港口水工建筑物講義7板樁碼頭丨140頁

1、港口工程I -港口水工建筑物2013.04港口海岸與近海工程學(xué)院第三章 板樁碼頭板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點板樁碼頭的構(gòu)造單錨板樁碼頭的計算無錨板樁碼頭的計算河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院2港口工程3河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院參考書籍港口工程4河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院參考書籍港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院5板樁碼頭港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院6板樁碼頭板樁碼頭河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院7港口工程板樁碼頭河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院8港口工程板樁碼頭的特點及適用條件港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院9一、板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點板樁碼頭的組成

2、板樁碼頭的一般施工程序板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院10板樁碼頭的特點及適用條件工作原理：靠沉入地基的板樁墻和錨碇系統(tǒng)共同作用來維持其穩(wěn)定性。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，材料用量少，造價便宜；主要構(gòu)件可在預(yù)制廠預(yù)制，施工方便、速度快；對復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強；可先打板樁后挖港池，減少挖填土方量。缺點：結(jié)構(gòu)耐久性不如重力式碼頭，鋼板樁易銹蝕；施工過程中一般不能承受較大的波浪作用，不適于在無掩護的海港中應(yīng)用；需要打樁或其他沉樁設(shè)備。適用條件：所有板樁可沉入的地基，過去多用于中小碼頭。也可用于船閘閘墻、船塢塢墻、護岸和圍堰等。港口工程河海大學(xué) 11港口工程11板樁碼頭的組成板樁墻：是板

3、樁碼頭的基本組成部分，是下部打入或沉入地基的板樁構(gòu)成的連續(xù)墻，作用是擋土并形成碼頭的直立岸壁。拉桿：傳遞水平荷載給錨錠結(jié)構(gòu)，減小板樁的跨中彎矩及入土深度和減小頂部向水域方向的位移。河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院錨錠結(jié)構(gòu)：承受拉桿拉力。板樁墻拉桿錨錠結(jié)構(gòu)港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院12板樁碼頭的組成帽梁：為了使各單根板樁能共同工作和使碼頭前沿線齊整，在板樁頂端設(shè)有帽梁導(dǎo)梁：為了使每根板樁都能被拉桿拉住，需在拉桿與板樁的連接處設(shè)置水平導(dǎo)梁，拉桿穿過板樁固定在導(dǎo)梁上碼頭設(shè)備：便于船舶系靠和裝卸作業(yè)。帽梁導(dǎo)梁港口工程13板樁碼頭的一般施工程序板樁碼頭的一般施工程序預(yù)制和施打板樁預(yù)制和安裝

4、錨碇結(jié)構(gòu)澆筑帽梁墻后回填土及墻前港池挖泥制作和安裝導(dǎo)梁加工和安裝拉桿河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院14板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)板樁材料劃分木板樁鋼筋混凝土板樁鋼板樁強度低，耐久性差，現(xiàn)已很少采用耐久性好，用鋼量少，造價低，但強度有限，一般用于中小型碼頭。強度高，重量輕，鎖口緊密、止水性好，施工方便，但易腐蝕，耐久性較差，適用于建造水深較大的海港碼頭，特別多用于要求不透水的船塢塢墻、施工圍堰和防滲圍幕等工程中。港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院15板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式鋼板樁圍堰港口工程16板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)錨碇特點劃分無錨板樁有錨板樁適用高

5、度較小，地面荷載不大且對位移要求不高的情況單錨板樁雙錨或多錨板樁斜拉樁式板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院適用于墻高在610m以下的中小型碼頭。適用于墻高大于10m 的碼頭，但上下拉桿的位移很難協(xié)調(diào)，常會使某一拉桿嚴(yán)重超載。適用于碼頭后方場地狹窄，設(shè)置錨碇結(jié)構(gòu)有困難或施工期會遭受波浪作用的情況港口工程17板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)板樁墻結(jié)構(gòu)劃分普通板樁墻長短板樁結(jié)合遮簾式板樁卸荷式板樁主樁板樁結(jié)合主樁擋板（或套板）河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院地下連續(xù)墻板樁碼頭的構(gòu)造板樁錨碇結(jié)構(gòu)拉桿導(dǎo)梁、帽梁及胸墻排水設(shè)施二、板樁碼頭的構(gòu)造鋼筋混凝土板樁鋼板樁錨碇板（墻）錨碇樁錨碇樁墻錨碇叉樁18河海大學(xué) 港

6、口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院19板樁鋼筋混凝土板樁斷面形式矩形：I字形T形圓形港口工程20板樁鋼筋混凝土板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院斷面形式矩形特點：形狀簡單，制作方便，沉樁容易，接縫容易處理。 但抗彎能力差，費材料。尺寸：其厚度應(yīng)根據(jù)強度和抗裂要求由計算確定，一般為2050cm；寬度由打樁設(shè)備的龍口寬度決定，在地基條件和打樁設(shè)備允許的情況下，盡可能加大寬度，一般為5060cm。 港口工程21板樁鋼筋混凝土板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院斷面形式矩形22河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院板樁鋼筋混凝土板樁港口工程23河海大學(xué) 港口海岸與近海工程

7、學(xué)院板樁鋼筋混凝土板樁港口工程板樁鋼筋混凝土板樁24河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁鋼筋混凝土板樁25河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁鋼筋混凝土板樁26河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院27港口工程板樁鋼筋混凝土板樁斷面形式T形特點：實際是整體主樁擋板結(jié)構(gòu)，板樁數(shù)量少，施工速度快，抗彎能力強；但平接企口導(dǎo)向能力差，易偏位，通常采用水沖沉樁或振動沉樁設(shè)備，企口不嚴(yán)，須設(shè)置防漏措施。尺寸：翼板厚度由計算確定，一般為1020cm，寬度由打樁設(shè)備的能力決定，一般為1.21.6m，長度只須低于設(shè)計水底以下11.5m，且不小于港池可能的

8、沖刷深度；肋寬一般為3040cm，高度由計算確定，一般為4575cm；長度根據(jù)踢腳穩(wěn)定和岸壁整體滑動穩(wěn)定性由計算確定。港口工程28河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程28板樁鋼筋混凝土板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院斷面形式圓形特點：預(yù)制管柱樁，省材料，抗彎能力強，可適應(yīng)多種地質(zhì)條件下施工，可打樁，可射水沉樁或振動沉樁，但需專門的預(yù)制場和專門的預(yù)制設(shè)備（離心機）。尺寸：預(yù)應(yīng)力管柱樁直徑一般為50300cm，厚度為1050cm，節(jié)長在10m內(nèi)，在現(xiàn)場用法蘭盤連接成需要的長度。板樁鋼筋混凝土板樁斷面形式I字形特點：實際上是主樁板樁結(jié)合，適用于地質(zhì)條件較差處，但構(gòu)件類型多，施工麻煩，主樁受力

9、較大，板樁受力小，受力不均勻。港口工程港口工程30板樁鋼板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院斷面形式U形 U形組合 平板形 Z形 H形 圓管形 轉(zhuǎn)角構(gòu)造港口工程31板樁河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院鋼板樁板樁鋼板樁32河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁鋼板樁33河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁鋼板樁34河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁鋼板樁35河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁36河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院鋼板樁港口工程板樁鋼板樁37河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程斷面形式板樁U形 特點：U形鋼板樁相互倒置形成“折瓦”形斷面的連續(xù)墻，

10、其中和軸位于“折瓦”形斷面的中間，即鎖口位置。由材料力學(xué)可知，受彎矩作用時，中和軸處的剪應(yīng)力最大，如鎖口咬合不牢，受力后易錯位，斷面系數(shù)降低，設(shè)計時，通常要根據(jù)實際情況，對其斷面系數(shù)進行折減。鋼板樁38河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程斷面形式Z形 特點：抗彎能力好，受彎時，連接鎖口處，剪應(yīng)力為零，由于單根Z 形鋼板樁斷面不對稱，施工時易扭轉(zhuǎn)，故施工時一般采用將兩根板樁焊在一起施打。 鋼板樁板樁39河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程平板形 斷面形式特點：抗彎能力差，但“鎖骨”形鎖口，橫向受拉能力強，適用于格型結(jié)構(gòu)中。40河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院板樁鋼板樁港口工程41河海大學(xué)

11、 港口海岸與近海工程學(xué)院板樁鋼板樁鋼板樁的銹蝕和防護物理保護涂料保護：采用涂環(huán)氧煤瀝青漆或聚乙烯和聚氨酯彈性體覆蓋，一般保護35年 ，適于水位變動區(qū)化學(xué)保護陰極保護：效果好，費用高，適于水下部分改進鋼材化學(xué)成分，采用防腐蝕的鋼種增加鋼板樁的厚度降低帽梁和胸墻底高程與鋼板樁接觸的金屬件采用與鋼板樁材質(zhì)相同的鋼材港口工程板樁地下連續(xù)墻特點：干地施工，可現(xiàn)澆可預(yù)制，連續(xù)性好，可有效防滲和止水，不需大型和復(fù)雜機械，施工速度快，造價低，斷面可以較大，形式多樣，但現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量不易保證。斷面形式：現(xiàn)澆矩形、T形、鉆孔排樁形 預(yù)制矩形尺寸：厚度或直徑由強度計算確定，現(xiàn)澆地下墻厚度一般60130cm，預(yù)制地下

12、墻厚度一般4080cm，樁徑不宜小于55cm。單元墻段一般48m。42河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻導(dǎo)墻施工43河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻成槽44河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻綁扎鋼筋籠45河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝46河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝47河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程板樁地下連續(xù)墻墻身混凝土澆筑48河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院49錨碇結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式錨碇叉樁碼頭后方場地狹窄，

13、拉桿拉力較大錨碇樁（樁墻）碼頭后方場地寬敞，且地下水位較高或利用原土層錨碇板（墻）碼頭后方場地寬敞，拉桿拉力不大錨碇結(jié)構(gòu)特點：依靠前面回填料的抗力來承受拉桿拉力承載能力較小，水平位移大。結(jié)構(gòu)簡單，能充分發(fā)揮其前面的被動土壓力，不需打樁設(shè)備，材料用量少，造價便宜，但必須開挖基坑或基槽，增加了開挖工程量并破壞了原狀土結(jié)構(gòu)。型式：錨碇板預(yù)制，平板、T型、雙向梯形 錨碇墻現(xiàn)澆，也可預(yù)制，矩形、梯形、L形錨碇板（墻）50河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程錨碇結(jié)構(gòu)錨碇板（墻）尺寸：高度由穩(wěn)定計算確定，一般不宜小于埋置深度的1/3，常采用1.03.5m；厚度由強度和裂縫控制計算確定，15cm，常采用2

14、040cm；預(yù)留拉桿孔位置宜與作用在錨碇板（墻）上的土壓力合力作用點重合，斜度與拉桿方向一致?；靥睿簽榱顺浞掷脡η巴量沽Γ瑝笠话沩殦Q填力學(xué)性質(zhì)好的填料（如北方常采用灰土夯實，南方常采用塊石回填）港口工程構(gòu)造：采用預(yù)制安裝的錨碇板（墻），下面常用1520cm厚的碎石鋪墊?，F(xiàn)澆錨碇墻，下面應(yīng)澆注1015cm的貧質(zhì)砼墊層。錨碇結(jié)構(gòu)錨碇墻港口工程錨碇結(jié)構(gòu)錨碇墻港口工程錨碇結(jié)構(gòu)錨碇墻前回填材料港口工程錨碇結(jié)構(gòu)特點：靠樁打入土中嵌固工作，此結(jié)構(gòu)屬于無錨樁，承載能力較小，水平位移較大；樁直接沉入土中，填挖方量少，不破壞原狀土，但需打樁設(shè)備。型式：錨碇樁預(yù)制鋼筋混凝土樁或鋼管樁 錨碇樁墻預(yù)制板樁，也可現(xiàn)澆

15、地下連續(xù)墻尺寸：斷面尺寸由強度和裂縫控制計算確定，15cm，常采用2040cm；其深度由“踢腳”穩(wěn)定來確定錨碇樁（樁墻）55河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程錨碇結(jié)構(gòu)特點：靠樁的軸向拉壓和拉拔承載力來工作，其穩(wěn)定性由樁的承載能力確定，與板樁墻的距離可以很近，拉桿長度短，承載能力大，位移小，造價高尺寸：斜度宜采用3:14:1；樁頂凈距3040cm；現(xiàn)澆樁帽，將拉桿與樁連成整體。錨碇叉樁56河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院57尼龍橡膠帶拖錨結(jié)構(gòu)土錨 鋼筋混凝土拖板錨碇結(jié)構(gòu)特點：利用墻后回填土或原狀土對錨固物的摩阻力來錨碇板樁墻港口工程河海大學(xué)

16、港口海岸與近海工程學(xué)院58拉桿拉桿59河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿60河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿61河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿位置：拉桿一般水平放置，從減少板樁墻跨中彎矩來說，拉桿位置越低越好，但為了保證在水上穿拉桿和水上澆注胸墻或?qū)Я旱氖┕ひ?，一般在平均水位以下，設(shè)計低水位以上0.51.0m，且不得低于導(dǎo)梁和胸墻的施工水位。材料：拉桿一般用圓鋼制成，常采用3號鋼和5號鋼。目前在一些工程中開始采用高強鋼材，但必須能保證焊接質(zhì)量及延伸率不低于18。安裝時除銹，防腐蝕，設(shè)計時預(yù)留銹蝕量。尺寸：鋼拉桿直徑由強度計算確定，可為40100mm。拉桿的

17、間距根據(jù)拉桿力的大小來確定，常用1.03.0m。一般為板樁寬度的整數(shù)倍或偶數(shù)倍。拉桿的長度為板樁墻與錨碇結(jié)構(gòu)的距離，由計算確定。當(dāng)長度較長(12m)時 ，宜分節(jié)組裝，緊張器連接。拉桿62河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院其他：安裝時應(yīng)施加一定的初始拉力，并保證各拉桿初始拉力相同 一個碼頭分段中所有拉桿材質(zhì)、長度和構(gòu)造應(yīng)相同港口工程63河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院拉桿拉桿拉桿失事原因：實際拉力設(shè)計拉力拉桿下填沉陷，拉桿在其上土重及地面荷載作用下發(fā)生彎曲，產(chǎn)生附加應(yīng)力而斷裂。銹蝕使拉桿斷面減小。防治措施：夯實拉桿下的填土，或在拉桿下設(shè)置支撐，以減小沉陷，支撐形式有支撐樁、設(shè)砼墊塊或墊墩、鋪碎石或

18、灰土墊層。在拉桿兩端設(shè)置連接鉸，以消除其附加應(yīng)力。在拉桿上做各U形防護罩，使拉桿上面的土重及地面荷載通過防護罩傳到拉桿兩側(cè)的地基上。防銹處理，涂兩層防銹漆，并用瀝青麻袋包裹兩層?；靥盍蠂?yán)禁帶有腐蝕性，如爐渣、礦渣等。 港口工程連接鉸和緊張器拉桿64河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿拉桿65河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院緊張器混凝土墊塊港口工程拉桿拉桿66河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿拉桿67河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿拉桿68河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿拉桿69河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程

19、學(xué)院70帽梁、導(dǎo)梁及胸墻胸墻：當(dāng)水位差不大、拉桿距碼頭面距離較小時，為簡化結(jié)構(gòu)和便于施工，一般將導(dǎo)梁和帽梁合二為一設(shè)計成胸墻，常用斷面形式有矩形、梯形、L形和I形。 帽梁：使板樁能共同工作和碼頭前沿線整齊，采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁：使每根板樁都能被拉桿拉住，設(shè)置在拉桿和板樁墻的連接處，鋼筋混凝土板樁一般采用鋼筋混凝土導(dǎo)梁，可預(yù)制安裝，也可現(xiàn)澆；鋼板樁一般采用鋼導(dǎo)梁。港口工程71帽梁、導(dǎo)梁及胸墻河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院其他構(gòu)造說明：（1）帽梁或胸墻前后兩側(cè)應(yīng)比板樁寬150mm以上。（2）前墻應(yīng)伸入帽梁內(nèi)一定深度，鋼筋混凝土前墻伸入帽梁或胸墻的深度可取5070mm，鋼板樁前墻伸入帽梁或胸墻的

20、深度可取1倍板樁截面高度或樁徑。 （3）系船柱塊體宜與帽梁或胸墻整體澆注，其尺寸應(yīng)由系纜力和系船柱構(gòu)造要求確定。塊體上可增設(shè)拉桿或八字形布置的副拉桿。（4）帽梁、導(dǎo)梁或胸墻沿碼頭長度方向應(yīng)設(shè)置變形縫，變形縫間距一般可取1530m，并設(shè)置在結(jié)構(gòu)型式和水深變化處、地基土質(zhì)差別較大處及新舊結(jié)構(gòu)的銜接處?？p寬2030mm，彈性材料填充。帽梁、導(dǎo)梁及胸墻鋼導(dǎo)梁72河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程帽梁、導(dǎo)梁及胸墻胸墻鋼筋73河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程帽梁、導(dǎo)梁及胸墻胸墻立模74河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院75 為了減小或消除作用在板

21、樁墻上的剩余水壓力，前墻應(yīng)設(shè)排水孔，排水孔位置不宜高于設(shè)計低水位，在施工條件允許的情況下，宜設(shè)在極端低水位附近。排水孔的間距和孔徑根據(jù)前墻水位變化幅度、前墻透水情況和墻后土質(zhì)確定，一般35m設(shè)置一個直徑5080mm的排水孔。除墻后回填塊石的情況外，排水孔后均應(yīng)設(shè)置倒濾棱體，以防墻后填土流失。 排水設(shè)施單錨板樁碼頭的計算作用和作用效應(yīng)組合前墻計算帽梁、導(dǎo)梁及胸墻結(jié)構(gòu)計算整體穩(wěn)定計算拉桿計算錨碇結(jié)構(gòu)計算三、單錨板樁碼頭的計算76河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程作用和作用效應(yīng)組合偶然狀況短暫狀況持久狀況結(jié)構(gòu)使用期分別按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計施工期、檢修期等按承載能力極限狀態(tài)設(shè)

22、計，必要時同時按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計僅在有特殊要求時進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計或防護設(shè)計地震狀況板樁碼頭設(shè)計狀況使用期遭受地震作用時僅按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計77河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程作用和作用效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)前墻的“踢腳”穩(wěn)定性錨碇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性板樁碼頭整體穩(wěn)定性正常使用極限狀態(tài)板樁碼頭設(shè)計計算項目樁的承載力鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫控制構(gòu)件強度78河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程作用和作用效應(yīng)組合注意：踢腳穩(wěn)定驗算用分項系數(shù)法。構(gòu)件計算用綜合分項系數(shù)法。綜合分項系數(shù)法：在計算前墻的彎矩和拉桿力時，作用和抗力（被動土壓力）均取標(biāo)準(zhǔn)值，其設(shè)計值可采用計算出的標(biāo)準(zhǔn)值乘綜合分項

23、系數(shù)。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件強度計算時，作用效應(yīng)設(shè)計值可按有關(guān)作用標(biāo)準(zhǔn)值計算的作用效應(yīng)乘綜合分項系數(shù)確定。綜合分項系數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)采用1.40；鋼結(jié)構(gòu)采用1.35。裂縫驗算綜合準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)采用0.85；79河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院80作用和作用效應(yīng)組合偶然作用可變作用永久作用土體本身產(chǎn)生的主動土壓力、前墻后的剩余水壓力碼頭地面上各種可變荷載產(chǎn)生的主動土壓力、船舶荷載、施工荷載和波浪力等非正常撞擊、火災(zāi)、爆炸等引起的作用力地震作用板樁碼頭上的作用地震土壓力、地震動水壓力、地震慣性力等作用和作用效應(yīng)組合計算水位和作用組合持久組合應(yīng)針

24、對不同構(gòu)件和計算內(nèi)容分別采用極端高水位、設(shè)計高水位、設(shè)計低水位和極端低水位中的不利水位與持久狀況的作用進行組合。短暫組合應(yīng)針對不同構(gòu)件和計算內(nèi)容分別采用設(shè)計高水位、設(shè)計低水位中的不利水位或施工水位與短暫狀況的作用進行組合。地震組合，計算水位與作用組合應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水運工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ225）中的規(guī)定。81河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程土壓力 前墻一般屬于柔性結(jié)構(gòu)，在土壓力作用下其軸線將發(fā)生撓曲變形，作用在板樁墻上的土壓力分布也隨墻體的變形而變化。這種土與墻相互作用的復(fù)雜性，給確定板樁墻上的土壓力帶來很大的困難。 作用于板樁墻上的實際土壓力將視施工方法、錨桿裝設(shè)處的水平位移

25、、錨桿位置高低、板樁入土深度、板樁剛度與海底地基土性質(zhì)之間的關(guān)系等因素而變化，其土壓力分布是十分復(fù)雜的。82河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程主動土壓力 根據(jù)國內(nèi)外研究結(jié)果，作用于板樁墻上的主動土壓力分布形式可歸納為兩種：一種是以頂端位移為主（如：先挖泥后打樁、板樁相對剛度較大，錨桿位移較大等情況），板樁墻后主動土壓力視為與剛性墻相同呈三角形分布；另一種是以彎曲變形為主（如：先打樁后開挖、板樁相對剛度較小，錨著點位移小等情況），墻后主動土壓力視為“”形分布，彎矩值就將減小。83河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程R形分布原因： 板樁上部有拉桿拉住，下端嵌固于地基中，上下兩端位移較小，

26、跨中位移較大，墻后土體在板樁變形過程中呈現(xiàn)拱現(xiàn)象，使跨中一部分土壓力通過滑動土條間的摩擦力傳向上下兩端。影響因素： 板樁墻的剛度：剛度越小，R形分布越顯著； 錨碇點位移：位移越小，R形分布越顯著 施工順序：先打板樁后開挖比先開挖后打板樁，R形分布顯著主動土壓力84河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程主動土壓力85河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院計算方法： 研究也表明不論土壓力分布形式如何，而其土壓力總力大小與按庫倫土壓力公式計算的數(shù)值基本相同?！啊毙吻€分布目前尚缺乏足夠的試驗研究資料，定量確定有一定困難。 所以規(guī)范中確定土壓力的方法仍按照古典土壓力理論進行計算，即作用于前墻上的主動土壓力

27、按三角形分布，但考慮到板樁墻體變形對土壓力的影響，對以彎曲變形為主的前墻考慮彎矩修正系數(shù)，即將以此土壓力及其荷載計算得到的板樁墻跨中最大彎矩和拉桿拉力乘以合適的經(jīng)驗系數(shù)進行修正。港口工程被動土壓力港口工程86河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院墻前被動土壓力比=0時計算值大1倍左右，而墻后（下端）被動土壓力比=0時計算值小1倍左右。原因：入土段上部墻體對土體產(chǎn)生向下的摩擦力，使土體的穩(wěn)定性增大，下部墻體對土體產(chǎn)生向上的摩擦力，使土體的穩(wěn)定性減小。板樁在水底處發(fā)生向下轉(zhuǎn)動變形，使墻前土體受到向下的擠壓；板樁底端發(fā)生向上轉(zhuǎn)動變形，給墻后土體一個向上的“掘出力” ；板樁向前變形，壓擠墻前土體，使土的密實

28、度增大，抗剪強度提高； 板樁底部被地基嵌固，使板樁下端變形較小，達不到極限被動土壓力所需的位移值。計算方法：考慮土與墻之間摩擦角，計算墻前被動土壓力時，取正值；計算墻后被動土壓力時，則取負值。土壓力主動土壓力被動土壓力注意：土壓力的計算公式與重力式碼頭規(guī)范不同，與庫侖公式相比，能考慮粘聚力c的作用；與朗肯公式相比，能考慮土與墻背間摩擦角的作用。87河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程土壓力計算前墻后主動土壓力時,=(1/32/3) 計算前墻前被動土壓力時,=(2/33/4) ,且20計算前墻后被動土壓力時,=-2/3,且-20 土壓力計算參數(shù)選取粘性土：剩余水位以下取浮重度,剩余水位與設(shè)計

29、高水位之間取飽和重度,設(shè)計高水位以上取天然重度無粘性土：剩余水位以下取浮重度,剩余水位以上取天然重度C, 應(yīng)根據(jù)鉆探土樣試驗資料確定。施工中,如果回填速率能滿足土的固結(jié)要求,則采用固結(jié)快剪指標(biāo)計算土壓力,如果回填速率不能滿足土的固結(jié)時,需適當(dāng)考慮未固結(jié)因素的影響,也就是對固結(jié)快剪指標(biāo)作折減。88河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院考慮墻前超挖0.30.5m，墻前粘性土考慮挖泥擾動影響，泥面處按c=0計算，泥面以下1m按正常值計算，兩者之間按直線過渡。港口工程剩余水壓力 當(dāng)墻前水位降落，墻后地下水不能及時排出時，便有剩余水頭存在，產(chǎn)生剩余水壓力。剩余水頭的大小與水位降落幅度和速率，前墻排水性能、回填

30、土及地基土的滲透性大小等因素有關(guān)，很難由計算確定。(1)海港鋼筋砼板樁碼頭，當(dāng)板樁墻設(shè)有排水孔，墻后回填粗于細砂顆粒的材料可不考慮。(2)對海港鋼板樁碼頭，地下墻式板樁碼頭及墻后回填細砂或粘性土的鋼筋砼板樁碼頭，=1/31/2平均潮差。但當(dāng)排水孔高程高于墻前計算水位時，剩余水頭不應(yīng)小于排水孔高程與墻前計算水位之差。當(dāng)墻后采取可靠的排水系統(tǒng)時，可不考慮排水孔以上的剩余水壓力。89河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程港口工程其他荷載船舶荷載波浪力主要考慮船舶系纜力。一般系纜柱都有單獨的錨錠結(jié)構(gòu)，此時系纜力不傳給前墻。主要考慮波吸力，波吸力一般與船舶荷載不同時出現(xiàn)。90河海大學(xué) 港口海岸與近海工

31、程學(xué)院地震荷載地震地區(qū)港口工程91港口工程河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算單錨板樁墻的工作狀態(tài)和受力特性第一種工作狀態(tài)：板樁入土不深，在墻后主動土壓力作用下，板樁產(chǎn)生彎曲變形，并圍繞板樁上端支承點轉(zhuǎn)動。板樁中只有一個方向的彎矩且數(shù)值最大，入土部分位移較大，所需板樁長度最短，但斷面最大。底端按自由計算港口工程92河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算單錨板樁墻的工作狀態(tài)和受力特性第二種工作狀態(tài)：其入土情況和受力情況介于第一種工作狀態(tài)和第三種工作狀態(tài)之間，入土段比第一種稍深，受力后，底端只有轉(zhuǎn)角，沒有位移，也屬于自由支承狀態(tài) 港口工程93河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算單錨板樁墻

32、的工作狀態(tài)和受力特性第三種工作狀態(tài)：隨著板樁人土深度增加，入土部分出現(xiàn)與跨中相反方向的彎矩，板樁墻彈性嵌固于地基中。這種工作狀態(tài)下算得的板樁斷面較小，入土部分位移小，板樁墻穩(wěn)定性較好。 底端按嵌固計算港口工程94河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院單錨板樁墻的工作狀態(tài)和受力特性第四種工作狀態(tài)：與第三種工作狀態(tài)類似，但入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，穩(wěn)定性有富余。但對減少墻體跨中彎矩非常有限，一般無必要。 前墻計算95河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算單錨板樁墻的工作狀態(tài)和受力特性港口工程港口工程96河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算前墻計算內(nèi)容前墻的入土深度前墻內(nèi)力拉桿拉力計算方法

33、彈性線法豎向彈性地基梁法僅適用于單錨板樁墻的彈性嵌固狀態(tài)。對于剛度較大的板樁墻（如現(xiàn)澆地下墻等），不宜采用。適用于單錨和多錨板樁墻的任何工作狀態(tài)前墻的穩(wěn)定性計算港口工程97河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院彈性線法羅邁爾法前墻計算基本假定： 主動土壓力和墻前被動土壓力按古典土壓力理論計算，底端墻后被動土壓力按集中力Ep代替； 板樁墻底端嵌固于地基中（第三種工作狀態(tài)），它的線變位和角變位都等于零，拉桿錨碇點的位移等于零 計算圖示計算圖示： 一次超靜定結(jié)構(gòu)，三個未知數(shù)，t0、Ra、 Ep計算方法：圖解試算法，即先假定入土深度，除了需利用平衡條件H=0、M=0之外，還需利用變形協(xié)調(diào)條件，用試作板樁墻變

34、形曲線的方法求解，故稱為彈性線法。不斷改變?nèi)胪辽疃龋磸?fù)試算，直到滿足變形條件為為止。其變形條件是板樁墻底端的角變位和線變位為零，即入土段底端的彈性變形曲線與鉛垂線相切；同時錨碇點的位移也等于零。為簡化計算，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，采用跨中最大正彎矩為入土段最大負彎矩1.101.15倍的條件取代變形條件。 彈性線法羅邁爾法98河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算計算步驟：假定t0；用古典土壓力理論計算土壓力及剩余水壓力、波吸力等；用圖解法（做力矢圖和索多邊形的方法），以|M1max|=1.11.15|M2max|為控制條件，若不滿足條件，重新假定t0；港口工程港口工程100河海大學(xué) 港口海岸與近海工

35、程學(xué)院考慮墻后土壓力重分布和拉桿錨碇點的位移會使板樁墻跨中彎矩減小的影響，將求得的跨中最大彎矩乘以折減系數(shù)，求得的拉桿拉力乘以不均勻系數(shù)，作為設(shè)計彎矩和設(shè)計拉桿拉力的標(biāo)準(zhǔn)值。計算入土深度t。 彎矩折減系數(shù)，取0.70.8； 拉桿拉力不均勻系數(shù)，取1.35； t0處墻后被動土壓力； t0處墻前主動土壓力。前墻計算彈性線法羅邁爾法港口工程101河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院彈性線法羅邁爾法按“踢腳”穩(wěn)定性驗算入土深度，若不滿足應(yīng)取滿足“踢腳”穩(wěn)定的入土深度， 抗力分項系數(shù)，取1.25；踢腳拉桿錨碇點 當(dāng)板樁底端位于軟弱土層時，會出現(xiàn)板樁入土越深，越不滿足“踢腳”穩(wěn)定要求的不合理現(xiàn)象。故這里補充說

36、明，當(dāng)板樁在入土段的某一標(biāo)高滿足“踢腳”穩(wěn)定要求即認(rèn)為板樁入土深度滿足“踢腳”穩(wěn)定要求。前墻計算港口工程102河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算豎向彈性地基梁法板樁墻的入土深度按“踢腳”穩(wěn)定計算，板樁墻內(nèi)力和變位采用桿系有限元求解。計算圖示基本假定：A、假定土為彈性介質(zhì)，地基系數(shù)隨深度成正比，k=my；B、不考慮樁土之間的粘聚力、摩擦力；C、樁按實際剛度，并作為一個彈性構(gòu)件考慮；D、土體的應(yīng)力、應(yīng)變要符合文克爾假定，即地基表面任一點的壓力強度與該點的沉陷成正比，=kx。 港口工程103河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院 將板樁墻從計算水底處切開。 計算水底以上墻段為底端固定的懸臂梁（單寬）

37、，其上作用有：墻后土壓力，剩余水壓力，各支承點的反力R1、R2，Rn，以及樁頂端力矩M1。 計算水底以下段為埋在地基中的豎向彈性地基梁（單寬），其上作用有：超載土壓力、剩余水壓力（總強度為qD）和端部的水平力Q0及力矩M0。 計算圖示前墻計算豎向彈性地基梁法港口工程104河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算豎向彈性地基梁法 豎向彈性地基梁頂端（計算水底處）的水平位移x0（m）和轉(zhuǎn)角0（rad）按“m”法公式計算： 地表面（y=0）的無量綱系數(shù)，根據(jù) 和Z/ 值（Z=y， =t）查表可得地下墻柱靜力計算附表2-4(兩端自由) 當(dāng)板樁入土深度范圍內(nèi)存在兩種以上不同土層時，m值可按下式計算： 當(dāng)

38、t2.5/時，取tm=2(h+1.0)，h為板樁厚度； 當(dāng)t2.5/時，取tm=t，t為入土深度； m1、m2、mi；H1、H2、Hi：分別為tm深度范圍內(nèi)各土層 的m值和厚度。豎向彈性地基梁法前墻計算m值的確定港口工程港口工程106河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算豎向彈性地基梁法i點水平變位1點角變位港口工程107河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算豎向彈性地基梁法計算設(shè)計彎矩和拉桿拉力入土段： 自由段： 設(shè)計彎矩：拉桿拉力：港口工程108河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院前墻計算板樁墻強度計算對鋼筋砼板樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋砼板樁，應(yīng)根據(jù)強度進行配筋，并進行裂縫寬度或抗裂驗算。對于鋼板樁

39、，其單寬強度應(yīng)滿足下式：式中： N作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的每米軸向力（kN）； Mn作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的每米板樁墻最大彎矩（kNm） A鋼板樁截面積（m2/m） ft鋼材的強度設(shè)計值（N/mm2） GQ綜合分項系數(shù)，1.35。 Wz鋼板樁的彈性抵抗矩（m3/m） 錨碇結(jié)構(gòu)計算板樁墻（板）的穩(wěn)定性計算作用力：拉桿拉力RA，墻后主動土壓力Eax、墻前被動土壓力Epx 抗力分項系數(shù)，取1.25；1、主動土壓力Eax 、 Eqx計算按前述公式，但按=0計算；2、被動土壓力按下式計算3、需驗算設(shè)計高水位、設(shè)計低水位兩種情況 109河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程錨碇結(jié)構(gòu)計算錨碇墻（板）到前墻的距離H0前墻后

40、主動破裂棱體的高度（m），采用彈性線法時取最大負彎矩點到碼頭地面的距離，采用豎向彈性地基梁法時取變形第一零點到碼頭地面的距離。錨碇結(jié)構(gòu)計算錨碇墻（板）到前墻的距離計算圖示110河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程錨碇結(jié)構(gòu)計算錨碇墻（板）到前墻的距離對由于某種原因（如施工場地緊缺，墻后有不能拆除的建筑）不能滿足上式時，在計算錨碇板（墻）穩(wěn)定性時，應(yīng)從Epx中扣除Epx。錨碇板（墻）前面的土體的被動破裂面不能穿過板樁墻。111河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程錨碇結(jié)構(gòu)計算錨碇墻（板）的位移為采用彈性地基梁法計算前墻提供參數(shù)錨碇墻（板）的內(nèi)力現(xiàn)澆連續(xù)鋼筋混凝土錨碇墻水平向考慮為剛性支承連續(xù)梁豎向考慮為懸臂板設(shè)有連續(xù)導(dǎo)梁的分塊預(yù)制錨碇墻雙向懸臂錨碇板計算同上112河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程拉桿計算拉桿拉力標(biāo)準(zhǔn)值拉桿斷面計算113河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院 綜合分項系數(shù)，取1.35； 拉桿受力不均勻系數(shù)，取1.35；港口工程帽梁、導(dǎo)梁及胸墻結(jié)構(gòu)計算帽梁設(shè)計要點：當(dāng)系船塊體單獨錨碇，帽梁不受系纜力影響時，一般只需按構(gòu)造要求進行配筋當(dāng)系船塊體與帽梁整體現(xiàn)澆，且不單獨錨碇，帽梁受系纜力的影響時，需按強度配筋，并驗算裂