專利名稱：建碼頭用的沉箱平臺的制作方法
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，?？颗潘?0萬噸輪船碼頭的設(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。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種建碼頭用的沉箱平臺，沉箱平臺適 用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭，，使施工效率高，成本低，經(jīng)濟效益好。 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；垂直空間內(nèi)裝入泥沙石塊或支撐加強塊，泥沙石塊或支撐加強塊 的重量使沉箱平臺下沉到海底并連接成海港碼頭的臨海樁臺；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的空心薄壁樁的復(fù)數(shù)個垂直方向的柱樁孔；在柱樁孔中插入 有超大斷面的空心薄壁樁，超大斷面的空心薄壁樁是薄壁空心長柱體，空心薄壁樁內(nèi)有垂 直方向的加強筋板，空心薄壁樁的外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，空心薄壁樁由沉箱 平臺柱樁孔插入海底，使空心薄壁樁達到設(shè)計深度，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，使空心薄壁樁與沉箱平臺形成整體；沉箱平臺頂部建造海港碼 頭混凝土平臺，海港碼頭混凝土平臺在頂部封閉空心薄壁樁，也使海港碼頭平整，在海港碼頭的臨陸側(cè)面內(nèi)吹填陸地，形成海港碼頭的陸域腹地；在海港碼頭的臨海側(cè)面外挖深港池， 達到港池設(shè)計深度，完成建港。 所述的在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，在凹槽中的混凝土使 空心薄壁樁與沉箱形成更堅固的整體。 所述的支撐加強塊是薄壁空心短柱體，放置于沉箱平臺隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方 形的垂直空間內(nèi)，支撐加強塊的外形與裝入的沉箱平臺中被隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方形空 間的形狀一致；支撐加強塊與沉箱平臺垂直壁之間的間隙用混凝土填充，使支撐加強塊與 沉箱平臺形成整體，支撐加強塊與沉箱平臺的壁厚相加，增加沉箱平臺的整體強度；支撐加 強塊由復(fù)數(shù)塊疊加而成，支撐加強塊內(nèi)有垂直方向的筋板。 所述的沉箱平臺長度方向的兩側(cè)面為沉箱平臺的連接端面，連接端面的一端是向 外凸出的凸出連接部，另一端是向內(nèi)凹入的凹入連接部，沉箱平臺連接時凸出連接部插入 凹入連接部，互相插入的連接方式使沉箱平臺連接緊密，能更好的抵抗波浪的沖擊。 所述的沉箱寬度方向的兩側(cè)面有用于拖運沉箱的拖拉環(huán)。 本實用新型的有益效果是沉箱平臺適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭，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，還同時適用于圍海堤壩、防波堤的建 設(shè)。

1.圖1是建碼頭用的沉箱平臺的正面圖。 2.圖2是建碼頭用的沉箱平臺的俯視圖。 3.圖3是圖1的A-A剖視圖。 4.圖4表示在軟土基礎(chǔ)上建造圍海堤壩的沉箱平臺側(cè)剖視圖。在圖中1.沉箱平臺 2.筋板3.空心薄壁樁 4.支撐加強塊5.碼頭混凝土平臺6.吹填陸地7.港池底面8.海平面9.凸出連接部10.凹入連接部11.隔板12.充填石塊泥沙13.通氣孔14.擋潮墻15.親海平臺16.欄桿17.拖拉環(huán)
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說明圖1、圖2、圖3是 本發(fā)明的第一類實施例，第一類實施例用于建造海港碼頭。 圖1是在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭沉箱平臺的正面圖。圖2是在軟土基礎(chǔ)上建造 海港碼頭沉箱平臺的俯視圖。圖3是圖1的A-A剖視圖。
4[0028] 由圖1、圖2、圖3中可以看出，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2 ;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。沉箱平臺的臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面的內(nèi)側(cè)有安放柱狀超大斷面的空心薄壁樁的復(fù)數(shù)個垂 直方向的柱樁孔。 沉箱平臺在陸上或浮塢箱上用大批量流水生產(chǎn)的方法進行生產(chǎn)，將制造工程盡量
在陸上進行，盡量減少海上施工，可以提高生產(chǎn)效率、降低成本、生產(chǎn)更加安全。 將現(xiàn)代造船技術(shù)用于類似船舶的沉箱平臺，設(shè)計制造出盡可能大而重的沉箱平
臺，沉箱平臺越大越重，在海上固定越穩(wěn)定，且沉箱平臺生產(chǎn)效率高。 沉箱平臺能下水并在海上漂浮拖運到預(yù)定位置，沉箱寬度方向的兩側(cè)面有用于拖 運沉箱的拖拉環(huán)17，然后在沉箱平臺內(nèi)充填泥沙或裝入支撐加強塊4，沉箱平臺充填泥沙 或支撐加強塊的重量使沉箱平臺下沉到海底并連接成海港樁臺。 沉箱平臺下沉前不對原有海底進行處理，去掉了拋石填沙等基礎(chǔ)處理工作，省時 省錢省力。 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。 為支撐沉箱平臺，在沉箱平臺的柱樁孔中插入超大斷面的空心薄壁樁3，超大斷 面的空心薄壁樁是薄壁空心長柱體，空心薄壁樁內(nèi)有垂直方向的加強筋板，空心薄壁樁的 外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，空心薄壁樁由沉箱平臺的柱樁孔插入海底達到設(shè)計深 度。 空心薄壁樁與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的間隙用現(xiàn)澆混凝土填充，使空心薄壁 樁與沉箱平臺形成整體，空心薄壁樁承載沉箱平臺的重量。 在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 土填充空心薄壁樁外側(cè)與沉箱平臺柱樁孔內(nèi)側(cè)間隙時，凹槽使空心薄壁樁與沉箱形成更堅 固的整體。 超大斷面的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，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的空心薄壁樁的方法有 (1).空心薄壁樁的上部充填泥沙石塊或加負載重物，泥沙石塊負載重物和空心薄 壁樁的重量使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).用壓樁機將空心薄壁樁插入海底。 用壓樁機向空心薄壁樁施加負載，將空心薄壁樁壓入海底，使空心薄壁樁達到設(shè)
計深度；壓樁機可放置于沉箱平臺或船上。
(3).在空心薄壁樁內(nèi)挖出泥沙向下沉樁。 將空心薄壁樁內(nèi)的海底泥沙挖出，使空心薄壁樁向下沉降，使空心薄壁樁達到設(shè) 計深度。
(4).在空心薄壁樁的上部抽真空，下沉至設(shè)計深度。[0045] 在空心薄壁樁的上部抽真空，形成負壓，下沉至設(shè)計深度。以上可按需要選用不同 的方法。 (5).用通用打樁機將空心薄壁樁打入海底，使空心薄壁樁達到設(shè)計深度，用于斷 面較小的空心薄壁樁。 沉箱平臺的柱樁孔位于沉箱平臺的臨海側(cè)面和臨陸側(cè)面，超大斷面的空心薄壁樁 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。 在沉箱平臺頂部建造碼頭混凝土平臺5，使其成為平整的海港碼頭。碼頭混凝土平 臺在頂部封閉空心薄壁樁，泥沙和海港碼頭混凝土平臺的重量使沉箱平臺與空心薄壁樁進 一步下沉。 在海港碼頭混凝土平臺上加負載重物，加負載重物是對沉箱平臺進行預(yù)加負載，
負載重物的重量應(yīng)超過海港碼頭的最大負載量并有成倍的保險量，空心薄壁樁也達到最大
負載量，使沉箱平臺進一步下降到設(shè)計高度，加負載重物后將負載重物去除。 在海港碼頭的臨陸側(cè)面內(nèi)吹填陸地，形成海港碼頭的陸域腹地。海港的地基應(yīng)進
行軟基加固處理，打設(shè)塑料排水板。在海港碼頭的臨海側(cè)面外挖深港池，達到港池設(shè)計深
度，完成建港。 本沉箱平臺的特點是 1.海港碼頭不支撐在海底面上，而是支撐在空心薄壁樁上，所以不必對海底面進 行大量的拋石填沙等基礎(chǔ)處理，省時、省料、省工，。 2.沉箱平臺在其上的柱樁孔中插入超大斷面的空心薄壁樁，并將空心薄壁樁和沉 箱平臺方便的澆鑄混凝土連接成整體，用空心薄壁樁支撐沉箱平臺，使海港碼頭的穩(wěn)定性 好。與一般沉箱碼頭結(jié)構(gòu)不同，沉箱平臺不做支撐使用，也與高樁梁板結(jié)構(gòu)型式的海港碼頭 建造方法不同。 3.沉箱平臺可以作為施工平臺使用，能安排施工作業(yè)，可以盡量減少海上作業(yè)，即 安全又成本低。 4.沉箱平臺是鋼筋混凝土的超大超重的輕薄殼體構(gòu)件，可借用類似的造船技術(shù)進 行制造、下水、拖運，采用工廠化流水生產(chǎn)方式生產(chǎn)。 5.沉箱平臺下沉到海底后，在沉箱平臺輕薄殼體內(nèi)裝入支撐加強塊、空心薄壁樁
等內(nèi)部支撐件，用混凝土灌注間隙使其成為整體，也使沉箱平臺的壁厚與強度成倍增加。 6.直接在淺海建設(shè)海港碼頭，不必先建設(shè)圍捻，省去建設(shè)圍捻的成本。 在沉箱平臺的柱樁孔內(nèi)向海底插入超大斷面的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的空心薄壁樁。 由圖1、圖2、圖3的實施例中可以看出，在空心薄壁樁的中部有隔板ll，在隔板上
部充填泥沙石塊12或加負載重物，泥沙石塊、負載重物和空心薄壁樁的重量使空心薄壁樁
下沉到海底軟土基礎(chǔ)的淺層；空心薄壁樁下沉時，海底泥沙進入空心薄壁樁的空心部分，空
心部分的空氣、水、稀泥由空心薄壁樁隔板處的通氣孔13排出。此法空心薄壁樁的下沉較
淺，適用于港口水深較淺的碼頭。[0060] 當采用其它向海底插入超大斷面的空心薄壁樁的方法時，空心薄壁樁內(nèi)沒有隔板 ll，空心薄壁樁的空心孔上下直通。 支撐加強塊4是薄壁空心短柱體，放置于沉箱平臺隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方形的 垂直空間內(nèi)，支撐加強塊的外形與裝入的沉箱平臺中被隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方形空間的 形狀一致；支撐加強塊與沉箱平臺垂直壁之間的間隙用混凝土填充，使支撐加強塊與沉箱 平臺形成整體，支撐加強塊與沉箱平臺的壁厚相加，增加沉箱平臺的整體強度；支撐加強塊 由復(fù)數(shù)塊疊加而成，支撐加強塊內(nèi)有垂直方向的筋板。 沉箱平臺長度方向的兩側(cè)面為沉箱平臺的連接端面，連接端面的一端是向外凸出
的凸出連接部9，另一端是向內(nèi)凹入的凹入連接部IO，沉箱平臺連接時凸出連接部插入凹
入連接部，互相插入的連接方式使沉箱平臺連接緊密，能更好的抵抗波浪的沖擊。 圖4是本實用新型的第二類實施例，第二類實施例用于建造圍海堤壩。圖4表示
在軟土基礎(chǔ)上建造圍海堤壩的沉箱平臺側(cè)剖視圖。 當建造圍海堤壩時，也采用相同構(gòu)造的沉箱平臺和空心薄壁樁，因圍海堤壩只用 于擋住海水，在沉箱平臺的臨海外側(cè)不開挖港池，所以沉箱平臺的穩(wěn)定性更好。為阻擋風暴 潮的沖擊，沉箱平臺的上部設(shè)立高度更高的擋潮墻14，擋潮墻14高度應(yīng)超過百年一遇的風 暴潮。在沉箱平臺上部的臨海處有高度較低的親海平臺15，親海平臺15方便游人游覽，親 海平臺15有保護游人安全的欄桿16，親海平臺還可以做道路使用。親海平臺的高度高于年 平均高潮位，例如渤海的年平均高潮位是+3. 74米，親海平臺的高度可設(shè)定為+4米。 本實用新型的第三類實施例用于建造防波堤。本發(fā)明的建造海港碼頭的結(jié)構(gòu)可直 接用于建造防波堤，不必開挖港池，也不必在另一側(cè)填海造陸，用沉箱平臺隔開海水兩邊， 即是防波堤。 圖中件號8表示海平面。 本實用新型的優(yōu)點是沉箱平臺用超大斷面的空心薄壁樁支撐，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，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，沉箱平臺的穩(wěn) 定性好，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)利要求一種建碼頭用的沉箱平臺，其特征是沉箱平臺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；垂直空間內(nèi)裝入泥沙石塊或支撐加強塊，泥沙石塊或支撐加強塊的重量使沉箱平臺下沉到海底并連接成海港碼頭的臨海樁臺；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的空心薄壁樁的復(fù)數(shù)個垂直方向的柱樁孔；在柱樁孔中插入有超大斷面的空心薄壁樁，超大斷面的空心薄壁樁是薄壁空心長柱體，空心薄壁樁內(nèi)有垂直方向的加強筋板，空心薄壁樁的外形與沉箱平臺柱樁孔的形狀一致，空心薄壁樁由沉箱平臺柱樁孔插入海底，空心薄壁樁與沉箱平臺柱樁孔垂直壁之間的間隙中有使空心薄壁樁與沉箱平臺形成整體的填充混凝土；沉箱平臺頂部有在頂部封閉空心薄壁樁的海港碼頭混凝土平臺；在沉箱平臺的臨陸側(cè)面內(nèi)吹填陸地，形成海港碼頭的陸域腹地；在沉箱平臺的臨海側(cè)面外挖深港池，完成建港。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建碼頭用的沉箱平臺，其特征是在空心薄壁樁上部的外側(cè) 和沉箱平臺柱樁孔的內(nèi)側(cè)有使空心薄壁樁與沉箱形成更堅固的整體的復(fù)數(shù)個環(huán)形凹槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建碼頭用的沉箱平臺，其特征是支撐加強塊是薄壁空心短 柱體，放置于沉箱平臺隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方形的垂直空間內(nèi)，支撐加強塊的外形與裝 入的沉箱平臺中被隔成的復(fù)數(shù)個長方形或方形空間的形狀一致；支撐加強塊與沉箱平臺垂 直壁之間的間隙用混凝土填充，使支撐加強塊與沉箱平臺形成整體，支撐加強塊與沉箱平 臺的壁厚相加，增加沉箱平臺的整體強度；支撐加強塊由復(fù)數(shù)塊疊加而成，支撐加強塊內(nèi)有 垂直方向的筋板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建碼頭用的沉箱平臺，其特征是沉箱平臺長度方向的兩側(cè) 面為沉箱平臺的連接端面，連接端面的一端是向外凸出的凸出連接部，另一端是向內(nèi)凹入 的凹入連接部，沉箱平臺連接時凸出連接部插入凹入連接部，互相插入的連接方式使沉箱 平臺連接緊密，能更好的抵抗波浪的沖擊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建碼頭用的沉箱平臺，其特征是沉箱寬度方向的兩側(cè)面有 用于拖運沉箱的拖拉環(huán)。
專利摘要一種建碼頭用的沉箱平臺，是長方形鋼筋混凝土箱體，內(nèi)有增加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的空心薄壁樁的復(fù)數(shù)個垂直方向的柱樁孔；空心薄壁樁由沉箱平臺柱樁孔插入海底，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，使空心薄壁樁與沉箱平臺形成整體，空心薄壁樁支撐沉箱平臺。沉箱平臺適用于在軟土基礎(chǔ)上建造海港碼頭，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，還同時適用于圍海堤壩、防波堤的建設(shè)。
文檔編號E02D5/24GK201520954SQ200920096928
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