第二章重力式碼頭1

第二章重力式碼頭本章重點(diǎn)：重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造和計(jì)算

2023/2/61港口水工建筑第一節(jié)重力式碼頭概述

重力式碼頭依靠自重抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆。要求地基有一定強(qiáng)度。適用于較好地基，如巖石、砂、卵石、礫石及硬粘土。如廣州黃埔港、湛江港、廈門(mén)港、青島港、煙臺(tái)港、秦皇島港及大連港等，在河港中應(yīng)用也較廣泛。

2023/2/62港口水工建筑一、重力式碼頭的主要組成部分

1、墻身和胸墻：2、基礎(chǔ)：3、墻后回填土：4、碼頭設(shè)備：

2023/2/63港口水工建筑二、碼頭結(jié)構(gòu)形式

重力式碼頭的結(jié)構(gòu)形式主要決定于墻身結(jié)構(gòu)和施工方法。按施工方法可分為干地現(xiàn)場(chǎng)砌筑或澆注的結(jié)構(gòu)和水下安裝結(jié)構(gòu)的預(yù)制結(jié)構(gòu)。按墻身結(jié)構(gòu)可分為：

1、塊體結(jié)構(gòu)：

2023/2/64港口水工建筑沉箱結(jié)構(gòu)是大型的鋼筋混凝土有底空箱，箱內(nèi)用縱橫墻隔成若干格倉(cāng)。沉箱一般水泥在專門(mén)的預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，制好后在滑道上用臺(tái)車溜放下水。將下水的沉箱用拖輪拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，定好位置，用灌水加壓載的方法將沉箱放在整平好的拋石基床上，然后用砂或塊石填充沉箱內(nèi)部。2、沉箱結(jié)構(gòu)：

2023/2/65港口水工建筑沉箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，水下工作量少，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好。其缺點(diǎn)是需要鋼材多，耐久性不如方塊碼頭，需要專門(mén)的施工設(shè)備和合適的施工條件。一般在當(dāng)?shù)赜锌捎糜陬A(yù)制沉箱的設(shè)施或工程量大、工期短的大型碼頭選用沉箱結(jié)構(gòu)。在大連、葫蘆島、秦皇島等地使用。2023/2/66港口水工建筑3、扶壁結(jié)構(gòu)：扶壁是由立板、底板和肋板互相連接的整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水下施工時(shí)，采用預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)，在干地施工條件下，可采用現(xiàn)澆的連續(xù)結(jié)構(gòu)。預(yù)制安裝的扶壁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與沉箱類似，施工方法與塊體結(jié)構(gòu)類似。2023/2/67港口水工建筑預(yù)制安裝扶壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)介于塊體結(jié)構(gòu)與沉箱結(jié)構(gòu)之間。混凝土與鋼筋用量比沉箱結(jié)構(gòu)少，施工速度比塊體結(jié)構(gòu)快。其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的整體性不好，對(duì)地基的不均勻沉降適應(yīng)性差。2023/2/68港口水工建筑大圓筒是預(yù)制的大直徑薄壁鋼筋混凝土無(wú)底圓筒。大圓筒直徑一般為5～14m。預(yù)制好的大圓筒吊運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)挨一個(gè)地安放，待安裝完畢后，筒內(nèi)充填塊石和砂，圓筒之間采取堵縫措施。大圓筒可安放在拋石基床上，稱為座床式大圓筒結(jié)構(gòu)，也可將大圓筒沉入地基中的持力層上，通稱為沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)。前者與無(wú)底空心塊體相似，后者與沉井相似。4、大圓筒結(jié)構(gòu)：

2023/2/69港口水工建筑這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與沉箱結(jié)構(gòu)比，混凝土及鋼材用量少，與圓筒直徑無(wú)關(guān)，適應(yīng)性強(qiáng)，用它可建任何高度的碼頭。5、格形鋼板樁結(jié)構(gòu)

2023/2/610港口水工建筑這兩種碼頭結(jié)構(gòu)形式主要用于有干地施工條件的內(nèi)河港口。優(yōu)點(diǎn)是可就地取材不需要鋼材、大型施工設(shè)備、施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低、整體性好。

6、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和砌石結(jié)構(gòu)

7、混合式結(jié)構(gòu)

當(dāng)一種結(jié)構(gòu)形式不能滿足使用和施工上的要求或者技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，可采用混合式結(jié)構(gòu)。如碼頭地面荷載不大（如修船碼頭、油碼頭）和地基較好的情況下，可采用下部位重力墩，上部為梁板式棧橋結(jié)構(gòu)

2023/2/611港口水工建筑三、重力式碼頭的施工工序

預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)的重力式碼頭施工工序一般包括：預(yù)制墻身的構(gòu)件，開(kāi)挖基槽，拋填塊石基床，對(duì)基床進(jìn)行夯實(shí)和整平，在整平好的基床上安裝墻身的預(yù)制件，澆注胸墻，拋填墻后塊石棱體，和鋪設(shè)倒濾層，墻后回填，鋪筑路面和安裝碼頭設(shè)備等。

2023/2/612港口水工建筑第二節(jié)重力式碼頭構(gòu)造

在碼頭設(shè)計(jì)中，首先要根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件、施工條件及建筑物的使用要求，擬定各種構(gòu)造措施，即進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，然后才是進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2023/2/613港口水工建筑一、基礎(chǔ)基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)地基情況、施工條件、結(jié)構(gòu)形式。對(duì)巖石地基，當(dāng)采用預(yù)制安裝的結(jié)構(gòu)時(shí)，以二片石（8～15cm的小石頭）、碎石整平巖面，其厚度不小于0.3m。當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土和漿砌塊石結(jié)構(gòu)時(shí)，可直接做在巖面上；當(dāng)巖面向水域傾斜時(shí)，墻身砌體下的巖基面做成階梯形斷面。階梯斷面最低一層臺(tái)階寬度不宜小于1m。2023/2/614港口水工建筑對(duì)非巖石地基，當(dāng)采用水下施工的預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置拋石基床，當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土和砌石結(jié)構(gòu)時(shí)，地基承載力不足時(shí)應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)，基礎(chǔ)可采用塊石基床、鋼筋混凝土基礎(chǔ)板或基樁等形式，地基承載力足夠時(shí)可設(shè)置100～200mm的素混凝土墊層，其埋置深度應(yīng)在沖刷線以下0.5m。2023/2/615港口水工建筑暗基床：明基床：混合基床：

1、拋石基床形式

2、基床厚度

當(dāng)基床頂面應(yīng)力大于地基承載力時(shí)，由計(jì)算確定，且不小于1m，當(dāng)基床頂面應(yīng)力不大于地基承載力時(shí)，構(gòu)造確定，且不小于0.5m，

3、基槽底寬及邊坡坡度

基槽底寬不宜小于碼頭墻底寬度加2倍的基床厚度。影響地基應(yīng)力的擴(kuò)散范圍。

2023/2/616港口水工建筑對(duì)夯實(shí)基床，不宜小于2m；對(duì)不夯實(shí)地基不小于1m。流速大、地基土有被沖刷的危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)加大基床外肩寬度，放緩邊坡，增大埋置深度。

4、基床肩寬

5、基床夯實(shí)

6、對(duì)拋石基床塊石質(zhì)量和品質(zhì)要求

穩(wěn)定性強(qiáng)，便于開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)?。石料品質(zhì)要求遇水不軟化、不破裂、不被夯碎，其飽和抗壓強(qiáng)度不低于30～50MPa2023/2/617港口水工建筑二、墻身及胸墻

沿長(zhǎng)度方向設(shè)置沉陷縫和伸縮縫，縫寬2～5cm，變形縫間距10～30m，在下列位置必須設(shè)置：新舊建筑物銜接處；碼頭水深或結(jié)構(gòu)形式變化處；地基土質(zhì)差別較大處；基床厚度突變處；沉箱接縫處。1、碼頭臨水面輪廓

2、變形縫設(shè)置

為增加碼頭建筑物的抗傾穩(wěn)定性，墻底前趾一般伸出墻。但是與船底外緣最小間距不小于0.3m。

3、墻身

2023/2/618港口水工建筑胸墻作用，位于水位變化區(qū)，受干濕交替、凍融、波浪和水流作用，并承受冰凌的撞擊和摩擦和船舶的碰撞，胸墻設(shè)計(jì)應(yīng)保證其水平滑動(dòng)和傾覆穩(wěn)定，足夠的剛度、良好的整體性和穩(wěn)定性。（1）胸墻的結(jié)構(gòu)形式一般采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，整體性好，石料豐富也可采用漿砌塊石，施工質(zhì)量保證整體性。。（2）胸墻的底寬一般由滑動(dòng)和傾覆穩(wěn)定確定，頂寬由構(gòu)造確定。頂寬不宜小于0.8m~0.5m。（3）胸墻頂面高程預(yù)留沉降量4、胸墻

2023/2/619港口水工建筑卸載板可以減小墻身所承受的主動(dòng)土壓力，利用其上部土中增加穩(wěn)定。懸臂長(zhǎng)度一般取1.5m~3.0m，厚度0.8~1.2m。順岸式碼頭端部通常采取兩種處理方式：碼頭順岸方向做成斜坡；在碼頭端部設(shè)置翼墻。

5、卸載板和碼頭端部的處理

6、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性措施參考《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

2023/2/620港口水工建筑三、墻后回填

原則：就地取材、對(duì)墻體產(chǎn)生的土壓力小、透水性好

1、墻后回填的方式

分兩種情況：緊靠墻背面用顆粒較粗和內(nèi)摩擦角較大的材料做成拋石棱體墻后直接回填細(xì)粒土，在墻身構(gòu)件設(shè)置倒濾層。干地現(xiàn)澆和砌筑的碼頭通常不設(shè)拋石棱體。

2、拋填棱體

拋填棱體通常選塊石或當(dāng)?shù)亓看?、價(jià)廉、堅(jiān)固、質(zhì)量輕、內(nèi)摩擦角較大，拋石棱體形狀常是三角形、梯形、鋸齒形三種。

2023/2/621港口水工建筑3、倒濾層

防止回填土流失，在拋石棱體頂面、坡面、胸墻變形縫和卸載板頂面接縫處設(shè)置?？刹捎盟槭篂V層或土工織物倒濾層。具體布置應(yīng)滿足規(guī)范要求。

4、回填土

原則是土源豐富、運(yùn)距近、取填方便、易于壓實(shí)、產(chǎn)生的土壓力小。通常采用砂、塊石、山皮土或爐碴，分層夯實(shí)或碾壓。

2023/2/622港口水工建筑2023/2/623港口水工建筑2023/2/624港口水工建筑2023/2/625港口水工建筑2023/2/626港口水工建筑2023/2/627港口水工建筑2023/2/628港口水工建筑2023/2/629港口水工建筑2023/2/630港口水工建筑2023/2/631港口水工建筑2023/2/632港口水工建筑2023/2/633港口水工建筑2023/2/634港口水工建筑2023/2/635港口水工建筑2023/2/636港口水工建筑2023/2/637港口水工建筑2023/2/638港口水工