一種適用於淤泥質土地基的重力式碼頭及其施工方法與流程

2023-05-26 21:48:16 1

本發明涉及一種碼頭，特別是涉及一種建立在淤泥質土地基上的重力式碼頭，還涉及此種碼頭的施工方法。

背景技術：

重力式碼頭兼具碼頭結構和擋土結構雙重功能，具有悠久的使用歷史。但是重力式碼頭結構對於地基承載カ要求很高，一般適用於砂土、巖基等地基條件較好的地方。在粘土、粉土等軟土地基上建造重力式碼頭，必須進行可靠的地基加固處理。而淤泥質土地基承載カ極差，加固難度很大，而且回淤很快，對重力式碼頭施工過程中的基槽開挖、基床形成、碼頭主體結構安裝及碼頭後方回填加載等工序帶來很大困難。因此，淤泥質地基很難建造重力式碼頭，一般適宜採用自重較輕的高樁碼頭結構型式，利用樁基礎把碼頭荷載傳遞到地基深處的持カ層。但高樁碼頭沒有擋土功能，需要另行建造擋土結構，當淤泥質土層較深厚時，往往擋土結構的造價非常高昂。

專利201210108989.9公開了一種「建設於淤泥質地基上的重力式碼頭及其施工」，採用複合地基，複合地基由擠密砂樁加固淤泥質地基形成；大幅提高地基承載力，和克服碼頭施工過程中回淤的影響。但是此類擠密砂樁工程投資大，施工工序多，不能利用已建工程的有利條件。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種適用於淤泥質土地基的重力式碼頭及其施工方法，利用已建成爆破擠淤堤的堤身作為基床，不需要地基處理，節約工程投資，使圍堤和碼頭功能相結合，減少施工工序。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種適用於淤泥質土地基的重力式碼頭，包括包括淤泥質土地基、爆破擠淤堤和沉箱，爆破擠淤堤作為沉箱的基床，位於淤泥層底部的地基上，利用所述淤泥質土地基通過爆破形成的爆破擠淤堤，在爆破擠淤堤的一側開設基槽，所述基槽上落入沉箱，落入沉箱的前趾所在臨界面與爆破擠淤堤底面夾角為45°，所述臨界面與爆破擠淤堤底面之間完全填充爆破擠淤堤石塊，沉箱內部和後方回填有塊石，沉箱上方安裝卸荷板，卸荷板上方前端設有胸牆，胸牆上方設有碼頭面大板結構，碼頭面大板結 構與胸牆通過鋼筋連接成整體。所述重力式碼頭由淤泥質土地基、爆破擠淤堤和沉箱組成，爆破地作為沉箱的基床，位於淤泥層底部的地基上。

作為優選，所述基槽的底部設有碎石墊層，通過碎石墊層整平基槽底面。

作為優選，所述基槽的側面為斜面，所述斜面的傾斜為2/3～1。

作為優選，所述落入沉箱的頂部高於施工水位。

作為優選，所述爆破擠淤堤的頂部與胸牆支撐所述碼頭面大板結構，碼頭面大板結構下方鋪設碎石墊層整平。

作為優選，所述沉箱可用澆注方塊或大型塊石代替。

本發明還公開了一種適用於上述重力式碼頭的施工方法，包括如下步驟：

在淤泥中填石、爆破形成爆破擠淤堤，在爆破擠淤堤兩側進行爆破，使得爆破擠淤堤兩側落到淤泥層底部；

設計基槽邊線，在爆破擠淤堤的一側挖基槽，拆除爆破擠淤堤的護面塊體，挖除堤心塊石，使得基槽斜面斜率為2/3～1，基槽底面鋪碎石墊層夯實基槽，形成基床；

在基槽內落入預製沉箱，落入沉箱的位置滿足沉箱的前趾所在臨界面與爆破擠淤堤底面夾角為45°，所述臨界面與爆破擠淤堤底面之間完全填充爆破擠淤堤石塊，向安裝完成的沉箱內部和後方回填塊石，沉箱頂部高於施工水位；

在沉箱頂部安裝預製卸荷板和現澆胸牆，預製卸荷板設於現澆胸牆之下；

根據穩定計算確定碼頭後方回填材料和回填加載方式是否分層回填，進行碼頭後方回填加載施工；

整平現澆胸牆後方堤身塊石，在其上鋪碎石墊層壓實，澆築碼頭面大板結構。

根據本發明的重力式碼頭的施工方法，在淤泥質土地基上利用已經加工好的爆破擠淤堤做為建造碼頭的基礎，建造沉箱重力式碼頭。

本發明的重力式碼頭具有如下有益效果：

1.利用爆破擠淤堤的部分堤身作為沉箱基床，充分利用施工爆破擠淤堤對軟土地基的加固效果，不僅爆破擠淤堤發揮了擋土功能，還作為基床具備擴散傳遞碼頭荷載作用。

2.與現有高樁碼頭+爆破擠淤堤的技術相比具有經濟性高，節約投資的特點。

3.結構設計合理，由沉箱或方塊改變爆破擠淤堤斷面型式，使其具有靠泊功能。

4.通過碼頭面大板結構使沉箱或方塊與爆破擠淤堤形成整體，在承受豎向荷載時增強了堤身穩定性，同時面大板結構使沉箱或方塊與爆破擠淤堤的摩擦作用也增強了沉箱在碼頭作業時的穩定性。

附圖說明

圖1顯示為本發明實施例的重力式碼頭的斷面結構示意圖。

零件標號說明

100-爆破擠淤堤，

101-爆破擠淤堤底面，

102-堤身側面，

110-基槽，

111-斜面，

112-碎石墊層，

200-制沉箱，

210-前趾，

211-臨界面，

300-卸荷板，

400-胸牆，

500-碼頭面大板結構，

510-碼頭碎石墊層。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

根據圖1所示為本實施例的重力式碼頭建立在爆破擠淤堤100上，該碼頭包括爆破擠淤堤100、預製沉箱200、塊石、預製卸荷板300、現澆胸牆400及碼頭面大板結構500。爆破擠淤堤100是斜坡式結構，為建設直立式結構供船舶停靠，需在爆破擠淤堤100的一側挖除部分堤身開設基槽110。基槽110的側面為斜面111，斜面111的傾斜為2/3～1，本實施例優選為2/3，保證爆破擠淤堤100的堤身的穩定和強度。基槽110的底部設有碎石墊層112，通過碎石墊層112整平基槽底面，整平作為預製沉箱200、澆注方塊或大型塊石基礎，本實施例以預製沉箱200為例說明。基槽110上落入沉箱200，落入沉箱200的前趾210所在臨界面211與爆破擠淤堤底面101夾角為45°，臨界面211與爆破擠淤堤底面101之間完全為爆破擠淤堤石塊。在沉箱200內部和後方回填塊石，恢復原來堤身斷面尺寸大小。落入沉箱200 的頂部高於施工水位，在沉箱200或方塊上安裝卸荷板300，在卸荷板300上現澆胸牆400，然後整平卸荷板300和爆破擠淤堤上方塊石後現澆碼頭面大板結構500，並與現澆胸牆400通過鋼筋連接成整體。爆破擠淤堤100的頂部與胸牆400支撐碼頭面大板結構500，碼頭面大板結構500下方鋪設碼頭碎石墊層510整平。

本實施例還公開了一種用於建造上述重力式碼頭的施工方法。利用下述施工方法對本發明的重力式碼頭做進一步說明。

本發明的重力式碼頭是在爆破擠淤堤100和後方吹填完成後建造的，爆破擠淤堤100作為沉箱200基礎床需要有足夠寬度，一般在堤身爆破後，在堤身兩側再進行側爆，使堤身落地。後方吹填通過吹泥管將淤泥吹到圍堤範圍內，一般採用分層吹填，保證堤身穩定。

在爆破擠淤堤100上開設基槽110，拆除爆破擠淤堤100的護面塊體，根據穩定計算確定基槽邊線。本發明所述的計算均參考(JTJ 290-98)重力式碼頭設計與施工規範。在爆破擠淤堤的一側開挖，按比例放坡挖除堤心塊石，使得基槽斜面111斜率為2/3～1，本實施例斜率設計為2/3。再在基槽110底面鋪碎石墊層112夯實基槽，形成基床。

在基槽110內落入安裝預製沉箱200，落入沉箱200的位置滿足沉箱200的前趾210所在臨界面211與爆破擠淤堤底面101夾角為45°，所述臨界面211與爆破擠淤堤底面101之間完全填充爆破擠淤堤石塊。本發明涉及的前趾210為落入的沉箱200下側的最前端，所涉及的臨界面211為一個虛擬的平面，通過臨界面211限定沉箱200的落下安裝位置，保證沉箱200下方的爆破擠淤堤200可以穩定的支撐沉箱200及上部碼頭。臨界面211與爆破擠淤堤底面101呈45°，前趾210位於臨界面211上。沉箱200下方的爆破擠淤堤100的堤身側面102形狀與臨界面211無關，保證臨界面211與爆破擠淤堤底面101之間完全為爆破擠淤堤石塊，無充淤泥或充沙空間，用於保證強度和穩定性。即是保證臨界面211全部位於爆破擠淤堤200的內部或臨界面211與爆破擠淤堤100的側面102完全重合。

向安裝完成的沉箱200內部和後方回填塊石，恢復原來堤身斷面尺度。由於設置基槽110掏空的空間，通過回填塊石將其填補，保證堤身的穩固性和強度。

沉箱200頂部高於施工水位，可在沉箱200頂部安裝預製卸荷板300和現澆胸牆400，預製卸荷板300設於現澆胸牆400之下。

根據穩定計算確定碼頭後方回填材料和回填加載方式是否分層回填，進行碼頭後方回填加載施工。根據計算所得的結果，確定後方回填料為土或沙或塊石，以保證滿足碼頭強度和穩定性為主。同理通過計算確定是否分層回填。

整平現澆胸牆400後方堤身塊石，在其上鋪碎石墊層510壓實，澆築碼頭面大板結構500。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。