軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構的製作方法
2023-04-26 14:35:21
專利名稱：軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構。屬於港口工程領域中的建築結構。
背景技術：
重力式碼頭具有耐久性好、承載能力高等優點。目前，工程中常用的重力式碼頭結構有沉箱、扶壁、方塊、圓筒等型式，這些結構型式的重力式碼頭均需要有良好的地基基礎和拋石基床。典型的重力式沉箱碼頭如圖1示，由拋石基床、沉箱、卸荷板和胸牆組成。對於軟土地基上的大噸位碼頭泊位，要建造傳統結構型式的重力式碼頭，則需要進行大斷面的基礎開挖、地基土置換和建造拋石基床。這樣做，一方面土體開挖和回填工程量大，特別是在砂石料缺乏的地區，會大幅度地增加工程造價；另一方面，在深水下建造拋石基床施工困難，如拋石基床的夯實、整平難度大，必然會導致工程造價高；再一方面，在傳統拋石基床上建造深水重力式碼頭，還需滿足抗滑和抗傾穩定性要求，結構的寬度必然要大，這樣工程造價也會提高；還有建造傳統重力式碼頭的工期也較長。基於上述因素，目前在軟土地基上基本均採用高樁碼頭結構型式，如圖2示，典型的高樁碼頭由前方承臺和後方承臺組成，前後方承臺中均包括樁基、梁和板結構。高樁碼頭具有耐久性差、承載能力有限、對超載極為敏感等弱點，並且在軟土地基上建造深水高樁碼頭時，由於邊坡穩定方面的要求，高樁承臺必然會較寬大，這樣軟土地基上深水高樁碼頭的工程造價也是相當高。因此，要在軟土海床地基上建造深水碼頭泊位時，需要採用新的碼頭結構型式。
發明內容
本發明的目的在於提供一種適用於軟土地基上的筒型基礎重力式碼頭結構，採用該結構型式的碼頭具有傳統重力式碼頭的耐久性好、承載能力高的優越性，同時又具有施工簡便，工程造價相對較低的特點。
為達到上述目的，本發明是通過下述技術方案加以實現的軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構由基礎、沉箱或圓筒、蓋板或卸荷板、胸牆組成，其特徵在於，基礎為插入到海床地基土中的有頂蓋無底的鋼質圓筒，在其頂蓋或上部筒壁上設有可開關的通孔，圓筒直徑為3.0m至18.0m，筒體高為直徑的0.5至3.0倍，頂蓋板和筒壁厚5mm至30mm，在頂蓋板下側設置加強肋板；沉箱或圓筒坐落在筒型基礎的頂蓋上，蓋板或卸荷板置於沉箱或圓筒的頂部，胸牆位於蓋板或卸荷板上。
本發明的優越性在於筒型基礎重力式碼頭結構適合於在軟土海床地基上建造大型重力式碼頭，其具有傳統重力式碼頭的耐久性好、承載能力高的優越性，並且施工簡便，工程費用相對較低。
下面結合附圖對本發明加以說明。
圖1為重力式沉箱碼頭結構示意圖。
圖2為高樁碼頭結構示意圖。
圖3為本發明的結構橫斷面示意圖。
圖中1為筒型基礎，2為沉箱或圓筒，3為蓋板或卸荷板，4為胸牆，5為碼頭頂面，6為水位線，7為原海底面，8為開挖後的施工海底面，9為碼頭前海底面，10為海底軟土層和可持力土層的分界線，11為筒型基礎結構上的通孔。
具體實施例方式
本發明一個實施例如下如圖3所示的筒型基礎重力式碼頭，其由筒型基礎、沉箱、卸荷板、胸牆和其它的碼頭附屬設施組成。沉箱、卸荷板和胸牆為混凝土結構，為了便於下沉安裝，筒型基礎為鋼製結構。要求建造的碼頭面頂標高為+5.8m，碼頭前的海底泥面標高為-16.0m，據此要求並結合地質情況，可選擇鋼質筒型基礎的筒體直徑為12.0m，高12.0m，筒壁厚25mm，筒型基礎頂標高位於-10.0m處，筒壁底端位於標高-22.0m處；沉箱底寬9.0m，高11.0m，沉箱坐於筒型基礎上，其頂標高為+1.0m；卸荷板厚1.0m，寬12.0m；胸牆高3.8m，底寬3.5m，頂寬2.5m。
採用下述的過程建造上述的筒型基礎重力式碼頭(1)在陸地上預製筒型基礎、沉箱和卸荷板構件。
(2)將海底表層軟土挖出至標高-10.0m的深度，使碼頭建造處的海底呈水平面。
(3)將預製的筒型基礎結構運至安裝處定位，採用抽真空利用負向壓力將筒型基礎結構下沉，至筒型基礎結構的筒壁底部插入到持力土層中，並儘量使筒型基礎結構的頂部筒蓋和筒內土面接觸。筒型基礎結構下沉到位後，通過筒蓋和筒壁上的通孔向筒內注水泥砂漿，使筒蓋和筒內土間無空隙。筒型基礎安裝好後，就可開挖碼頭前的海底土至要求的深度(標高-16.0m)。
(4)將預製的沉箱安裝在筒型基礎的頂蓋上，然後先向沉箱內裝回填料，後向沉箱後填回填料，以及進行後方軟土地基的加固處理。
(5)將預製的卸荷板安裝在沉箱頂上。
(6)現場澆築胸牆。
(7)回填碼頭後方，安裝和建造其它碼頭附屬設施。
筒型基礎重力式碼頭結構適合於在軟土海床地基上建造大型重力式碼頭。採用筒型基礎後，不需要進行大斷面開挖和回填，不需建拋石基床，使得碼頭施工簡便。筒型基礎將筒內土體密封，其底部達到持力土層並有一定的埋深，使得碼頭結構的豎向承載力和抗滑抗傾穩定性得以滿足。筒型基礎重力式碼頭結構具有傳統重力式碼頭的耐久性好、承載能力高的優越性，並且其工程費用相對較低。
權利要求
1.一種軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構，由基礎、沉箱或圓筒、蓋板或卸荷板、胸牆組成，其特徵在於，基礎為插入到海床地基土中的有頂蓋無底的鋼質圓筒，在其頂蓋或上部筒壁上設有可開關的通孔，圓筒直徑為3.0m至18.0m，筒體高為直徑的0.5至3.0倍，頂蓋板和筒壁厚5mm至30mm，在頂蓋板下側設置加強肋板；沉箱或圓筒坐落在筒型基礎的頂蓋上，蓋板或卸荷板置於沉箱或圓筒的頂部，胸牆位於蓋板或卸荷板上。
全文摘要
本發明公開了一種軟土地基上的筒型基礎深水重力式碼頭結構,該結構由基礎、沉箱或圓筒、蓋板或卸荷板、胸牆組成,基礎為插入到海床地基土中的有頂蓋無底的圓筒,在其頂蓋或上部筒壁上設有可開關的通孔,沉箱或圓筒坐落在筒型基礎的頂蓋上,蓋板或卸荷板置於沉箱或圓筒的頂部,胸牆位於蓋板或卸荷板上。本發明適用於在軟土海床地基上建造大型重力式碼頭,其具有傳統重力式碼頭的耐久性好、承載能力高的優越性,並且施工簡便,工程費用相對較低。
文檔編號E02D27/18GK1382876SQ0212137
公開日2002年12月4日 申請日期2002年6月18日 優先權日2002年6月18日
發明者別社安 申請人:天津大學