CN106087861B - 卸荷式t型板桩防波堤围埝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其由上部防浪结构及下部挡土结构构成，防浪结构包括弧形防浪墙与栅栏式消浪墙；挡土结构由卸荷板、T型板桩、遮帘式方桩、斜拉锚桩构成，卸荷板由卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板构成，卸荷底部上部设置卸荷立板，卸荷立板上设置卸荷顶板；在卸荷底板的底部前方设置一组T型板桩，在卸荷底板的底部后方设置一组遮帘式方桩，在卸荷底板的底部设置一组斜拉锚桩；防浪结构的弧形防浪墙位于卸荷顶板上部，栅栏式消浪墙位于卸荷底板与卸荷顶板之间的前部；卸荷底板向后部延伸形成道路支撑板。本发明的不仅起到防波堤与围海外堤的功能，还能承担软土地基上修建的道路，施工方便、工程造价低，适用于深水条件。
Description
技术领域
本发明涉及港口与海岸工程建筑结构，尤其是一种卸荷式T型板桩防波堤围埝。
背景技术
随着沿海地区经济的发展，土地资源紧缺的特点日益凸显，已然成为制约区域进一步发展的关键因素。为满足经济发展对土地的需要，围海造陆工程正越来越多地应用于工程实践。以天津港为例，截至2015年，围海造陆面积已超100平方公里，进一步规划建设的天津港东疆二岛面积有40多平方公里。
现阶段围海造陆工程呈现如下特点：1经济发展对土地的需求迫切，要求围海造陆工程施工速度快，而且也不能再按以前的一点点推进的方式进行，而是一次性进行大面积围海造陆；2现阶段的围海造陆工程已从浅水、滩涂区域发展至深水、外海区域，如天津东疆港区、上海洋山深水港、山东龙口人工岛群等，这些区域波高浪大，且往往都分布着厚达几米甚至几十米的软土层。
围埝作为整个围海造陆工程的基础环节，直接影响到后续陆域形成的顺利进行。根据现阶段围海造陆工程的特点，围埝结构型式的设计要求是施工方便、造价低、具有防浪功能、适用于深厚软土地基和深水条件。传统的围埝结构主要是重力式斜坡堤，但其存在材料用量大致与水深的平方成正比、水深较大时造价高的缺点。近年来也开发出了适用于软土地基的半圆形轻型重力式防波堤、箱筒形基础防波堤和沉入式大圆筒防波堤等新型防波堤兼围埝结构型式，但均存在使用限制条件和一些未解决的问题。半圆形轻型重力式防波堤，当水深较大时，造价高，不适用于深水条件；箱筒型基础防波堤，结构型式复杂、施工难度大；沉入式大圆筒防波堤，在一次强台风波浪作用下发生了倾覆破坏，使其在工程应用中的安全性和可靠性受到质疑。因此，研究开发施工方便、造价低、具有防浪功能、适用于深厚软土地基和深水条件的新型防波堤兼围埝结构型式是港口与海岸工程建设发展提出的必然要求，对天津、上海等滨海地区的建设具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有防浪功能、适用于深厚软土地基和深水条件，且整体结构稳定、施工方便、造价低的卸荷式T型板桩防波堤围埝。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：由上部的防浪结构及下部的挡土结构构成，所述防浪结构包括弧形防浪墙与栅栏式消浪墙，在栅栏式消浪墙的上部设置弧形防浪墙；所述挡土结构由卸荷板、T型板桩、遮帘式方桩、斜拉锚桩构成，卸荷板由卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板构成，卸荷底部上部设置卸荷立板，卸荷立板上设置卸荷顶板；在卸荷底板的底部前方设置一组T型板桩，在卸荷底板的底部后方设置一组遮帘式方桩，在卸荷底板的底部设置一组斜拉锚桩；所述防浪结构的弧形防浪墙位于卸荷顶板上部，所述栅栏式消浪墙位于卸荷底板与卸荷顶板之间的前部；卸荷底板向后部延伸形成道路支撑板。
而且，所述的弧形防浪墙为朝浪侧为圆弧形，背浪侧为直立形，弧形防浪墙为钢筋混凝土结构。
而且，所述的弧形防浪墙的上沿设置有挡浪坎。
而且，所述的栅栏式消浪墙为一组钢筋混凝土栅栏形成的透空式结构，钢筋混凝土栅栏宽0.3-1.5m，厚0.3-1.5m，相邻钢筋混凝土栅栏的间距为0.5-3m。
而且，所述卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板均为钢筋混凝土或钢结构，厚度均为0.5-3m。
而且，所述的T型板桩为钢筋混凝土或钢制的T型板桩，T型板桩的厚度为0.5-3m，T型板桩带有肋板，肋板宽为0.5-1.5m，长为0.5-1.5m，肋板深度与T型板桩板桩相同。
而且，所述的遮帘式方桩为预应力方桩，遮帘式方桩的截面边长为0.5-2m，相邻遮帘式方桩的间距1-5m。
而且，所述的遮帘式方桩采用预应力钢管桩代替，预应力钢管桩的截面直径为0.5-2m。
而且，所述的斜拉锚桩顶部位于所述T型板桩后部的卸荷底板底面，斜拉锚桩的下部向后部倾斜，并自所述相邻遮帘式方桩之间的空间伸出。
而且，所述的斜拉锚桩为预应力方桩或预应力钢管桩，预应力方桩的截面边长为0.5-2m，预应力钢管桩的截面直径为0.5-2m。
本发明的优点和有益效果为：
1、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，包括以弧形防浪墙与栅栏式消浪墙组合的上部防浪结构，以及以T型板桩、卸荷板、遮帘式方桩、斜拉锚桩组合的下部挡土结构，上部防浪结构与下部挡土结构二者之间均固定连接，下部挡土结构打入地基中形成桩基础；适用于人工岛、围海造陆等防波堤兼围埝结构，上部防浪结构能显著减小波浪力，下部挡土结构能显著减小土压力、增加结构整体稳定性。
2、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，卸荷板由卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板构成，可实现对上部弧形防浪墙与栅栏式消浪墙的支撑；同时，卸荷底板向后部延伸形成道路支撑板，可在其上铺设工程或景观道路，实现支撑上部道路，使道路对下方地基沉降的敏感性降低，道路地基沉降小，从而有效减少占用工程用地，大幅降低工程费用；另外，可以减小前部的T型板桩所受土压力。
3、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，弧形防浪墙为朝浪侧为圆弧形，背浪侧是直立形，可使波浪被曲面反卷回海侧，减小堤前波浪反射。
4、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，弧形防浪墙的上沿设置有挡浪坎，挡浪坎防止越浪，维护堤内侧道路的通行安全；弧形防浪墙使波浪被曲面反卷回海侧，减小堤前波浪反射。
5、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，栅栏式消浪墙为一组钢筋混凝土栅栏形成的透空式结构，设置简单，且可有效起到减小结构承受的波浪力作用。
6、本卸荷式T型板桩防波堤围埝，T型板桩与相同截面面积的矩形板桩相比，具有更好的抗弯特性及稳定性；其遮帘式方桩除支撑卸荷板外，还发挥遮帘效应，利用自身刚度与在深层土体中的嵌固作用减小前部的T型板桩所受土压力；斜拉锚发挥锚碇作用，相比拉杆式锚碇墙，占用工程用地宽度小。
7、本发明的结构设计科学合理，不仅起到防波堤与围海外堤的功能，还能承担软土地基上修建的道路，为围海造陆工程的中后期建设服务，具备对软基有较好的适应能力、施工方便、工程造价低的优点外，能够适用于深水条件。
附图说明
图1是本发明卸荷式T型板桩防波堤围埝的结构断面图；
图2是本发明卸荷式T型板桩防波堤围埝的结构立面图；
图3是本发明卸荷式T型板桩防波堤围埝的结构立体示意图；
图4是本发明卸荷式T型板桩防波堤围埝的结构工程效果立体示意图。
图5是T型板桩的截面图。
附图标记说明
1-挡浪坎、2-弧形防浪墙、3-卸荷顶板、4-卸荷立板、5-道路、6-栅栏式消浪墙、7-道路支撑板、8-卸荷底板、9-T型板桩、10-遮帘式方桩、11-斜拉锚桩、12-回填土、13-肋板、14-翼缘。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其由上部的防浪结构及下部的挡土结构构成。防浪结构包括弧形防浪墙2与栅栏式消浪墙6，在栅栏式消浪墙6的上部设置弧形防浪墙2。挡土结构由卸荷板、T型板桩9、遮帘式方桩10、斜拉锚桩11构成，卸荷板由卸荷底板8、卸荷立板4及卸荷顶板3构成，卸荷底部上部设置卸荷立板4，卸荷立板4上设置卸荷顶板3。在卸荷底板8的底部前方设置一组T型板桩9，在卸荷底板8的底部后方设置一组遮帘式方桩10，在卸荷底板8的底部设置一组斜拉锚桩11。防浪结构的弧形防浪墙2位于卸荷顶板3上部，栅栏式消浪墙6位于卸荷底板8与卸荷顶板3之间的前部。卸荷底板8向后部延伸形成道路支撑板7。
弧形防浪墙2为朝浪侧为圆弧形，背浪侧是直立形。弧形防浪墙采用钢筋混凝土结构。弧形防浪墙2的上沿设置有挡浪坎1。
栅栏式消浪墙6为一组钢筋混凝土栅栏形成的透空式结构，钢筋混凝土栅栏宽0.3-1.5m，厚0.3-1.5m，相邻钢筋混凝土栅栏的间距为0.5-3m。
卸荷底板8、卸荷立板4及卸荷顶板3均为钢筋混凝土或钢结构，厚度为0.5-3m。T型板桩9为钢筋混凝土或钢制的T型板桩9，T型板桩9的厚度为0.5-3m，T型板桩9由翼缘14和肋板13构成，肋板宽为0.5-1.5m，长为0.5-1.5m，肋板深度与T型板桩9板桩相同。
遮帘式方桩10为预应力方桩，遮帘式方桩10的截面尺寸为0.5-2m，相邻遮帘式方桩10的间距1-5m。
遮帘式方桩10采用预应力钢管桩代替，钢管桩截面直径0.5-2m。
斜拉锚桩11顶部位于所述T型板桩9后部的卸荷底板8底面，斜拉锚桩11的下部向后部倾斜，并自遮帘式方桩10之间的空间伸出。斜拉锚桩11为预应力方桩或预应力钢管桩，预应力方桩的截面尺寸为0.5-2m，预应力钢管桩的截面直径为0.5-2m。
本发明卸荷式T型板桩防波堤围埝的施工过程为：
根据工程的设计波浪、地质资料、设计荷载等设计工况，对卸荷式T型板桩防波堤兼围埝结构进行安全稳定性验算，详细确定结构型式的设计参数，如：挡浪墙顶标高，栅栏式消浪墙6具体尺寸，T型板桩9入土深度及厚度等参数，遮帘式方桩10截面尺寸、入土深度、间距等，斜拉锚桩11截面尺寸、倾斜角度、长度等，卸荷板宽度、厚度等。
根据设计参数预制混凝土挡浪墙及栅栏式消浪墙6结构，预制混凝土板桩、预应力混凝土方桩、预应力混凝土斜拉桩如采用钢结构，则采购钢板桩、钢管桩。在施工过程中，第一步将T型板桩施打至设计底标高；第二步根据设计参数对斜拉锚桩11进行施工，将T型板桩与斜拉桩结合处固定连接；第三步对遮帘式方桩10进行施工，将遮帘式方桩按设计间距施打至设计底标高；第四步进行卸荷板施工，将板桩、斜拉桩、遮帘式方桩10与卸荷板的卸荷底部结合处固定连接；第五步在卸荷板上方安放栅栏式消浪墙6，二者连接处紧密结合；第六步在栅栏式消浪墙6上部安放挡浪墙，二者连接处紧密结合；第七步结构后方回填土12施工及卸荷板上方道路5施工等。
该结构适用于人工岛、围海造陆等防波堤兼围埝结构，上部防浪结构能显著减小波浪力，下部挡土结构能显著减小土压力，能够增加结构整体稳定性，并且卸荷板上可以建设工程或景观道路，道路地基沉降小，从而有效减少占用工程用地，大幅降低工程费用。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (8)
1.一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：由上部的防浪结构及下部的挡土结构构成，所述防浪结构包括弧形防浪墙与栅栏式消浪墙，在栅栏式消浪墙的上部设置弧形防浪墙；所述挡土结构由卸荷板、T型板桩、遮帘式方桩、斜拉锚桩构成，卸荷板由卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板构成，卸荷底板上部设置卸荷立板，卸荷立板上设置卸荷顶板；在卸荷底板的底部前方设置一组T型板桩，在卸荷底板的底部后方设置一组遮帘式方桩，在卸荷底板的底部设置一组斜拉锚桩；所述防浪结构的弧形防浪墙位于卸荷顶板上部，所述栅栏式消浪墙位于卸荷底板与卸荷顶板之间的前部；卸荷底板向后部延伸形成道路支撑板。
2.根据权利要求1所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的弧形防浪墙为朝浪侧为圆弧形，背浪侧为直立形，弧形防浪墙为钢筋混凝土结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的弧形防浪墙的上沿设置有挡浪坎。
4.根据权利要求1所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的栅栏式消浪墙为一组钢筋混凝土栅栏形成的透空式结构，钢筋混凝土栅栏宽0.3-1.5m，厚0.3-1.5m，相邻钢筋混凝土栅栏的间距为0.5-3m。
5.根据权利要求1所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述卸荷底板、卸荷立板及卸荷顶板均为钢筋混凝土或钢结构，厚度均为0.5-3m。
6.根据权利要求1所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的T型板桩为钢筋混凝土或钢制的T型板桩，T型板桩的厚度为0.5-3m，T型板桩带有肋板，肋板宽为0.5-1.5m，长为0.5-1.5m，肋板深度与T型板桩相同。
7.根据权利要求1所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的遮帘式方桩为预应力方桩，遮帘式方桩的截面边长为0.5-2m，相邻遮帘式方桩的间距1-5m。
8.根据权利要求7所述的一种卸荷式T型板桩防波堤围埝，其特征在于：所述的斜拉锚桩顶部位于所述T型板桩后部的卸荷底板底面，斜拉锚桩的下部向后部倾斜，并自所述相邻遮帘式方桩之间的空间伸出。
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Granted publication date: 20180727 Termination date: 20190726 |