板桩式码头,是指由连续地打入地基一定深度的板型桩构成连续墙面,并由拉杆、帽梁(或胸墙) 、导梁和锚碇结构等组成的
直立式码头。板桩码头依靠板柱入土部分的侧向土抗力和安设在其上部的锚碇结构( 对有锚板桩而言)的支承作用来维持稳定。
组成及作用
板桩码头是码头主要结构形式之一,主要由板桩、拉杆、锚碇结构、胸墙(或帽梁和导梁)及码头设备组成其特点是依靠板桩入土部分的横向土抗力和安设在上部的锚碇结构来保持其整体稳定性除特别坚硬或软弱的地基外均可采用。作为钢板桩码头的主要构件,如果采用钢筋混凝土板桩,由于其耐久性好,用钢量少,造价低,因此广泛采用,但由于强度的限制,一般只适用于水深不大的中小型码头。对于深水码头,要求板桩有较大的抗弯能力,此时可采用圆形钢管桩或组合型钢板桩截面;对于可在陆上施工的深水板桩码头,可采用先成孔后栽桩(或就地浇筑,类似于
地下连续墙结构)的
板桩结构。
特点
板桩码头的主要优点是结构简单,用料省,造价较低;大部分构件可以预制(除
帽梁外),现场施工工作量小,施工方便迅速,工期短;多数情况下,可先打
板桩,后挖港池,且板桩后面挖方也少,所以可以节省大量的挖方和码头后面的填方,板桩码头的主要缺点是耐久性不如
重力式码头(但比
高桩码头好),使用年限较短,钢板桩易受海水锈蚀,钢筋混凝土板桩也可能开裂导致钢筋锈蚀,而且整体性也不够好;此外,板桩码头使用时不能承受较大的水平荷载故不适于在无掩护的海港中应用;板桩码头的施工需要专门的打桩船或沉桩设备等。
结构形式
板桩码头的结构形式按锚碇结构的形式可分为:无锚板桩、单拉杆错锭板桩、双拉杆多拉杆、锚碇板桩及斜拉桩式锚碇板桩。其中,最常用的是带有单拉杆错碇的板桩码头结构。在采用
钢筋混凝土板桩时,应尽量利用
预应力钢筋混凝土,海港码头若采用钢板(管)桩结构,尚应考虑防腐措施
1.无锚板桩
靠板桩自身嵌入土中的长度来保持结构的稳定,对水深浅、荷载小或其后方不便设置锚碇结构时,可选用这种结构形式,不过,码头工程一般不采用这种结构形式,多用于护岸。
2.单拉杆锚碇板桩码头
单拉杆锚碇板桩是板桩码头中最常用的一种结构形式,其错碇结构可采用锚碇板(墙)桩、板桩式叉桩。以往板桩结构多用于中、小型码头,我国已设计和建造了许多万吨级的深水板桩码头。
3.双(多)拉杆锚碇板桩码头
当水深较大或地基软弱时,为使板桩所受弯矩不致过大,有些板桩码头采用双拉杆锚旋,这种结构构造比较复杂,下层拉杆多需在水下安装,受力复杂,结构的内力分析是要重点解决的主要问题之一。
4.斜拉桩式板桩码头
斜拉桩式板桩结构,从20世纪60年代起在国外码头和
护岸工程中得到较广泛的应用我国70年代初开始采用。这种结构占地面积小,特别适用于施工地域比较狭窄的场地。
5.斜拉桩式板桩
斜拉桩式板桩适用于施工场地狭小、不便埋设拉杆和锚碇结构的情况。斜拉桩对板桩所受的土压力有遮帘作用。板桩与斜拉桩在施工时连成整体,在回填之前即可承受一定的波浪力作用。但这种结构的斜拉桩所需断面较大,入土深度也大,结构受力情况比较复杂,尤其是在斜拉桩与帽梁刚性连接的桩顶处往往会产生相当大的弯矩,处理不当会导致混凝土开裂及破坏,故也可采用将斜拉桩与帽梁铰接的处理方法。
地下连续墙适用于不具备打桩设备和必须避免因沉桩振动而影响邻近建筑物或限制施工噪音等场合。地下连续墙采用现场成槽浇筑混凝土或预制板插入的施工工艺,可使施工设备大大简化。
分类
(1)按材料分类有木板桩、
钢筋混凝土板桩和钢板桩三种
1)木板柱由于强度低、耐久性差,材料来源缺乏,已基本不用了。
2)钢筋混凝上板桩用钢量少,造价低,耐久性好,但其强度有限,只适用于中小型工程。
3)钢板桩强度高锁口止水性好,施高方便,可打入强风化岩地基,增加“踢脚”稳定性。可用于建造水深较大的码头。深圳蛇口的3万吨及5万吨级码头均采用钢板桩结构。
(2)按锚碇系统分类有无锚和有锚板桩两种。
1)无锚板桩呈自由悬臂工作状态,承受外力能力小,桩顶变形大,仅用于小型工程荷载不大的情况。
2)有锚板桩是用拉杆或斜拉桩在板桩上部错碇,这样板桩的弯矩和位移均可减小,实际采用的多是有锚板桩型式。