒12內(nèi)灌注混凝土制成。
[0027]一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭的建造方法，包括下列步驟:
1)沉箱4的制作:在第一鋼護筒11與沉箱4內(nèi)部倉格的接觸處灌注一層細(xì)砂或浙青使兩者之間弱連接，避免長樁2承擔(dān)沉箱4自重；在沉箱4是沉箱頂板5預(yù)先開有預(yù)制杯口16，所述第二鋼護筒12下端設(shè)置平頭焊釘13，底部墊有鋼板14，將第二鋼護筒12插入預(yù)制杯口 16內(nèi)，與沉箱頂板5澆筑成整體，第二鋼護筒12頂端設(shè)置環(huán)形承托鋼板8 ;隨后將預(yù)制好的沉箱4托運出海以待沉放；
2)清除待建碼頭海床區(qū)域表層淤泥并開挖成基槽，對基槽內(nèi)拋石作業(yè)，然后夯實成型并整平，完成海底基床的制作；
3)將預(yù)制好的沉箱4運送至步驟2)中完成的海底基床上方預(yù)定位置下沉，在沉箱4底部四周回填塊石，使沉箱4著床固定；
4)抽除第一鋼護筒11內(nèi)的水，以第一鋼護筒11為導(dǎo)向制作鉆孔灌注樁形成深入軟基的鋼管混凝土長樁2 ；
5)將第二鋼護筒12內(nèi)灌注混凝土形成鋼管混凝土短柱3，作為承臺面板I和沉箱4之間的連接構(gòu)件；
6)澆筑上部碼頭承臺面板1，將碼頭承臺面板I與長樁2上端澆筑在一起，將短柱3頂部做好與承臺面板I的節(jié)點連接。
[0028]在本實施例中，整個結(jié)構(gòu)的承重體系由沉箱重力式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和樁基結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共同組成。沉箱重力式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由沉箱4著床固定在海床上形成；樁基結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為一系列水下制作的深入軟基的長樁2和另一系列短柱3組成的鋼管混凝土樁束結(jié)構(gòu)。沉箱4內(nèi)部一部分倉格內(nèi)設(shè)有一系列垂直貫通沉箱4上下兩個端面的第一鋼護筒11，第一鋼護筒11頂口高出自由水面，第一鋼護筒11底口與沉箱底板6齊平，待沉箱4著床固定后利用第一鋼護筒11為導(dǎo)向，根據(jù)施工條件選擇鉆孔灌注樁或打入樁直至海床以下巖土層預(yù)定深度，形成長樁2 ;沉箱頂板5與第一鋼護筒11和第二鋼護筒12連接處做好密封防水處理，鋼護筒外表面須做好防腐、防銹處理。沉箱4尺寸為23 X 15 X 12m (高度)，沉箱4壁厚為0.4m,隔板7厚度為0.3m,沉箱頂板5厚度為4m，沉箱底板6厚度為lm，沉箱4內(nèi)部由隔板7劃分為不同倉格，四排倉格的長度分別為6+6+6+5m,寬度均為5m。一部分倉格放置第一鋼護筒11，另外一部分放置第二鋼護筒12，剩余倉格不填料不封頂，留待沉箱4托運至現(xiàn)場安裝完成后進行填石、澆注封頂混凝土，第一鋼護筒11和第二鋼護筒12壁厚30mm，直徑2000mm。
【權(quán)利要求】
1.一種深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，包括承臺面板(I)、長樁(2)、短柱(3)、沉箱(4)，所述沉箱(4)放置在預(yù)處理的海底基床上，所述長樁(2)上端與承臺面板(I)澆筑在一起，下端深入海底軟基中；所述短柱(3)下端與沉箱(4)的沉箱頂板(5)固定，上端與承臺面板(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，所述沉箱(4)包括沉箱頂板(5)、沉箱底板(6)、隔板(7)、第一鋼護筒(11)和第二鋼護筒(12)，所述沉箱頂板(5)、沉箱底板(6)分別固定在沉箱(4)的頂部和底部，所述沉箱(4)內(nèi)部設(shè)有縱橫交錯的隔板(7)，將所述沉箱(4)內(nèi)部劃分為不同倉格，在倉格內(nèi)交錯布置第一鋼護筒(11)和第二鋼護筒(12);所述第一鋼護筒(11)的外側(cè)壁與沉箱(4)的倉格間不灌漿，灌注細(xì)砂或浙青使兩者之間弱連接，所述第二鋼護筒(12)下端與沉箱頂板(5)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，在所述沉箱頂板(5)上開有預(yù)制杯口( 16)，在沉箱頂板(5)內(nèi)部預(yù)制杯口( 16)的下部預(yù)埋的鋼筋網(wǎng)片(15)，所述第二鋼護筒(12)下端設(shè)置平頭焊釘(13)，底部墊有鋼板(14)，將第二鋼護筒(12)插入預(yù)制杯口( 16)內(nèi)，與沉箱頂板(5)燒筑成整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，所述長樁(2)由第一鋼護筒(11)與筒內(nèi)制作的鉆孔灌注樁組成鋼管混凝土樁基結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，所述短柱(3)由第二鋼護筒(12)內(nèi)灌注混凝土制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，所述短柱(3)頂端外壁上設(shè)置有環(huán)形承托鋼板(8)，橡膠支座(9)固定在短柱(3)的頂端以傳遞承臺面板(I)與短柱(3)間的豎向荷載，承托鋼板(8)上固定有彈性元件(10)以傳遞承臺面板(I)與短柱(3)間的橫向荷載。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的深水開敞式組合基礎(chǔ)碼頭，其特征在于，所述彈性元件(10)為承壓橡膠塊、壓力彈簧或是減震阻尼器。
【文檔編號】E02D27/52GK103741706SQ201410000065
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】劉逸敏, 姚文娟, 沈東 , 張春鋒, 洪一紅 申請人:上海大學(xué)