一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构的制作方法

本实用新型属于港口工程技术领域中的建筑结构，具体涉及一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构。

背景技术：

重力式码头是我国分布较广，使用较多的一种码头结构形式，其具有结构坚固耐用、抗冻性和抗冰性良好、能承受较大的地面载荷和船舶载荷、对较大的集中载荷以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性强、施工简单和维修费用小等优点。

重力式码头一般建造在具有良好承载力的地基基础之上，如岩石地基和砂土地基等。按墙身结构可将重力式码头分为以下几种形式：整体砌筑式、方块砌筑式、沉箱式和扶壁式。

传统形式的重力式沉箱码头如图1示，由换填地基1、抛石基床2、沉箱3、盖板4和胸墙6等组成，当砂土地基中含有软弱夹层土时，要建造传统形式的重力式沉箱码头，则需要进行大断面的基础开挖，清除软弱土层，然后换填砂土或块石，形成深厚的换填地基1，来保证码头基础不出现水平滑移破坏。这样做，一方面土体开挖和换填工程量大，特别是在砂石料缺乏的地区，会大幅度地增加工程造价；另一方面，在深水下建造换填地基1施工困难，如换填地基1需要做密实处理，必然会导致工程造价高；此外，大量的开挖、换填和密实处理工作，也使得码头建造工期较长。因此，当砂土地基中有软弱夹层土时，建造传统形式的重力式沉箱码头，造价高、工期长。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构及其建造方法，该结构在含有软弱夹层土的砂土地基中设置抗滑桩，来保证码头基础不出现水平滑移破坏，同时也不需要进行大断面的基础开挖和换填砂石料，从而降低了工程造价，缩短了工期。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构，包括抛石基床、沉箱、盖板和胸墙，抛石基床位于砂土地基上，沉箱设置在抛石基床上，沉箱的顶部水平设置有盖板，盖板顶面竖直设置有胸墙，所述的抛石基床下方设置有抗滑桩，该抗滑桩的轴线与竖直方向呈0°-60°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜；所述的砂土地基自上至下分别为浅层砂土层、软弱夹层土和深层砂土层，所述抗滑桩的顶端位于浅层砂土层或抛石基床内，底端穿过软弱夹层土位于深层砂土层中。

在上述技术方案中，所述浅层砂土层的厚度为5m-30m、软弱夹层土的厚度为0.1m-10m。

在上述技术方案中，当所述抗滑桩的顶端位于浅层砂土层时，所述抗滑桩位于浅层砂土层中的长度不小于浅层砂土层厚度的1/4。

在上述技术方案中，所述的抗滑桩呈矩形阵列排布，各抗滑桩之间相互交错。

在上述技术方案中，所述的抗滑桩沿码头岸线方向的桩间距为2m-20m，与码头岸线相垂直方向的桩间距为2m-20m。

在上述技术方案中，所述的抗滑桩为混凝土桩或空心钢桩，桩的外接圆直径为0.5m-5m。

在上述技术方案中，所述抗滑桩的顶端位于浅层的砂土层时采用送桩的方式打桩；所述抗滑桩的顶端位于抛石基床内时采用压桩的方式打桩。

在上述技术方案中，所述抗滑桩的轴线与竖直方向所呈的夹角优选为15°-45°。

在上述技术方案中，所述的抗滑桩沿码头岸线方向的桩间距优选为5m-10m，与码头岸线相垂直方向的桩间距优选为5m-10m。

在上述技术方案中，所述的抗滑桩为混凝土桩或空心钢桩，桩的外接圆直径优选为1m-3m。

一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构的建造方法：

(1)根据码头横断面中抛石基床的形状和尺度，将海底土层开挖至抛石基床底标高的深度；

(2)将预制的抗滑桩斜插打入砂土地基中，使抗滑桩底端穿过砂土地基的软弱夹层土进入深层的砂土层中，同时保证抗滑桩的顶端向码头的陆域方向倾斜；

(3)抛填抛石基床并做夯实和整平处理；

(4)将预制的沉箱安装在抛石基床上，然后先向沉箱内抛填回填料，后向沉箱后侧抛填回填料；

(5)将预制的盖板安装在沉箱顶部；

(6)现场浇筑胸墙；

(7)回填码头后方并对码头顶面进行整平处理，安装和建造其它码头附属设施。

本实用新型的优点和有益效果为：

(1)本实用新型的重力式沉箱码头结构在含有软弱夹层土的砂土地基中设置防止码头基础水平滑移的抗滑桩，避免了对地基基础的大断面开挖和换填，不仅缩短了工期，更加大幅度减少了工程造价。

(2)本实用新型的抗滑桩直接打入砂土地基中，无需进行换填地基的密实处理，节约建造成本。

(3)本实用新型的重力式沉箱码头结构施工方便，结构简单，无需进行大量的开挖、换填和密实处理工作，缩短码头建造工期。

附图说明

图1是传统形式的重力式沉箱码头结构的横断面示意图。

图2是本实用新型重力式沉箱码头结构的横断面示意图。

图3是本实用新型的抗滑桩的平面布置示意图。

其中：

1：换填地基，2：抛石基床，3：沉箱，4：盖板，5：码头顶面，6：胸墙，7：基槽开挖线，8：地基土层分界线，9：浅层砂土层，10：软弱夹层土，11：深层砂土层，12：抗滑桩。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施例对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

假设要求建造的码头面顶标高为+2.8m，码头前的港池泥面标高为-18.5m。原海底面标高为-11.0m，砂土地基土层中，标高-11.0m至-33.0m为浅层砂土层9，标高-33.0m至-39.0m为软弱夹层土10，软弱夹层土10厚度为6m，标高-39.0m以下为深层砂土层11。抛石基床1的横断面为梯形，底标高为-24.5m，底宽37m，顶标高为-18.5m，顶宽22m；沉箱3坐落于抛石基床1上，沉箱3底宽17.0m，高19.0m，其顶标高为+0.5m；盖板4厚0.5m，胸墙6高1.8m，底宽4.9m，顶宽2.2m。上述所有标高尺寸的参照基准面均为当地最低天文潮面。

实施例一

如图2所示的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构，包括抛石基床1、沉箱3、盖板4、胸墙6以及其它的码头附属设施，沉箱3、盖板4和胸墙6为混凝土结构，抗滑桩12为圆柱形的空心钢桩；抛石基床1位于砂土地基上，该砂土地基自上至下分别为浅层砂土层9、软弱夹层土10和深层砂土层11(各层之间由地基土层分界线8分隔)，沉箱3设置在抛石基床1的顶面上，沉箱3的顶部水平设置有盖板4，盖板4顶面竖直设置有胸墙6。在抛石基床1下方设置有抗滑桩12，该抗滑桩12的轴线与竖直方向呈15°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，抗滑桩12的顶端位于浅层砂土层9内，顶端标高为-28m，底端穿过软弱夹层土10位于深层砂土层11内，底端标高为-50m，如图3所示：抗滑桩12呈矩形阵列排布，各抗滑桩12之间相互交错，抗滑桩12沿码头岸线方向的桩间距为5m，与码头岸线相垂直方向的桩间距为6m，抗滑桩12的外接圆直径为1m。

所述抗滑桩12的尺寸计算均依据人民交通出版社与2009年4月出版的《重力式码头设计与施工规范》。

本发明的重力式沉箱码头结构在含有软弱夹层土10的砂土地基中设置抗滑桩12，抗滑桩12的轴线与竖直方向呈15°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，防止码头顶面5向水域方向滑移，同时呈交错的矩形阵列排布增强了抗滑桩12的稳定性，避免了对地基基础的大断面开挖和换填，不仅缩短了工期，更加大幅度减少了工程造价。

本发明的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构的建造方法按照如下步骤进行：

(1)首先在陆地上预制抗滑桩12、沉箱3和盖板4等构件，根据码头横断面中抛石基床1的形状和尺度，沿基槽开挖线7将海底土层开挖至抛石基床1底标高-24.5m的深度；

(2)将预制的抗滑桩12采用送桩的方式斜插打入砂土地基中，使抗滑桩12底端穿过砂土地基的软弱夹层土10进入深层砂土层11中，同时保证抗滑桩12的顶端向码头的陆域方向倾斜，无需进行换填地基1的密实处理，节约建造成本；

(3)抛填抛石基床1并做夯实和整平处理；

(4)将预制的沉箱3安装在抛石基床1上，然后先向沉箱3内抛填回填料，后向沉箱3后侧抛填回填料；

(5)将预制的盖板4安装在沉箱3顶部；

(6)现场浇筑胸墙6；

(7)回填码头后方并对码头顶面5进行整平处理，安装和建造其它码头附属设施。

本发明的重力式沉箱码头结构施工方便，结构简单，无需进行大量的开挖、换填和密实处理工作，缩短码头建造工期。

实施例二

如图2所示的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构，包括抛石基床1、沉箱3、盖板4、胸墙6以及其它的码头附属设施，沉箱3、盖板4和胸墙6为混凝土结构，抗滑桩12为圆柱形的空心钢桩；抛石基床1位于砂土地基上，该砂土地基自上至下分别为浅层砂土层9、软弱夹层土10和深层砂土层11(各层之间由地基土层分界线8分隔)，沉箱3设置在抛石基床1的顶面上，沉箱3的顶部水平设置有盖板4，盖板4顶面竖直设置有胸墙6。在抛石基床1下方设置有抗滑桩12，该抗滑桩12的轴线与竖直方向呈30°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，抗滑桩12的顶端位于浅层砂土层9内，顶端标高为-25m，底端穿过软弱夹层土10位于深层砂土层11内，底端标高为-50m，如图3所示：抗滑桩12呈矩形阵列排布，各抗滑桩12之间相互交错，抗滑桩12沿码头岸线方向的桩间距为6m，与码头岸线相垂直方向的桩间距为8m，抗滑桩12的外接圆直径为2m。

所述抗滑桩12的尺寸计算均依据人民交通出版社与2009年4月出版的《重力式码头设计与施工规范》。

本发明的重力式沉箱码头结构在含有软弱夹层土10的砂土地基中设置抗滑桩12，抗滑桩12的轴线与竖直方向呈30°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，防止码头顶面5向水域方向滑移，同时呈交错的矩形阵列排布增强了抗滑桩12的稳定性，避免了对地基基础的大断面开挖和换填，不仅缩短了工期，更加大幅度减少了工程造价。

本发明的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构的建造方法按照如下步骤进行：

(1)首先在陆地上预制抗滑桩12、沉箱3和盖板4等构件，根据码头横断面中抛石基床1的形状和尺度，沿基槽开挖线7将海底土层开挖至抛石基床1底标高-24.5m的深度；

(2)将预制的抗滑桩12采用送桩的方式斜插打入砂土地基中，使抗滑桩12底端穿过砂土地基的软弱夹层土10进入深层砂土层11中，同时保证抗滑桩12的顶端向码头的陆域方向倾斜，无需进行换填地基1的密实处理，节约建造成本；

(3)抛填抛石基床1并做夯实和整平处理；

(4)将预制的沉箱3安装在抛石基床1上，然后先向沉箱3内抛填回填料，后向沉箱3后侧抛填回填料；

(5)将预制的盖板4安装在沉箱3顶部；

(6)现场浇筑胸墙6；

(7)回填码头后方并对码头顶面5进行整平处理，安装和建造其它码头附属设施。

本发明的重力式沉箱码头结构施工方便，结构简单，无需进行大量的开挖、换填和密实处理工作，缩短码头建造工期。

实施例三

如图2所示的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构，包括抛石基床1、沉箱3、盖板4、胸墙6以及其它的码头附属设施，沉箱3、盖板4和胸墙6为混凝土结构，抗滑桩12为圆柱形的空心钢桩；抛石基床1位于砂土地基上，该砂土地基自上至下分别为浅层砂土层9、软弱夹层土10和深层砂土层11(各层之间由地基土层分界线8分隔)，沉箱3设置在抛石基床1的顶面上，沉箱3的顶部水平设置有盖板4，盖板4顶面竖直设置有胸墙6。在抛石基床1下方设置有抗滑桩12，该抗滑桩12的轴线与竖直方向呈45°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，抗滑桩12的顶端位于抛石基床1内，顶端标高为-20m，底端穿过软弱夹层土10位于深层砂土层11内，底端标高为-50m，如图3所示：抗滑桩12呈矩形阵列排布，各抗滑桩12之间相互交错，抗滑桩12沿码头岸线方向的桩间距为8m，与码头岸线相垂直方向的桩间距为10m，抗滑桩12的外接圆直径为3m。

所述抗滑桩12的尺寸计算均依据人民交通出版社与2009年4月出版的《重力式码头设计与施工规范》。

本发明的重力式沉箱码头结构在含有软弱夹层土10的砂土地基中设置抗滑桩12，抗滑桩12的轴线与竖直方向呈45°夹角且其顶端向码头的陆域方向倾斜，防止码头顶面5向水域方向滑移，同时呈交错的矩形阵列排布增强了抗滑桩12的稳定性，避免了对地基基础的大断面开挖和换填，不仅缩短了工期，更加大幅度减少了工程造价。

本发明的一种在地基基础中设抗滑桩的重力式沉箱码头结构的建造方法按照如下步骤进行：

(1)首先在陆地上预制抗滑桩12、沉箱3和盖板4等构件，根据码头横断面中抛石基床1的形状和尺度，沿基槽开挖线7将海底土层开挖至抛石基床1底标高-24.5m的深度；

(2)将预制的抗滑桩12采用压桩的方式斜插打入砂土地基中，使抗滑桩12底端穿过砂土地基的软弱夹层土10进入深层砂土层11中，同时保证抗滑桩12的顶端向码头的陆域方向倾斜，无需进行换填地基1的密实处理，节约建造成本；

(3)抛填抛石基床1并做夯实和整平处理；

(4)将预制的沉箱3安装在抛石基床1上，然后先向沉箱3内抛填回填料，后向沉箱3后侧抛填回填料；

(5)将预制的盖板4安装在沉箱3顶部；

(6)现场浇筑胸墙6；

(7)回填码头后方并对码头顶面5进行整平处理，安装和建造其它码头附属设施。

本发明的重力式沉箱码头结构施工方便，结构简单，无需进行大量的开挖、换填和密实处理工作，缩短码头建造工期。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。