专利名称：淤泥质海岸板桩码头结构及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种海岸码头，具体涉及一种板桩结构码头以及相应的施工工艺。
背景技术：
随着我国水路运输发展需求，新港口的选址和建设不得不面向淤泥质海岸扩展。 在淤泥海岸建造港区多采用防波堤掩护，挖入式港池为主，为了增大投资效益，需要扩大港 区陆域面积，充分利用港池水域，因此在这类港区常采用满堂式布置。在满堂式布置中，最 节省港池面积增大陆域面积的结构型式，应属板桩结构。但是传统的板桩码头结构型式适 用范围狭窄，仅适用于码头吨位等级小，地质条件好的场地。随着应用需求的迫切和科技的 进步，设计针对砂土地基提出遮帘板桩结构和卸荷板桩结构，这两种新型结构能够有效的 遮挡由砂土、碎石土产生的土压力，可以明显改善板桩墙的受力条件，使得板桩码头能够适 应更大的船舶使用要求。目前这两种板桩新结构型式在砂土地基上应用基本成熟。但是这 类板桩结构直接应用淤泥质地基上，存在以下问题
(I)淤泥摩擦角很小，随着填土高差增加产生巨大水平力，致使遮帘板桩和板桩前 墙弯矩过大；
(2)淤泥剪切强度低，遮帘板桩起不到遮帘作用，淤泥可以绕过遮帘桩作用到前墙 上；
(3)淤泥将所受的竖向荷载转化为水平荷载的比例较大，增大了板桩墙上的弯矩。 发明内容
本发明针对现有板桩结构直接应用淤泥质地基上所存在的问题，而提供一种新型 的淤泥质海岸板桩码头结构，该结构减小板桩和遮帘桩上的水平土压力，使其在码头前沿 水深加深后，板桩结构能够满足安全、适用、耐久的要求。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案
淤泥质海岸板桩码头结构，所述码头结构包括
临时围堤，所述临时围堤设置在淤泥质地基上；
前板桩墙，所述前板桩墙穿透临时围堤的堤身和淤泥层进入土层；
后锚碇墙，所述后锚碇墙穿透临时围堤的堤身和淤泥层进入土层；
轨道桩基，所述轨道桩基打设在前板桩墙和后锚碇墙之间，并穿透临时围堤的堤 身和淤泥层进入土层；
水泥搅拌桩，所述水泥搅拌桩设置在前板桩墙和后锚碇墙之间，对淤泥进行加 固；
锚碇拉杆，所述锚碇拉杆连接前板桩墙和后锚碇墙；
抛石棱体，所述抛石棱体抛填于前板桩墙的后面和后锚碇墙的前面。
在码头结构的优选实例中，所述淤泥质地基中打设有若干排水板，以形成淤泥排 水通道。
进一步的，所述临时围堤为斜坡式袋装砂被结构。
进一步的，所述前板桩墙为连续T形结构。
进一步，所述轨道桩基包括前轨道桩基和后轨道装置，分别与前板桩墙和后锚碇 墙对应打设。
进一步的，所述水泥搅拌桩对淤泥进行加固的深度超过码头前水域设计泥面5m 以上,并且加固后土体的内摩擦角大于30°。
作为本发明的第二目的，针对上述板桩码头结构，本发明还提供了相应的施工方 法，该方法包括如下步骤
(I)在淤泥质地基上施工临时围堤，由临时围堤的自身重量对地基进行堆载预压 加固；
(2)当加固后的淤泥含水量低于50%时，开始在临时围堤上施工前板桩墙、后锚碇 墙，使前板桩墙和后锚碇墙分别穿透围堤的堤身和淤泥层进入承载力较高土层；
(3)在前板桩墙与后锚碇墙之间的临时围堤底部淤泥中，通过水泥搅拌桩进行加 固；
(4)临时围堤底部淤泥进行加固完成后，打设轨道桩基，并抛填前板桩墙后面抛石 棱体和后锚碇墙前的抛石棱体；
(5)在前板桩墙和后锚碇墙之间安装锚碇拉杆；
(6)板桩结构施工完成后，开挖前板桩墙以前围堤剩余土方和天然泥面以下土方， 使码头前沿达到设计水深。
在板桩码头施工方法的优选实例中，在施工围堤前对淤泥质地基进行打设塑料排 水板，形成便于淤泥排水的排水通道。
进一步的，所述步骤(3)中水泥搅拌桩进行加固深度超过码头前水域设计泥面5m 以上,加固后土体的内摩擦角大于30°以上。
根据上述方案形成的板桩结构码头具有以下优点
(I)板桩码头与围堤结合，即完成船舶靠泊功能，又兼具岸壁功能，有效地减少工 程投资，增加了港池陆域面积；
(2)先形成围堤，为板桩结构施工和搅拌桩提供陆域施工条件，降低施工难度和施 工费用；
(3)码头结构施工与后方陆域形成、地基加固等工序，可同步处理。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为本发明中临时围堤的结构示意图2为本发明中板桩码头的主体结构示意图3为本发明中板桩码头的结构示意图4为本发明中前板桩墙的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图3，其所示为本发明所提供适用于淤泥质海岸的板桩码头的结构例。由图可 知，整个板桩码头100主要由临时围堤101、前板桩墙102、后锚碇墙103、锚碇拉杆104、抛 石棱体105、水泥搅拌桩106以及轨道桩基107组合而成。
参见图1，临时围堤101设置在淤泥质地基200上，为后续的板桩结构陆上施工提 供条件。由于淤泥质地基没有陆域施工条件，因此需要建造临时围堤提供。本发明中，该临 时围堤101采用斜坡式袋装砂被结构，堤顶宽度根据码头宽度确定，以便能够为板桩结构 陆上施工提供条件。
对于淤泥质地基200，本发明在其中打设有若干排水板201，具体可以为塑料排水 板201。这些排水板201之间相互构成为淤泥排水的排水通道。
参见图2，前板桩墙102和后锚碇墙103用于构成码头的主体结构，其中前板桩墙 102穿透临时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进入承载力较高土层300 ;同时 后锚碇墙103也穿透临时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进入承载力较高土层 300。施工时两者在临时围堤101的堤顶上进行，具体的位置可视具体情况而目。
参见图4，为了保证码头的主体结构的稳定性，该前板桩墙102采用连续T形的结 构。
在前板桩墙102和后锚碇墙103之间打设轨道桩基107。轨道桩基107同样穿透 临时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进入承载力较高土层300 ;其包括前轨道 桩基107a和后轨道桩基107b，前轨道桩基107a的打设位置靠近前板桩墙102，与其配合； 后轨道桩基107b的打设位置与后锚碇墙103靠近，与其配合。
水泥搅拌106用于对前板桩墙102和后锚碇墙103之间的淤泥进行加固。水泥搅 拌106施工时，在临时围堤101的堤顶上进行，其对淤泥的加固深度超过码头前水域设计泥 面5m以上，加固后土体的内摩擦角大于30°以上。
抛石棱体105抛填前板桩墙102的后面和后锚碇墙103的前面。
锚碇拉杆104用于连接前板桩墙102和后锚碇墙103,该锚碇拉杆104上设置有张 紧器104a。
最终由如板粧墙102和后铺旋墙103之间围堤堤身101、水泥揽祥粧106加固后 的土体、轨道桩基107、前板桩墙后面抛石棱体105、后锚碇墙前的抛石棱体105、前板桩墙 102、后锚碇墙103、锚碇拉杆104结合成整体的板桩结构。再挖除前前板桩墙前围堤的剩余 堤身和淤泥，达到码头要求的前沿水深，板桩码头结构既已完成。
最后在板桩码头上设置辅助设施，如系船柱108和鼓型橡胶护舷109等。
针对上述方案板桩码头结构，其具体的施工过程如下(参见图1至图3):
(I)施工临时围堤前需要对淤泥质地基200进行打设塑料排水板201，为淤泥提供 排水通道；
(2)在打设塑料排水板的淤泥质地基200上施工形成临时围堤101，临时围堤101的自身重量对地基进行堆载预压加固；
(3)当加固后的淤泥含水量低于50%时，开始在临时围堤101的堤顶上施工前板桩 墙102和后锚碇墙103 ;具体根据实际的设计要求将前板桩墙102和后锚碇墙103穿透临 时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进入承载力较高土层300 ；
(4)在临时围堤101的堤顶上对前板桩墙102与后锚碇墙103之间围堤底部的淤 泥，通过水泥搅拌桩106进行加固，加固深度超过码头前水域设计泥面5m以上，加固后土体 的内摩擦角大于30°以上；
(5)在围堤底部淤泥进行加固完成后，在前板桩墙102与后锚碇墙103之间打设轨 道桩基107，其中前轨道桩基107a穿透临时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进 入承载力较高土层300，具体的打设位置靠近前板桩墙102，并与其配合；后轨道桩基107b 也穿透临时围堤101的堤身和淤泥质地基200的淤泥层进入承载力较高土层300，具体打设 位置与后锚碇墙103靠近，与其配合；由此形成板桩码头的主体结构(如图2所示)
(6)在轨道桩基107打设完毕后，对前板桩墙102的后面以及后锚碇墙的前面抛 填抛石棱体105，对于前板桩墙102后面抛填的抛石棱体105设置碎石垫层及混合倒滤层 105a进行加固；
(6)在抛填抛石棱体105后，在前板桩墙102和后锚碇墙103之间安装锚碇拉杆 104，实现两者的连接；
(7)板桩结构施工完成后，开挖前板桩墙102以前临时围堤的剩余土方和天然泥 面400以下土方，使码头前沿达到设计水深(如图3所示)。
由此形成的板桩码头结构减小板桩和遮帘桩上的水平土压力，使其在码头前沿水 深加深后，板桩结构能够满足安全、适用、耐久的要求，能够直接应用于淤泥质地基上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
1.淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，所述码头结构包括临时围堤，所述临时围堤设置在淤泥质地基上；前板桩墙，所述前板桩墙穿透临时围堤的堤身和淤泥层进入土层；后锚碇墙，所述后锚碇墙穿透临时围堤的堤身和淤泥层进入土层；轨道桩基，所述轨道桩基打设在前板桩墙和后锚碇墙之间，并穿透临时围堤的堤身和淤泥层进入土层；水泥搅拌桩，所述水泥搅拌桩设置在前板桩墙和后锚碇墙之间，对淤泥进行加固；锚碇拉杆，所述锚碇拉杆连接前板桩墙和后锚碇墙；抛石棱体，所述抛石棱体抛填于前板桩墙的后面和后锚碇墙的前面。
2.根据权利要求1所述的淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，所述淤泥质地基中打设有若干排水板，以形成淤泥排水通道。
3.根据权利要求1所述的淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，所述临时围堤为斜坡式袋装砂被结构。
4.根据权利要求1所述的淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，述前板桩墙为连续T 形结构。
5.根据权利要求1所述的淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，所述轨道桩基包括前轨道桩基和后轨道装置，分别与前板桩墙和后锚碇墙对应打设。
6.根据权利要求1所述的淤泥质海岸板桩码头结构，其特征在于，所述水泥搅拌桩对淤泥进行加固的深度超过码头前水域设计泥面5m以上，并且加固后土体的内摩擦角大于 30°。
7.淤泥质海岸板桩码头结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)在淤泥质地基上施工临时围堤，由临时围堤的自身重量对地基进行堆载预压加固；(2)当加固后的淤泥含水量低于50%时，开始在临时围堤上施工前板桩墙、后锚碇墙， 使前板桩墙和后锚碇墙分别穿透围堤的堤身和淤泥层进入承载力较高土层；(3)在前板桩墙与后锚碇墙之间的临时围堤底部淤泥中，通过水泥搅拌桩进行加固；(4)临时围堤底部淤泥进行加固完成后，打设轨道桩基，并抛填前板桩墙后面抛石棱体和后锚碇墙前的抛石棱体；(5)在前板桩墙和后锚碇墙之间安装锚碇拉杆；(6)板桩结构施工完成后，开挖前板桩墙以前围堤剩余土方和天然泥面以下土方，使码头前沿达到设计水深。
8.根据权利要求7所述的淤泥质海岸板桩码头结构的施工方法，其特征在于，在施工围堤前对淤泥质地基进行打设塑料排水板，形成便于淤泥排水的排水通道。
9.根据权利要求7所述的淤泥质海岸板桩码头结构的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中水泥搅拌桩进行加固深度超过码头前水域设计泥面5m以上，加固后土体的内摩擦角大于30°以上。
全文摘要
本发明公开了淤泥质海岸板桩码头结构及施工方法，其中码头由临时围堤、前板桩墙、后锚碇墙、锚碇拉杆、前板桩墙和后锚碇墙之间的加固土体组合而成；其中临时围堤设置在淤泥质地基上，前板桩墙和后锚碇墙穿透堤身和淤泥层进入承载力较高土层；打设轨道桩基；在前板桩墙和后锚碇墙之间的淤泥，通过水泥搅拌桩进行加固；抛填前板桩墙后面抛石棱体和后锚碇墙前的抛石棱体；通过锚碇拉杆连接前板桩墙和后锚碇墙，最终合成整体的板桩结构。本发明形成的板桩码头能够直接应用淤泥质地基上。
文档编号E02B3/06GK102995602SQ20121049548
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者程泽坤, 李武, 杭建忠 申请人:中交第三航务工程勘察设计院有限公司