L型箱式码头及其建造方法与流程

文档序号:11938949阅读:640来源:国知局
L型箱式码头及其建造方法与流程

本发明涉及水利工程中的港口码头,具体涉及一种L型箱式码头及其建造方法。



背景技术:

我国内河港口码头泊位等级一般在1000吨级以内。河港码头一般容易获得干地施工条件,加上重力式码头具有结构型式简单、施工方便、使用适应性强、建造与维护费用低等特点,重力式码头结构在较好地基上得到了广泛的应用。

我国河港工程中应用较多的重力式码头结构主要有扶壁结构,浆砌石结构等型式。其中:扶壁码头结构具有结构简单,施工速度快,造价低等优点,但扶壁码头整体性较差,施工稳定性较差,肋板的存在导致墙后回填土的密实施工较为困难;墙后土压力过大可能会导致前趾应力较大甚至超过地基容许承载力。浆砌石结构施工简单造价低;但其整体性差;随着泊位等级的提高、码头高度的增大,往往形成较大的地基应力,尤其是常用的浆砌石阶梯形结构往往会形成过大的前趾基底应力,提高了地基承载力要求;另外,对于一些设置装卸机械轨道的内河码头,轨道如直接放置在浆砌块石上,浆砌块石往往由于直接受到龙门吊等装卸机械的较大轮压而极易疲劳破坏。海港工程中的沉箱码头结构相比扶壁码头结构受力情况较好,墙后土压力分布均匀,相比块体码头,浆砌块石码头,沉箱码头不需要过多的石料,整体性能好,但沉箱需要在陆上预制场进行预制,并通过船舶拖运,需要大型施工机械,施工条件与要求较高。

如何结合扶壁码头、浆砌石码头、沉箱码头的优点,克服它们各自的缺点,设计一种能够适应内河港口,结构整体性好、受力条件理想,施工条件与要求不高,既不提高地基承载力要求,又确保结构强度与耐久性要求,同时可以不占用码头设计水深的新型结构已经成为亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有结构方案中存在的不足,本发明提供一种施工要求低,受力条件好,既能满足自身安全使用要求,又可以不占用设计水深的L型箱式码头结构及其建造方法。

技术方案:为解决上述技术问题,本发明提供的一种L型箱式码头,包括相互连接成L型的箱式墙体与底板,所述箱式墙体包括箱式墙体前壁、箱式墙体后壁、横隔板和箱式墙体顶板;

所述箱式墙体前壁与箱式墙体后壁之间的净距根据所用轨道式装卸机械的轨道距码头岸壁使用要求距离确定,当码头不设置轨道式装卸机械时,所述净距取0.75-1.25m,当设置轨道式装卸机械时,所述净距取1.25m~1.75m;

所述箱式墙体前壁作为码头岸壁,所述箱式墙体前壁、箱式墙体后壁、横隔板、底板和所述箱式墙体顶板所围成的空间构成箱式码头结构;所述横隔板间断设置,并与墙体前壁、墙体后壁、底板和墙体顶板整体连接,所述箱式墙体为钢筋混凝土结构;所述底板包括后底板和趾板,所述后底板位于码头陆侧,所述趾板位于码头水侧;所述后底板与所述箱式墙体前后壁皆相互连接,所述趾板与所述底板连接,所述底板为钢筋混凝土结构。

作为优选,为了满足轨道式装卸机械的需要,所述箱式墙体后壁顶部中央设置钢轨,作为轨道式装卸机械的近岸轨道基础,所述箱式墙体的空箱内和所述箱式墙体后壁后方回填石碴或砂性土。

作为优选,为了增大所述L型箱式码头结构整体刚度,在所述箱式墙体前壁与所述箱式墙体后壁间每隔一段距离采用现浇横隔板整体连接。

作为优选,为了避免占用码头前沿设计水深,所述趾板上侧面向下倾斜设置,与所述箱式墙体前壁采用α角度连接(α=120°-135°),趾板下侧面水平设置,趾板前沿(即水侧)高度为H=0.4-1.0米;趾板前沿距码头墙体前壁的净距离为L,L≤1.5米,所述趾板水域前侧设置浆砌石护底,所述浆砌石护底前设置抛石护底。后底板从与箱式墙体后壁内侧垂线相交处向下倾斜设置,交于趾板下侧面。后底板在陆域一侧的高度为0.4米,后底板在箱体后墙壁内角点处的高度为1.5米(即为底板的最大厚度)。

作为优选,为了避免应力集中,所述后底板和所述箱式墙体后壁之间采用三角形加强体过渡连接,趾板陆侧从箱式墙体后壁内侧开始。

作为优选,为了减少剩余水压力同时便于排水通畅,沿所述箱式墙体通长布置软式排水管。墙后软式排水管与箱体中UPVC排水管交汇于倒滤层。倒滤层采用不同粒径砂石,由内至外分别为级配碎石、瓜米石和中沙,每层厚度S,S≥300mm。墙体前壁中设置直径50毫米透水孔,该透水孔与箱体中的填料设置反滤土工布一层。

作为优选,所述底板下设置10厘米素低强混凝土垫层,混凝土垫层下设置基床。在原地基承载力不足时采用复合地基方案进行处理加固。

本发明同时提出上述L型箱式码头的建造方法,包括以下工序:备料→筑围堰→挖基坑→基底与地基处理→基床与浇素混凝土垫层→浇混凝土底板、砌石护底→立模分层分段浇箱体墙身→墙后倒滤层、回填料施工→施工至水工水位以上时拆除围堰→码头面基层面层施工→码头辅助设备安设→陆域回填→装卸机械安设→其他设施→投产。

具体地,墙后回填填料的选择,是以钢筋混凝土后底板的后侧边线与后底板底侧边线的交角为起始点,向码头陆域一侧作一与后侧边线夹角为α的向上倾斜线,该倾斜线直至回填范围上部顶层,以此倾斜线作为码头墙后回填范围前后土体不同回填料的分界控制线,此处α取29°-30°;在箱式墙体后壁与此控制线以内范围回填料选用粗颗粒类砂性填料,此控制线以外陆域一侧通过土工试验来确定是否选用原港池开挖土作回填料;

空箱内回填料的选择,采用非膨胀性土作填料,选用粗颗粒类土,通过土工试验来确定是否选用原港池开挖土;

码头建筑物施工备料分码头档墙与回填料两部分,港池开挖土体形成的弃土堆在堆场区,晒干后作回填料;

回填料均需分层碾压密实,码头墙体后壁之后回填料的松铺厚度小于40cm,墙体后壁之后1m范围内禁用大型机械,码头混凝土墙体强度大于70%以上时才能进行回填料回填;

码头前沿护底用重型机械夯实;

施工基坑开挖,河港码头工程的码头水工建筑物与港池不能占用航道水域,港池需要向陆域开挖;开挖时先开挖地下水位以上土体,以下土体须与降水同步进行;码头工程施工时间选在枯水季节进行,采用土石围堰方案提供码头基础及主体工程施工所需的干地条件;全部水下工程完工后随水位升高逐步完成水上部分;

结合地质层高差与不均匀性以及地质完整均匀程度决定基床类别,基槽外表土先留护层,二次开挖时即设置基床、浇筑混凝土垫层,在地基承载力足够时,直接浇筑混凝土垫层,不得扰动下层土。

有益效果:L型箱式码头结构融合了扶壁码头和沉箱码头的优点,采用箱式墙体可以使墙后土压力分布更均匀,回填土的密实在施工工艺上更简便可行,后底板和趾板的设置使得基床受力更加均匀,增加了结构的稳定性,箱式墙体前壁下的趾板位置可根据要求设置,可以不占用码头设计水深。箱式墙体前壁与箱式墙体后壁采用现浇横隔板连接,增大了结构的整体刚度,提升结构的安全性。L型箱式码头依靠箱式墙体和底板的共同作用维持自身稳定性,地基受力均匀。采用备料、筑围堰、挖基坑、护底施工、浇筑箱体墙身、墙后倒滤层、回填料施工等步骤的施工方法具有操作简便,不增加地基承载力要求等优点,特别是在原地基承载力不足时采用复合地基方案进行处理,适用于地基条件更一般的内河港口。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外,本发明的L型箱式码头及其建造方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点,将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构断面图;

图2为L型箱式码头结构断面图;

图3为后底板和趾板断面图;

图4为现浇横隔板平面图;

图中:1梯形护轮槛,2钢筋混凝土箱式墙体前壁,3钢筋混凝土箱式墙体后壁,4钢筋混凝土箱式墙体顶板,5空箱内回填材料,6钢筋混凝土后底板,7钢筋混凝土趾板,8素混凝土垫层,9码头墙后回填材料,10轨道式装卸机械近岸侧轨道,11土工布,12现浇横隔板,13基床,14浆砌石护底,15抛石护底,16软式排水管,17UPVC排水管,18透水孔,19基槽开挖底线,20倒滤层,21后侧边线,22底侧边线。

具体实施方式

实施例:

本实施例的L型箱式码头如图1所示,结构主体由C35钢筋混凝土箱式墙体前壁2、C35钢筋混凝土箱式墙体后壁3、C35钢筋混凝土箱式墙体顶板4、C35钢筋混凝土后底板6以及C35钢筋混凝土趾板7构成,后底板6与趾板7构成箱式墙体的底板。码头设计高水位8.37m,设计低水位4.87m。箱式墙体前壁顶部设置梯形护轮坎1,护轮坎高H1=0.3m,码头面高程10.0m(85国家高程,下同),码头前设计泥面高程1.8m,钢筋混凝土箱式墙体前壁2壁厚B1=0.5m,钢筋混凝土箱式墙体后壁3壁厚B2=0.5m,钢筋混凝土箱式箱式墙体顶板4厚度B3=0.5m。钢筋混凝土箱式墙体后壁3的墙顶铺设轨道式装卸机械近岸侧轨道10。钢筋混凝土箱式墙体前壁2与钢筋混凝土箱式墙体后壁3之间净距B4取为1.25m,钢筋混凝土前壁2与钢筋混凝土后壁3之间采用现浇横隔板12连接,现浇横隔板顶高程9.5m,底高程3.3m,宽度等于钢筋混凝土箱式墙体前壁2与钢筋混凝土箱式墙体后壁3之间净距B4,现浇横隔板12的厚度0.5m。钢筋混凝土箱式墙体前壁2的高度为H2=7.7m,钢筋混凝土箱式墙体前壁2的底高程为2.3m。钢筋混凝土后底板6与钢筋混凝土趾板7的总宽度和为B5=7.5m,其中,钢筋混凝土后底板6的宽度B6=5m,钢筋混凝土后底板6的底高程1.8m。钢筋混凝土后底板6的厚度由1.5m至0.4m呈梯形过渡。钢筋混凝土趾板7的宽度B7=1.0m,钢筋混凝土趾板7与钢筋混凝土箱式墙体前壁2连接处高程2.3m,钢筋混凝土7倾斜向下至趾板顶高程1.8m,钢筋混凝土趾板7的底高程1.4m。钢筋混凝土趾板7前采用M10浆砌石护底14,M10浆砌石护底14的宽度和深度各1m,M10浆砌石护底14前同时采用抛石护底15,抛石护底15的宽2m,深度大于0.4m。

在高程为8.4m、6.6m以及4.8m处设置直径100mm软式排水管16,通长布置,在高程4.8m处每一空箱中部设置直径50mmUPVC排水管17。在高程4.5m处设置直径50mm排水孔18。

钢筋混凝土箱式墙体前壁2与钢筋混凝土箱式墙体后壁3以及钢筋混凝土箱式墙体顶板4之间围成的空箱内回填料5。在钢筋混凝土箱式墙体后壁3后,软式排水管16与箱体中UPVC排水管17交汇于倒滤层20。倒滤层20采用不同粒径砂石,由内至外分别为级配碎石、瓜米石和中砂,每层厚度S,S≥300mm。墙体前壁中设置直径50毫米透水孔,该透水孔与箱体中的填料设置反滤土工布一层。钢筋混凝土箱式墙体后壁3后侧回填材料9,墙后回填的填料9码头面以下1.5米范围夯实至96%压实度,码头面1.5米以下深度范围夯实至93%压实度。钢筋混凝土后底板6以及钢筋混凝土趾板7下现浇100mm厚C15素混凝土垫层8,混凝土垫层8需向陆侧多铺设200mm。素混凝土垫层8设有基床13。施工时基槽底线19以上外表土先留护层,二次开挖时不得扰动下层土。其建造要求及特点包括以下方面:

墙后回填填料9的选择,以钢筋混凝土后底板的后侧边线21与后底板底侧边线22的交角为起始点,向码头陆域一侧作一与后侧边线21(后侧边线21为垂直线)夹角为α的向上倾斜线,该倾斜线直至回填范围上部顶层,以此倾斜线作为箱式墙体后壁3以后范围(即码头墙后回填范围)前后土体不同回填料的分界控制线,这里α=29°-30°。在箱式墙体后壁3与此控制线以内范围回填料9选用粗颗粒类砂性填料,此控制线以外(陆域一侧)通过土工试验来确定是否选用原港池开挖土作回填料,以降低工程造价。

空箱内回填料5的选择,采用非膨胀性土作填料,选用粗颗粒类土,通过土工试验来确定是否选用原港池开挖土。

码头建筑物施工备料,分码头档墙与回填料两部分。港池开挖土体形成的弃土堆在堆场区,晒干后作回填料。

回填料均需分层碾压密实。码头墙体后壁3之后回填料的松铺厚度小于40cm,墙体后壁3之后1m范围内禁用大型机械。码头混凝土墙体强度大于70%以上时才能进行回填料回填。

码头前沿护底15用重型机械夯实。

施工基坑开挖,河港码头工程的码头水工建筑物与港池不能占用航道水域,港池需要向陆域开挖。开挖时先开挖地下水位以上土体,以下土体须与降水同步进行。码头工程施工时间选在枯水季节进行,采用土石围堰方案提供码头基础及主体工程施工所需的干地条件。全部水下工程完工后随水位升高逐步完成水上部分。

结合地质层高差与不均匀性以及地质完整均匀程度决定基床13类别。基槽19外表土先留护层,二次开挖时即设置基床13、浇筑混凝土垫层8(在地基承载力足够时,直接浇筑混凝土垫层8),不得扰动下层土。

施工工序:备料→筑围堰→挖基坑→基底与地基处理→基床与浇素混凝土垫层→浇混凝土底板、砌石护底→立模分层分段浇箱体墙身→墙后倒滤层、回填料施工→至水工水位以上即可拆除围堰→码头面基层面层施工→码头辅助设备安设→陆域回填(含管道、道路、库场)→装卸机械安设→其他设施→投产。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明,但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言,在本发明的原理和技术思想的范围内,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

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