專利名稱：承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建造海港碼頭的水工建筑物領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海港是國家海上門戶，是航運和貿(mào)易的中心，建設(shè)海港具有很大的意義和經(jīng)濟效
.、 海港碼頭是海港建設(shè)的最主要水工建筑物，在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭，由于軟 土基礎(chǔ)的含水量大，形成很厚的淤泥層，淤泥層的承載力很低， 一般采用高樁梁板結(jié)構(gòu)型 式，碼頭樁臺用大直徑鋼管樁或預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁支撐，管樁的深度超過軟土層，達到承 載力高的土層，海港碼頭的重量支撐在管樁上。管樁的上部為預(yù)制預(yù)應(yīng)力橫梁、連系梁、面 板和混凝土靠船構(gòu)件等，各構(gòu)件安裝好后均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土接頭將其連接成整體。建 設(shè)主要在海上進行，受風(fēng)浪影響海上施工難度大。由于軟土基礎(chǔ)的承載能力極低，在軟土基 礎(chǔ)上建造海港碼頭困難很多，成本高，投資大，建設(shè)周期長。 在一些沙土基礎(chǔ)上建造海港碼頭，由于沙土基礎(chǔ)的承載力高于軟土基礎(chǔ)，可以采 用沉箱結(jié)構(gòu)建造海港碼頭。它首先在沙土基礎(chǔ)上開挖港池到設(shè)計深度，并進行拋石等基礎(chǔ) 的加固處理。沉箱是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的箱體，在海港碼頭基礎(chǔ)上放置沉箱，并連接成海港碼 頭。港池的設(shè)計深度按碼頭?？康拇霸O(shè)計。例如，停靠排水量20萬噸輪船碼頭的設(shè)計水 深不應(yīng)小于-18米，碼頭的高程為+6米，沉箱的高度大于24米，其長度和寬度也很大，所以 體積重量大，給加工制造、運輸、定位安裝都造成極大困難，采用沉箱結(jié)構(gòu)建造海港碼頭成 本高，投資大，建設(shè)周期長。 類似的水工建筑物還有圍海堤壩、防波堤，如何解決在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭、 圍海堤壩、防波堤成為了難題。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄 壁樁，能極好的支撐沉箱平臺，適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭、圍海堤壩、防波堤，投資 小，成本低，經(jīng)濟效益好，施工安全效率高，建設(shè)周期短。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是沉箱平臺臨海側(cè)面和臨
陸側(cè)面的內(nèi)側(cè)有安放柱狀超大斷面空心薄壁樁的復(fù)數(shù)個垂直方向的柱樁孔，在柱樁孔中插
入有超大斷面空心薄壁樁；超大斷面空心薄壁樁是薄壁空心長柱體，外形與沉箱平臺柱樁
孔的形狀一致，超大斷面空心薄壁樁由沉箱平臺柱樁孔中插入海底達到設(shè)計深度；超大斷
面空心薄壁樁與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的間隙用充填混凝土填充，填充混凝土使超大
斷面空心薄壁樁與沉箱平臺形成整體，超大斷面空心薄壁樁支撐沉箱平臺。 所述的在超大斷面空心薄壁樁上部的外側(cè)和沉箱平臺柱樁孔的內(nèi)側(cè)制出復(fù)數(shù)個
環(huán)形凹槽，用混凝土填充空超大斷面心薄壁樁外側(cè)與沉箱平臺柱樁孔內(nèi)側(cè)之間的間隙時，
在環(huán)形凹槽中的混凝土使超大斷面空心薄壁樁與沉箱平臺形成堅固的整體。[0009] 所述的超大斷面空心薄壁樁的斷面形狀是方形、長方形、圓形。 所述的超大斷面空心薄壁樁內(nèi)有垂直方向的加強筋板。 所述的在沉箱平臺頂部有碼頭混凝土平臺，碼頭混凝土平臺在頂部封閉超大斷面 空心薄壁樁。 所述的在超大斷面空心薄壁樁的中部有隔板，在隔板上部充填石塊泥沙，石塊泥 沙的重量使空心薄壁樁下沉到海底軟土基礎(chǔ)的淺層；當(dāng)超大斷面空心薄壁樁下沉?xí)r，空心 部分會進入空氣、水、稀泥，隔板處有的排出空氣、水、稀泥的通氣孔。 本實用新型的有益效果是超大斷面空心薄壁樁插入海底深而且斷面大，與周圍 地基土的接觸面積大，超大斷面空心薄壁樁的筒壁與土體的側(cè)摩擦阻力以及較大的截面面 積矩提高了承載能力和穩(wěn)定性，能極好的支撐沉箱平臺，適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼 頭、圍海堤壩、防波堤，投資小，成本低，經(jīng)濟效益好，施工安全效率高，建設(shè)周期短。

1.圖1是承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁的第一種垂直剖視圖。 2.圖2是承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁的第二種垂直剖視圖。 3.圖3是超大斷面空心薄壁樁的第一種橫斷面圖。 4.圖4是超大斷面空心薄壁樁的第二種橫斷面圖。 5.圖5是超大斷面空心薄壁樁的第三種橫斷面圖。 在圖中1.沉箱平臺2.超大斷面空心薄壁樁3.筋板4.環(huán)形凹槽5.充填混凝土6.隔板7.通氣孔8.石塊泥沙9.海底泥沙10.碼頭混凝土平臺
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)說明圖1是承載沉箱 平臺用的超大斷面空心薄壁樁的第一種垂直剖視圖。圖2是承載沉箱平臺用的超大斷面空 心薄壁樁的第二種垂直剖視圖。圖3是超大斷面空心薄壁樁的第一種橫斷面圖。圖4是超 大斷面空心薄壁樁的第二種橫斷面圖。圖5是超大斷面空心薄壁樁的第三種橫斷面圖。 沉箱平臺1是建造海港碼頭、圍海堤壩、防波堤等水工建筑物的單元件，多個沉箱 平臺1連接成海港碼頭、圍海堤壩、防波堤等水工建筑物。 沉箱平臺1是由四個垂直方向的側(cè)面和水平方向的底面圍成的長方形鋼筋混凝 土箱體，沉箱平臺長度方向的兩側(cè)面為沉箱平臺的連接端面，沉箱平臺寬度方向的兩側(cè)面，
一面是臨海側(cè)面，一面是臨陸側(cè)面；沉箱平臺內(nèi)有增加沉箱平臺強度的垂直方向的復(fù)數(shù)個 筋板；筋板將沉箱平臺隔成復(fù)數(shù)個長方形或方形的垂直空間。 沉箱平臺1臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面的內(nèi)側(cè)有安放柱狀超大斷面空心薄壁樁2的復(fù)數(shù) 個垂直方向的柱樁孔，在柱樁孔中插入有超大斷面空心薄壁樁2 ;超大斷面空心薄壁樁2是 薄壁空心長柱體，外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，超大斷面空心薄壁樁2由沉箱平臺柱樁孔中插入海底達到設(shè)計深度；超大斷面空心薄壁樁2與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的 間隙用充填混凝土 5填充，填充混凝土使超大斷面空心薄壁樁2與沉箱平臺1形成整體，超 大斷面空心薄壁樁2支撐沉箱平臺1。 超大斷面空心薄壁樁插入海底深而且斷面大，與周圍地基土的接觸面積大，超大
斷面空心薄壁樁的筒壁與土體的側(cè)摩擦阻力以及較大的截面面積矩提高了超大斷面空心
薄壁樁的承載能力和穩(wěn)定性，也就提高了海港碼頭的承載能力和穩(wěn)定性。 在沉箱平臺的柱樁孔內(nèi)向海底插入超大斷面空心薄壁樁的方法有 (1).超大斷面空心薄壁樁的上部充填泥沙石塊或加負(fù)載重物，泥沙石塊負(fù)載重物
和空心薄壁樁的重量使超大斷面空心薄壁樁下沉到海底軟土基礎(chǔ)的淺層；此法適用于港口
水深較淺的碼頭。
(2).用壓樁機將超大斷面空心薄壁樁插入海底。 用壓樁機向超大斷面空心薄壁樁施加負(fù)載，將超大斷面空心薄壁樁壓入海底，使 超大斷面空心薄壁樁達到設(shè)計深度；壓樁機可放置于沉箱平臺或船上。
(3).在超大斷面空心薄壁樁內(nèi)挖出泥沙向下沉樁。 將超大斷面空心薄壁樁內(nèi)的海底泥沙挖出，使超大斷面空心薄壁樁向下沉降達到 設(shè)計深度。
(4).在超大斷面空心薄壁樁的上部抽真空，下沉至設(shè)計高程。 在超大斷面空心薄壁樁的上部抽真空，形成負(fù)壓，下沉至設(shè)計深度。以上可按需要 選用不同的方法。 (5).用通用打樁機將超大斷面空心薄壁樁打入海底，使超大斷面空心薄壁樁達到 設(shè)計深度，用于斷面較小的空心薄壁樁。 在超大斷面空心薄壁樁2上部的外側(cè)和沉箱平臺柱樁孔的內(nèi)側(cè)制出復(fù)數(shù)個環(huán)形
凹槽4，用混凝土填充空超大斷面心薄壁樁外側(cè)與沉箱平臺柱樁孔內(nèi)側(cè)之間的間隙時，在環(huán)
形凹槽4中的混凝土使超大斷面空心薄壁樁2與沉箱平臺1形成堅固的整體。 圖3-圖5是超大斷面空心薄壁樁的橫斷面圖。超大斷面空心薄壁樁2的斷面形
狀是方形、長方形、圓形。 超大斷面空心薄壁樁2內(nèi)有垂直方向的加強筋板3，加強筋板3增加超大斷面空心 薄壁樁2的強度。 沉箱平臺1的柱樁孔位于沉箱平臺的臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面，超大斷面空心薄壁樁 插入沉箱平臺的柱樁孔后，臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面的鋼筋混凝土厚度為柱樁孔壁、空心薄壁 樁壁之和，強度成倍增加，足以耐受最大風(fēng)暴潮的沖擊。這樣，可以在設(shè)計制造沉箱平臺時 減少沉箱平臺壁的厚度和重量，在不增加沉箱平臺總重量的情況下，盡量增大沉箱平臺的 體積，還能保持沉箱平臺自身的強度要求。 由海底支撐的沉箱平臺可以作為施工平臺使用，放置施工機械按陸上施工方法施 工，盡量減少船舶海上施工，降低施工成本。 在沉箱平臺頂部建造碼頭混凝土平臺5，碼頭混凝土平臺在頂部封閉超大斷面空 心薄壁樁，泥沙和海港碼頭混凝土平臺的重量使沉箱平臺與超大斷面空心薄壁樁進一步下 沉。 在沉箱平臺的柱樁孔內(nèi)向海底插入超大斷面空心薄壁樁是使沉箱平臺在海上固定的關(guān)鍵步驟，必需在海況較好的情況下，盡快完成插入超大斷面空心薄壁樁。 圖1是承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁的第一種垂直剖視圖。由圖1中可 以看出，在超大斷面空心薄壁樁的中部有隔板6，在隔板6上部充填石塊泥沙8，石塊泥沙8 的重量使超大斷面空心薄壁樁下沉到海底軟土基礎(chǔ)的淺層；當(dāng)超大斷面空心薄壁樁2下沉 時，空心部分會進入空氣、水、稀泥9，隔板6處有的排出空氣、水、稀泥9的通氣孔7。 圖2是承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁的第二種垂直剖視圖。超大斷面空 心薄壁樁上下直通，中間無隔板6，可根據(jù)情況使用第2-5種在沉箱平臺的柱樁孔內(nèi)向海底 插入超大斷面空心薄壁樁的方法。 本實用新型的優(yōu)點是超大斷面空心薄壁樁插入海底深而且斷面大，與周圍地基 土的接觸面積大，超大斷面空心薄壁樁的筒壁與土體的側(cè)摩擦阻力以及較大的截面面積矩 提高了承載能力和穩(wěn)定性，能極好的支撐沉箱平臺，適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭、圍 海堤壩、防波堤，投資小，成本低，經(jīng)濟效益好，施工安全效率高，建設(shè)周期短。
權(quán)利要求一種承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是沉箱平臺(1)臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面的內(nèi)側(cè)有安放柱狀超大斷面空心薄壁樁(2)的復(fù)數(shù)個垂直方向的柱樁孔，在柱樁孔中插入有支撐沉箱平臺(1)的超大斷面空心薄壁樁(2)；超大斷面空心薄壁樁(2)是薄壁空心長柱體，外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，超大斷面空心薄壁樁(2)由沉箱平臺柱樁孔中插入海底；超大斷面空心薄壁樁(2)與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的間隙中有使超大斷面空心薄壁樁(2)與沉箱平臺(1)形成整體的充填混凝土(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是在超大 斷面空心薄壁樁(2)上部的外側(cè)和沉箱平臺柱樁孔的內(nèi)側(cè)有填充混凝土后使大斷面空心 薄壁樁(2)與沉箱平臺(1)形成堅固整體的復(fù)數(shù)個環(huán)形凹槽(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是超大斷 面空心薄壁樁(2)的斷面形狀是方形、長方形、圓形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是超大斷面空心薄壁樁(2)內(nèi)有垂直方向的加強筋板(3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是在沉箱平臺(1)頂部有碼頭混凝土平臺(IO)，碼頭混凝土平臺(10)在頂部封閉超大斷面空心薄壁 樁(2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，其特征是在超大斷面空心薄壁樁的中部有隔板(6)，在隔板(6)上部充填石塊泥沙(8)，石塊泥沙(8)的重 量使空心薄壁樁下沉到海底軟土基礎(chǔ)的淺層；當(dāng)超大斷面空心薄壁樁(2)下沉?xí)r，空心部 分會進入空氣、水、稀泥(9)，隔板(6)處有的排出空氣、水、稀泥(9)的通氣孔(7)。
專利摘要一種承載沉箱平臺用的超大斷面空心薄壁樁，超大斷面空心薄壁樁是薄壁空心長柱體，外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，由沉箱平臺柱樁孔中插入海底達到設(shè)計深度；超大斷面空心薄壁樁與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的間隙用混凝土填充，填充混凝土使超大斷面空心薄壁樁與沉箱平臺形成整體，超大斷面空心薄壁樁支撐沉箱平臺。超大斷面空心薄壁樁具有高承載能力和穩(wěn)定性，能極好的支撐沉箱平臺，適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭、圍海堤壩、防波堤，投資小，成本低，經(jīng)濟效益好，施工安全效率高，建設(shè)周期短。
文檔編號E02B3/04GK201520955SQ200920096929
公開日2010年7月7日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者劉東華, 王錦文 申請人:王錦文