[发明专利]一种板桩码头结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于土建技术领域，特别涉及一种板桩码头结构及其施工方法。

背景技术

板桩码头是港口工程中常采用的一种结构形式，因其具有结构简单、主要构件可在预制厂预制、施工方便、施工速度快、材料用量少、挖填方工程量少、复杂地基适应性强等特点，在国内外港口和护岸工程中广泛应用。

传统板桩码头依靠钢拉杆连接前板桩墙与锚碇墙，但在实际工程中拉杆等效应力远远小于钢材的屈服应力，蒋国栋在《板桩码头的ANSYS有限元分析》一文中，模拟了板桩码头各构件受力特性，其中拉杆最大等效应力为21MPa，远远小于所选用钢材的屈服强度值235MPa。蒋建平在《基于ABAQUS的板桩码头地震动力响应研究》一文中对一板桩码头进行了地震荷载作用下动力响应研究，计算结果表明，地震加速度幅值为0.5g时，地震过程中拉杆最大拉力在300kN以下，远小于所选用拉杆屈服时拉力1328kN。南京水利科学研究院组织相关人员于2005年2月对京唐港^#32码头完成了仪器埋设，2005年6月至2008年2月进行了观测，观测结果显示，最大拉杆拉力出现在^#2观测断面，最大值为601kN，远远小于选用拉杆屈服时的拉力2445kN。钢材价格高昂，实际工程中往往出现钢材强度过剩现象，提高了工程造价，造成资源浪费。

土工格栅作为一种新型的特种土工合成材料，在20世纪80年代末90年代初，我国在吸取国外先进的生产施工经验的基础上，开始逐渐使用，作为一种高分子聚合物，土工格栅具有质地柔软、重量轻、整体连续性好、抗拉强度高、耐腐蚀、施工方便、与土结合性好、造价低等特点，土工格栅在实际工程中得到了越来越广泛地应用。

发明内容

发明目的：为解决传统板桩码头由于钢拉杆强度过度剩余所造成资源浪费的问题，本发明利用单向塑料土工格栅作为传力材料，给出了一种新型的板桩码头结构及其施工方法，土工格栅具有造价低、拉伸强度高、拉伸模量大等特点，连续铺设可以起到代替钢拉杆的作用，可以显著降低工程造价，起到很好的经济效益。

单向拉伸塑料土工格栅是一种以高分子聚合物为主要原料，加入一定的防紫外线、抗老化助剂，经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列呈线性状态，经挤出压成薄板再冲规则孔网，然后纵向拉伸而成的高强度土工材料。这种过程中使高分子成定向线性状态并形成分布均匀、节点强度高的长椭圆形网状整体性结构。此种结构具有相当高的拉伸强度和拉伸模量，抗拉强度达到100-200Mpa，接近低碳钢的水平，本发明选用规格TGDG110以上的土工格栅连续铺设，在强度及变形上均可满足要求，可以替代现普遍采用的钢拉杆。

技术方案：为了解决传统板桩码头钢拉杆强度过剩所造成的资源浪费问题，本发明所采用的技术方案为提供了一种板桩码头结构，所述板桩码头结构包括前板桩墙、连接棒、土工格栅、回填料和锚碇墙，所述土工格栅位于前板桩墙后由下而上水平铺设1或2层，所述土工格栅分别通过连接棒与前板桩墙和锚碇墙连接，所述回填料位于前板桩墙后覆盖土工格栅。

其中，上述土工格栅为高密度聚乙烯单向土工格栅，节点强度大于等于肋条强度的95％，碳黑含量大于等于2％，土工格栅规格TGDG110以上；

作为优选，所述土工格栅规格为TGDG110～TGDG180。

作为优选，上述前板桩墙和锚碇墙为钢筋混凝土结构，所述前板桩墙和锚碇墙上还浇筑有裁剪格栅。

作为优选，土工格栅宜连续铺设，同一层相邻土工格栅搭接宽度100～300mm，搭接处用U形钉或连接件固定。

作为优选，所述回填料为回填土，选用碎石或砂砾土，在距土工格栅层80mm以内的回填料其最大粒径小于等于60mm。

作为优选方式，与前板桩墙及锚碇墙浇筑在一起的裁剪格栅，必须保证格栅有效长度，至少留有两整孔长度。

其中，上述板桩码头结构还包括遮帘桩墙。

本发明所述的板桩码头结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)板桩预制：预制连接有裁剪格栅的前板桩及锚碇板桩，裁剪格栅时必须保证格栅有效长度，至少留有两整孔长度；

(2)土方开挖：前板桩到锚碇板桩区间内的土方开挖至格栅设计标高位置处；

(3)沉桩施工：前板桩及锚定板桩沉桩至设计标高处，形成前板桩墙及锚定墙；