[發明專利]一種板樁碼頭結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201711089385.3
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107761663A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王麗艷;高鵬;閆家濤;王炳輝
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;E02D3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 王艷

技術領域

本發明屬于土建技術領域，特別涉及一種板樁碼頭結構及其施工方法。

背景技術

板樁碼頭是港口工程中常采用的一種結構形式，因其具有結構簡單、主要構件可在預制廠預制、施工方便、施工速度快、材料用量少、挖填方工程量少、復雜地基適應性強等特點，在國內外港口和護岸工程中廣泛應用。

傳統板樁碼頭依靠鋼拉桿連接前板樁墻與錨碇墻，但在實際工程中拉桿等效應力遠遠小于鋼材的屈服應力，蔣國棟在《板樁碼頭的ANSYS有限元分析》一文中，模擬了板樁碼頭各構件受力特性，其中拉桿最大等效應力為21MPa，遠遠小于所選用鋼材的屈服強度值235MPa。蔣建平在《基于ABAQUS的板樁碼頭地震動力響應研究》一文中對一板樁碼頭進行了地震荷載作用下動力響應研究，計算結果表明，地震加速度幅值為0.5g時，地震過程中拉桿最大拉力在300kN以下，遠小于所選用拉桿屈服時拉力1328kN。南京水利科學研究院組織相關人員于2005年2月對京唐港^#32碼頭完成了儀器埋設，2005年6月至2008年2月進行了觀測，觀測結果顯示，最大拉桿拉力出現在^#2觀測斷面，最大值為601kN，遠遠小于選用拉桿屈服時的拉力2445kN。鋼材價格高昂，實際工程中往往出現鋼材強度過?，F象，提高了工程造價，造成資源浪費。

土工格柵作為一種新型的特種土工合成材料，在20世紀80年代末90年代初，我國在吸取國外先進的生產施工經驗的基礎上，開始逐漸使用，作為一種高分子聚合物，土工格柵具有質地柔軟、重量輕、整體連續性好、抗拉強度高、耐腐蝕、施工方便、與土結合性好、造價低等特點，土工格柵在實際工程中得到了越來越廣泛地應用。

發明內容

發明目的：為解決傳統板樁碼頭由于鋼拉桿強度過度剩余所造成資源浪費的問題，本發明利用單向塑料土工格柵作為傳力材料，給出了一種新型的板樁碼頭結構及其施工方法，土工格柵具有造價低、拉伸強度高、拉伸模量大等特點，連續鋪設可以起到代替鋼拉桿的作用，可以顯著降低工程造價，起到很好的經濟效益。

單向拉伸塑料土工格柵是一種以高分子聚合物為主要原料，加入一定的防紫外線、抗老化助劑，經過單向拉伸使原來分布散亂的鏈形分子重新定向排列呈線性狀態，經擠出壓成薄板再沖規則孔網，然后縱向拉伸而成的高強度土工材料。這種過程中使高分子成定向線性狀態并形成分布均勻、節點強度高的長橢圓形網狀整體性結構。此種結構具有相當高的拉伸強度和拉伸模量，抗拉強度達到100-200Mpa，接近低碳鋼的水平，本發明選用規格TGDG110以上的土工格柵連續鋪設，在強度及變形上均可滿足要求，可以替代現普遍采用的鋼拉桿。

技術方案：為了解決傳統板樁碼頭鋼拉桿強度過剩所造成的資源浪費問題，本發明所采用的技術方案為提供了一種板樁碼頭結構，所述板樁碼頭結構包括前板樁墻、連接棒、土工格柵、回填料和錨碇墻，所述土工格柵位于前板樁墻后由下而上水平鋪設1或2層，所述土工格柵分別通過連接棒與前板樁墻和錨碇墻連接，所述回填料位于前板樁墻后覆蓋土工格柵。

其中，上述土工格柵為高密度聚乙烯單向土工格柵，節點強度大于等于肋條強度的95％，碳黑含量大于等于2％，土工格柵規格TGDG110以上；

作為優選，所述土工格柵規格為TGDG110～TGDG180。

作為優選，上述前板樁墻和錨碇墻為鋼筋混凝土結構，所述前板樁墻和錨碇墻上還澆筑有裁剪格柵。

作為優選，土工格柵宜連續鋪設，同一層相鄰土工格柵搭接寬度100～300mm，搭接處用U形釘或連接件固定。

作為優選，所述回填料為回填土，選用碎石或砂礫土，在距土工格柵層80mm以內的回填料其最大粒徑小于等于60mm。

作為優選方式，與前板樁墻及錨碇墻澆筑在一起的裁剪格柵，必須保證格柵有效長度，至少留有兩整孔長度。

其中，上述板樁碼頭結構還包括遮簾樁墻。

本發明所述的板樁碼頭結構的施工方法，包括以下步驟：

(1)板樁預制：預制連接有裁剪格柵的前板樁及錨碇板樁，裁剪格柵時必須保證格柵有效長度，至少留有兩整孔長度；

(2)土方開挖：前板樁到錨碇板樁區間內的土方開挖至格柵設計標高位置處；

(3)沉樁施工：前板樁及錨定板樁沉樁至設計標高處，形成前板樁墻及錨定墻；