专利名称：大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海堤筒桩结构，尤其是一种适用于沿海地区向海涂要土地的
大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构。
背景技术：
随着我国改革开放的不断深入，我国经济建设平稳快速发展，尤其沿海地区经济 发展取得了举世瞩目的成就。众所周知，土地资源是保证经济发展的重要基础，伴随着经济 的快速发展，建设用地日益紧张，向海涂要土地，已成为沿海经济发达地区的共识。但在以 往的围涂造地工程中的堆石围堤法，需要大量开采和使用石料，对周边环境造成不利的影 响，且在长期的施工中产生大量的泥浆，传统技术环境污染大、施工周期长、工程造价高；对 周边环境造成不利的影响；同时其基坑围护结构和地基处理也对环境产生不利影响。
实用新型内容本实用新型为解决现有筒桩围堤结构在围涂工程的建设和发展中存在着资源浪 费、环境污染大、生产效率低下，施工期长、使用耗石料量大，对周边环境的不利影响大等现 状而提供的一种能够节省资源尤其是该结构使用石料少、减少环境污染的不利影响，提高 生产力、加快施工期，提高置换率、减少桩间距，提高抗载力大直径围堤筒桩及其围堤或码 头结构。 本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为一种大直径海堤筒桩 及其围堤结构，包括抛石固基，堤身及防浪墙，其特征在于所述的大直径海堤筒桩采用现 浇薄壁海堤筒桩结构，所述的大直径现浇薄壁海堤筒桩为采用配合筒桩排架式海堤结构的 有安装钢筋笼海堤筒桩结构，或采用配合复合地基重力式海堤结构的不安装钢筋笼的素筒 海堤筒桩结构；所述的大直径海堤筒桩围堤结构为沿堤线设置有两至三排大直径现浇薄壁 海堤筒桩结构，大直径现浇薄壁海堤筒桩间的间距采用可縮小为1. 5 3倍筒桩直径的排 架结构，并在海堤筒桩施工前后均设有抛填碎石层结构；所述的有安装钢筋笼海堤筒桩结 构为伸出海面结构，所述的不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构为设在海底结构。采用施工 前先抛填，施工后继续抛填，筒桩海堤施工前先在施工区域抛填50厘米以下的级配石头， 施工后抛填碎石层采用IOO厘米厚度以上的碎石层。形成改善地基水平抗力的海底地基， 改善海低海底地基物理指标；施工后继续抛填碎石层，形成具有优化筒桩间土体与筒桩顶 浅表层的土体特性结构。竖向海堤筒桩代替横向抛填石的护脚围堤结构，可有效的减少断 面，其断面可以有效控制在10 50米宽度内，有效的节约土地；提高表层土的抗水平承 载能力，使复合地基效果更佳明显；同时大直径筒桩复合地基承载力大，所以可以叠加更 厚的褥垫层，褥垫层的加厚又能进一步发挥大直径筒桩承载力特点，更加理想的协调桩与 桩间土的联合作用；同时大直径的筒桩结构及其具备弱挤土特点，可以使得筒桩间的间距 大为縮小，桩间距的减小可以增加筒桩复合地基的刚度，同时减小断面，断面可有效控制在 10 50米宽度，大大节约土地；前后排筒桩通过联系梁的作用，相当于对前排桩进行了水平锚固，提高了前排桩的抗倾覆、抗滑移的能力。具有整体稳定性好，抗弯性能优越，竖向承 载力高，刚度大、弯矩大、造价低、质量可控的特点。 作为优选，所述的有安装钢筋笼海堤筒桩结构其围堤结构为靠外海侧的一排采用 密排大直径筒桩或筒桩结合插板或联体筒桩的结构型式，靠围区侧的一排采用大直径海堤 筒桩间隔结构布置，前、后排薄壁筒桩之间通过横向联系梁连接，各单排的大直径筒桩之间 通过纵向联系梁连接。钢筋笼海堤筒桩结构更大程度上提高了所需的承载力，抗弯性能优 越，稳定性好。横、纵向联系梁相互连接整体使筒桩围堤结构形成超静定框架结构，大大加 强了筒桩结构的整体稳定性，使围堤从松散结构变成了刚性的钢筋混凝土结构；海堤上部 结构易于拓展，可以根据工程的实际需求和功能需求进行个性设计，利于堤线开发，增大堤 岸的利用价值。 作为优选，所述的不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构其围堤结构为采用竖向海堤 筒桩与横向抛填石共同构成镇压护脚围堤结构，护脚围堤结构处设有加厚的反压褥垫层结 构。通过在海底植入5 15排无钢筋素筒海堤筒桩作为竖向增强体，提高海底地基置换 率，同时叠加更厚的海底褥垫层加上土工格栅类水平向增强体，在海底形成复合地基，不安 装钢筋笼筒桩施工高度不超过海底泥面与滩涂面50厘米。可有效的减少断面，其断面可以 有效控制在10 50米的宽度内，有效的节约土地；提高表层土的抗水平承载能力，使复合 地基效果更佳明显；同时大直径筒桩复合地基承载力大，褥垫层的加厚又能进一步发挥大 直径筒桩承载力特点，更加理想的协调桩与桩间土的联合作用。 作为优选，所述的加厚的褥垫层结构其垫层厚度大于50cm以上。远大于传统复合 地基一般为30cm以内的褥垫层厚度，进一步发挥筒桩承载力特点，更加理想的协调桩与桩 间土的联合作用；筒桩因为弱挤土，因此桩间距可以1.5-3倍直径之间，发挥筒桩复合地基 置换率高，稳定性好，承载力大的特点。 作为优选，所述的海堤筒桩在其靠外海侧的海堤筒桩下部联系梁处向下设有海堤 筒桩的内、外排钢筋混泥土插板。 作为优选，所述的大直径围堤筒桩为单体筒桩或联体咬合筒桩结构，薄壁筒桩外 径尺寸范围通常为800mm 2000mm，薄壁筒桩设有外护桩或内护桩结构。筒桩外径大可以 使得桩间距縮小，桩间距的减小可以增加筒桩复合地基的刚度，同时减小断面，节约土地； 加设外护筒，一是保护筒桩在水域中的成型条件，使混凝土不塌落在水中；二是使筒桩外壁 不受水流或海流的冲刷而形成过多的砂面或毛孔；当内成孔器中的土芯高度不够时，就需 要安设内护筒，以保证筒桩内壁的成型良好。如果工程条件允许时，也可以不安设内护筒， 可直接把筒桩上部浇灌成实心混凝土桩。 作为优选，所述的大直径围堤筒桩为采用薄壁筒桩的内护壁套管、外护壁套管嵌 于环形桩尖的内、外环槽中的结构，其内护壁套管、外护壁套管共同形成薄壁筒桩的环形结 构空隙及通过大直径空心沉管方法得到的中空结构。固定内、外钢护壁套管，形成大直径 中空结构的中空腔体；一方面用于固定内外钢护壁套管，另一方面阻止土和地下水进入空 腔；克服了沉管灌注桩、钻孔灌注桩及预制桩对直径的限制，使薄壁筒桩桩径大大增加，可 以很好的发挥大直径桩的优势，使得桩间距縮小，可以增加筒桩复合地基的刚度，同时减小 断面，节约土地。整体稳定性好，抗弯性能优越，竖向承载力高，刚度大、弯矩大、造价低、质 量可控的特点。采用空心沉管方法可节省约百分之三十的混凝土、提高近十倍的工作效率，生产效率得到充分的提高发挥。 作为优选，所述的大直径围堤筒桩在大直径内、外钢护壁套管的顶部采用夹持器 与动力头相连接，夹持器上靠内、外钢护壁套管的顶部中间处设有出泥孔；施工过程中依次 包括定位、振动成孔、插入钢筋笼、现浇灌注混凝土振动起拔、成桩。动力头可采用振动锤结 构，大直径内、外钢护壁套管与大直径环形桩尖的固定采用挂钩装置。确保在桩体自重和高 频振动的联合作用下，桩尖能自动脱离。现浇混凝土大直径海堤筒桩克服了沉管灌注桩及 预制桩对直径的限制，縮短了桩间距，桩间距的减小可以增加筒桩复合地基的刚度，同时可 减小断面，节约土地，取得更高的置换率使筒桩复合地基式海堤的性价比优势更加明显。成 桩过程中，混凝土受到高速振动，使其桩身结构变得更加均匀密实，确保了桩身质量。在施 工过程中，部分原位土可通过内筒继而从上部出泥孔排出，属少量挤土桩，不会对环境造成 污染。 作为优选，所述的横向联系梁包括上横向联系梁和下横向联系梁结构部分。加强 筒桩结构的上、下整体稳定性。所述的纵向联系梁包括上纵向联系梁和下纵向联系梁结构 部分。加强筒桩结构的上、下整体稳定性。 作为优选，所述的不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构围堤结构包括上、下两部分， 上部结构可为斜坡式堤、重力式挡墙支挡的堤、悬臂式挡墙支挡的堤、扶壁式挡墙支挡的堤 或空箱式挡墙支挡的堤；下部结构为素筒桩海底复合地基。整体稳定性好，抗弯性能优越， 承载力高。 作为优选，所述的上下横纵向联系梁间设有立柱，立柱内设有钢筋混泥土胸墙，立
柱露出高度高于围堤的回填高度。在回填高度的下端及其前、后排筒桩之间处设有回填防
渗土体结构。加强立柱结构的强度，立柱上端部分即海堤上部结构易于拓展，可以根据工程
的实际需求和功能需求进行个性设计，利于堤线开发，增大堤岸的利用价值。 本实用新型的有益效果是现浇混凝土大直径围堤筒桩克服了沉管灌注桩及预制
桩对直径的限制，縮短了桩间距，桩间距的减小可以增加筒桩复合地基的刚度，取得更高的
置换率，同时减小断面，节约土地，反压褥垫层的厚度得以大幅提高，使筒桩复合地基式海
堤的性价比优势更加明显。能更大程度上节省资源、减少环境污染、提高生产效率，此海堤
筒桩结构使用石料少，可很大程度上减小对周边环境的不利影响；提高桩土应力比，同时可
以很好的抵抗波浪的冲击力以及侧向土压力、水压力，具备很好的经济效益和社会效益，海
堤筒桩围堤结构在围涂工程的建设和发展中发挥着积极的作用。 本实用新型的有益效果是
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步的详细说明。 图1是本实用新型大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的筒桩围堤断面结构示意图。 图2是本实用新型大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的筒桩围堤剖面结构示 意图。 图3是本实用新型大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的施工过程工艺流程示 意图。[0021] 图4是本实用新型大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的单体筒桩成孔器结构 示意图。 图5是本实用新型大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构的一种工程方案示意图。
具体实施方式
图1、图2所示的实施例1中，一种大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，包括抛石 固基，堤身及防浪墙，所述的大直径围堤筒桩为现浇薄壁海堤筒桩结构，所述的大直径现浇 薄壁海堤筒桩为采用配合筒桩排架式海堤结构的有安装钢筋笼海堤筒桩结构，所述的大直 径围堤筒桩围堤结构为沿堤线设置有两至三排大直径现浇薄壁海堤筒桩结构，大直径现浇 薄壁海堤筒桩间的间距采用可縮小为2. 5倍筒桩直径的排架结构，并在海堤筒桩施工前后 均设有抛填碎石层结构；所述的有安装钢筋笼海堤筒桩结构为伸出海面结构，所述的有安 装钢筋笼海堤筒桩结构其围堤结构为靠外海侧B的一排采用联体咬合筒桩20的结构型式， 围区侧A的一排采用大直径海堤筒桩10间隔结构布置，前、后排薄壁筒桩之间通过横向联 系梁连接，各单排的大直径筒桩之间通过纵向联系梁连接，所述的海堤筒桩在其靠外海侧B 的海堤筒桩下部联系梁31处向下设有海堤筒桩的内、外排钢筋混泥土插板33。所述的大 直径围堤筒桩为联体咬合筒桩20结构，大直径围堤筒桩外径尺寸为1200mm，薄壁筒桩设有 外护桩或内护桩结构，内、外护筒的保护时间不小于20小时。所述的大直径围堤筒桩(见 图4)为采用海堤筒桩的内护壁套管11、外护壁套管12嵌于大直径环形桩尖14的内、外环 槽中的结构，其内护壁套管11、外护壁套管12共同形成大直径海堤筒桩10的环形结构空 隙13及通过大直径空心沉管方法得到的中空结构16，环形空隙13中放有预先按设计要求 焊接好的钢筋笼；。所述的大直径围堤筒桩在内、外钢护壁套管的顶部采用夹持器70与 动力头80相连接，为沉桩做定位准备，夹持器70上靠内、外钢护壁套管的顶部中间处设有 出泥孔90结构；可选择振动锤作为其动力头结构；配合依次采用定位G1、振动成孔G2、插 入钢筋笼G3或不安装、钢筋笼，现浇灌注混凝土振动起拔G4、成桩G5的筒桩施工流程形成 海堤筒桩结构，采用施工前先抛填，施工后继续抛填，筒桩海堤施工前先在施工区域抛填50 厘米以下的级配石头，施工后抛填100厘米厚度以上的碎石褥垫层。通过混凝土受料槽15 向大直径内、外钢护壁套管间的环形空腔13内灌入混凝土至设计高程；大直径内、外钢护 壁套管的与大直径环形桩尖14固定采用挂钩装置。所述的大直径围堤筒桩施工过程(见 图3)中依次包括定位G1、振动成孔G2、安装钢筋笼G3、现浇灌注混凝土振动起拔G4、成桩 G5 ;且大直径海堤筒桩在其施工前后均设有抛填碎石层结构。所述的横向联系梁包括上横 向联系梁321和下横向联系梁322结构部分。所述的纵向联系梁包括上纵向联系梁311和 下纵向联系梁312结构部分。所述的上下横纵向联系梁间设有立柱40，立柱40内设有钢筋 混泥土插板50作为其胸墙，立柱40露出高度高于围堤的回填高度C。筒桩围堤结构在其堤 顶H上靠外海侧设有防浪墙60及护栏J及其堤顶伸縮缝Hl，增加防浪效果及提高海堤筒桩 的安全性。所述的筒桩围堤结构在其下部横、纵向联系梁及原海涂面处设有抛石护脚围堤 30结构，在回填高度C的下端及其前、后排筒桩之间处设有回填防渗土体G结构。前、后排 的单体筒桩10或联体筒桩20沉入到淤土层F处。 实施例2中，靠外海侧B的一排采用密排大直径筒桩单体筒桩10结合插板结 构，围区侧A的一排采用大直径海堤筒桩10间隔结构布置，大直径围堤筒桩外径尺寸为2000mm，其余同实施例1相同。 实施例3中，靠外海侧B的一排及围区侧A的均采用大直径筒桩单体筒桩10，大直 径围堤筒桩外径尺寸为1200mm，其余同实施例1相同。 实施例4中，所述的现浇大直径围堤筒桩为采用不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结 构，配合筒桩复合地基重力式结构海堤施工工艺结构，大直径围堤筒桩外径尺寸为800mm， 为素混凝土筒桩工艺结构，采用在海底植入15排无钢筋筒桩作为竖向增强体结构，同时叠 加更厚的海底褥垫层加上土工格栅类水平向增强体，在海底形成复合地基。所述的素筒海 堤筒桩结构其围堤结构为在海底采用竖向海堤筒桩与横向抛填石共同构成镇压护脚围堤 30结构，护脚围堤30结构处设有加厚的反压褥垫层30E结构。所述的加厚的反压褥垫层 30E结构其垫层厚度大于50cm以上，所述的海底筒桩处理累计宽度20 70米，选值60米， 素筒桩施工高度不超过海底泥面与滩涂面50厘米；所述的围堤结构包括上、下两部分，上 部结构可为斜坡式堤、重力式挡墙支挡的堤、悬臂式挡墙支挡的堤、扶壁式挡墙支挡的堤或 空箱式挡墙支挡的堤；下部结构为素筒桩海底复合地基。其余同实施例1相同。 图5所示的工程例中，大直径薄壁围堤筒桩10直径为1500mm，壁厚120mm，间隔 2. 5m布置，桩底标高28m，筒桩外连接直径600mm，长15m的水泥搅拌桩IOI，薄壁海堤筒桩 10经过筒桩的施工工艺后沉入由浅到深的淤泥层Yl、淤泥夹粉细砂层Y2、淤泥层Y3、淤泥 层Y4、淤泥质粘土层Y5，水泥搅拌桩101沉入至淤泥层Y3，海底筒桩处理累计宽度40米，在 其下横、纵向联系梁处设有护脚围堤30的围脚30A及斜围脚30B，围脚30A及斜围脚30B靠 外海侧B，其中围脚30A处采用单重大于300kg的底脚大块抛石作围脚，从围脚30A处斜上 向的斜围脚30B采用单重大于200kg的大块石抛护理面，在底脚大块抛石及大块石抛护理 面内采用碎石30C及抛石30D、碎石30E填充垫层，在靠外海侧B及斜围脚30B碎石30C上 方连接沉箱，沉箱结构包括有现浇钢筋混凝土反狐形结构的防浪堤B1和现浇钢筋混凝土 外墙B2及靠围区侧A的现浇钢筋混凝土内挡墙Al，在现浇钢筋混凝土外墙B2和现浇钢筋 混凝土内挡墙Al之间设有现浇钢筋混凝土隔板B3及预制钢筋隔板B4结构，现浇钢筋混凝 土外墙B2和现浇钢筋混凝土内挡墙Al厚度为500mm，现浇钢筋混凝土隔板B3为300mm。
权利要求一种大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，包括抛石固基，堤身及防浪墙，其特征在于所述的大直径围堤筒桩采用现浇薄壁海堤筒桩结构，所述的大直径现浇薄壁海堤筒桩为有安装钢筋笼海堤筒桩结构或不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构；所述的大直径海堤筒桩围堤结构为沿堤线设置有两至三排大直径现浇薄壁海堤筒桩结构，大直径现浇薄壁海堤筒桩间的间距采用可缩小为1.5～3倍筒桩直径的排架结构，并在海堤筒桩施工前后均设有抛填碎石层结构；所述的有安装钢筋笼海堤筒桩结构为伸出海面、水面结构并在筒桩之间通过联系梁连接，所述的不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构为设在海底结构并采用多排植入海底作为其竖向围堤增强结构。
2. 按照权利要求1所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所述的 有安装钢筋笼海堤筒桩为采用配合筒桩排架式海堤结构其围堤结构为靠外海侧(B)的一 排采用密排大直径筒桩或筒桩结合插板或联体筒桩(20)的结构型式，围区侧(A)的一排采 用大直径围堤筒桩间隔结构布置，前、后排薄壁筒桩之间通过横向联系梁连接，各单排的大 直径筒桩之间通过纵向联系梁连接。
3. 按照权利要求1所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所述的 不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构为配合复合地基重力式海堤结构，其围堤结构为在海底 采用竖向海堤筒桩与横向抛填石共同构成镇压护脚(30)结构，护脚围堤(30)结构处设有 加厚的反压褥垫层(30E)结构。
4. 按照权利要求3所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所述的 加厚的褥垫层结构其垫层厚度大于50em以上。
5. 按照权利要求1或2或3所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于 所述的大直径围堤筒桩为单体筒桩(10)或联体咬合筒桩(20)结构，大直径海堤筒桩外径 尺寸范围通常为800mm 2000mm，薄壁筒桩设有外护桩或内护桩结构。
6. 按照权利要求1或2或3所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于 所述的大直径围堤筒桩为采用海堤筒桩的内护壁套管(11)、外护壁套管(12)嵌于大直径 环形桩尖(14)的内、外环槽中的结构，其内护壁套管(11)、外护壁套管(12)共同形成大直 径海堤筒桩(10)的环形结构空隙(13)及通过大直径空心沉管方法得到的中空结构(16)。
7. 按照权利要求1或2或3所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于 所述的大直径围堤筒桩在内、外钢护壁套管的顶部采用夹持器(70)与动力头(80)相连接， 夹持器(70)上靠内、外钢护壁套管的顶部中间处设有出泥孔(90)结构；配合依次采用定位 (Gl)、振动成孔(G2)、插入钢筋笼(G3)、现浇灌注混凝土振动起拔(G4)、成桩(G5)的筒桩施 工流程形成海堤筒桩结构。
8. 按照权利要求2所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所述的 横向联系梁包括上横向联系梁(321)和下横向联系梁(322)结构部分，所述的纵向联系梁 包括上纵向联系梁(311)和下纵向联系梁(312)结构部分。
9. 按照权利要求1或3所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所 述的不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构围堤结构包括上、下两部分，上部结构可为斜坡式 堤、重力式挡墙支挡的堤、悬臂式挡墙支挡的堤、扶壁式挡墙支挡的堤或空箱式挡墙支挡的 堤；下部结构为素筒桩海底复合地基。
10. 按照权利要求2或8所述的大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，其特征在于所述的上下横纵向联系梁间设有立柱(40)，立柱(40)内设有钢筋混泥土插板(50)，立柱(40) 露出高度高于围堤的回填高度(C)，在回填高度(C)的下端及其前、后排筒桩之间处设有回 填防渗土体(G)结构。
专利摘要本实用新型公开了一种大直径围堤筒桩及其围堤或码头结构，包括抛石固基，堤身及防浪墙，采用大直径现浇薄壁海堤筒桩结构，为有安装钢筋笼海堤筒桩结构或不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构；沿堤线设置有两至三排大直径现浇薄壁海堤筒桩结构，薄壁海堤筒桩间的间距采用可缩小为1.5～3倍筒桩直径的排架结构，有安装钢筋笼海堤筒桩结构为伸出水面结构并在筒桩之间通过联系梁连接，不安装钢筋笼的素筒海堤筒桩结构为设在海底结构并采用多排植入海底作为其竖向围堤增强结构。缩短了桩间距、取得更高置换率、减小断面、节约土地，反压褥垫层厚度大幅提高，性价比优势明显，更大程度上节省资源、减少环境污染、提高生产效率。
文档编号E02D27/12GK201506969SQ20092030883
公开日2010年6月16日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者谢庆道, 谢璟, 陈东曙 申请人:浙江海桐高新工程技术有限公司