半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法技术

本发明专利技术涉及一种半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法，此防波堤包括沉箱和桩基，沉箱为基于组合钢模板浇筑而成的半圆形沉箱。施工方法包括：利用组合钢模板，在预制场按底板、立板和肋板、半圆形拱圈、的顺序分层分步浇筑半圆形沉箱，其中在整体预制立板和肋板时，立板和肋板相交部分预埋套管，以形成桩基的安装孔；在施工地点经半圆形拱圈的开孔处往沉箱内注水，将半圆形沉箱坐底于指定位置；将桩基打入指定深度；使桩基与半圆形沉箱连成整体。本发明专利技术适用于软土地基和深水条件、且具有施工便捷、无需设置抛石基床、海上作业时间短和可重复使用的优点。

Construction Method of Composite Breakwater with Semi-circular Caisson and Pile Foundation

The invention relates to a construction method of a semi-circular caisson and a pile-based composite breakwater, which comprises caissons and pile foundations, and caissons are semi-circular caissons cast on a composite steel formwork. The construction methods include: using composite steel formwork to lay semi-circular caissons step by step according to the sequence of bottom plate, vertical plate and rib plate, semi-circular arch ring and rib plate in prefabrication yard. In the case of integral prefabrication of vertical plate and rib plate, the intersecting part of vertical plate and rib plate is pre-embedded with casing to form the installation hole of pile foundation; and through semi-circular arch ring at construction site. Water is injected into the caisson at the opening, the semi-circular caisson is placed at the designated position, the pile foundation is driven into the designated depth, and the pile foundation is connected with the semi-circular caisson as a whole. The invention is suitable for soft soil foundation and deep water conditions, and has the advantages of convenient construction, no need to set up riprap bed, short offshore operation time and reusable use.

【技术实现步骤摘要】
半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法
本专利技术涉及一种沉箱和桩基组合式防波堤。
技术介绍
半圆形防波堤(如：一种半圆形防波堤，公开号CN206736844U)是一种适应软土地基的新型防波堤结构，通常由预制半圆形构件或半圆形沉箱和抛石基床组成。与传统的直立式防波堤、斜坡式防波堤相比，半圆形防波堤具有自重轻、施工简便、可重复利用、美观、地基应力分布均匀、所受波浪力小和抗滑与抗倾覆稳定性好等优点。现有的半圆形防波堤在建造时，半圆形沉箱需放置在抛石基床上。在软土地基上施工时，需要先开挖地基或软基加固，然后将半圆形沉箱安放在抛石基床上。这其中存在四个主要问题，一是因为需要建抛石基床，需要的石料多，石料开采会破坏生态环境；二是抛石基床的设置不仅增加了造价，同时给地基承载力造成了额外负担，容易使防波堤发生沉陷破坏；三是现有半圆形防波堤的抗滑稳定性是依靠半圆形沉箱底部和抛石基床顶部间的摩擦力来提供的，当水深浪大时，为了维持防波堤的抗滑稳定性，需要在半圆形沉箱内充填更多的砂料，增加了成本和工期，同时结构自重的增加，会威胁地基承载力，抗滑安全系数的增加却降低了这种结构的竖向承载力，从而限制了这种结构在深水防波堤中的应用；四是因有抛石作业，增加了施工时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种适用于软土地基和深水条件、结构简单合理、施工便捷、工程造价低、环境友好和可重复使用的新型深水防波堤的施工方法。本专利技术的防波堤是一种半圆形沉箱和桩基组合式新型防波堤，可以避免使用抛石基床，桩基的设置不仅增加了这种新型结构的抗滑稳定性，同时增加了其竖向承载能力。技术方案如下：一种半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法，此防波堤包括沉箱和桩基，所述的沉箱为基于组合钢模板浇筑而成的半圆形沉箱，包括底板和位于底板上的半圆形拱圈，在半圆形拱圈与底板之间设置有肋板以及用来支撑半圆形拱圈的立板；在立板和肋板相交部分预埋有用来形成桩基安装孔的套管，桩基安装孔用以供基桩竖直打入地基；半圆形拱圈上设置开孔。上述防波堤的施工方法，包括下列步骤：(1)利用组合钢模板，在预制场按底板、立板和肋板、半圆形拱圈的顺序分层分步浇筑半圆形沉箱，其中在整体预制立板和肋板时，立板和肋板相交部分预埋套管，以形成桩基的安装孔，并预制桩基；(2)将拼装好的半圆形沉箱整体出运，浮运至施工地点；(3)在施工地点经半圆形拱圈的开孔处往沉箱内注水，将半圆形沉箱坐底于指定位置；对于设计有充填压载要求的半圆形沉箱，构件安装后进行箱内充填，充填完成后应立即对开孔处进行封堵；(4)将桩基置于桩基安装孔，采用打桩船等设备将桩基打入指定深度；在桩基和桩基安装孔壁的缝隙间注入水泥浆，使桩基与半圆形沉箱连成整体。本专利技术中，半圆形沉箱可挡浪、挡流、挡土，半圆形形状可减小波浪力，并使地基应力分布较均匀；其底板面积较大，可扩大与地基的接触面积，减小地基应力；肋板和立板可加强结构的整体性和刚度，同时其相交部分通过预埋套管可预制形成竖直的桩基安装孔；桩基安装孔的作用是供基桩竖直打入地基；桩基的作用是增强地基的承载力和结构抗滑与抗倾覆稳定性。附图说明图1的(a)和(b)分别为单组半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的截面图和外观图图2单组半圆形沉箱和桩基组合式防波堤三视图具体实施方式图1为单组半圆形沉箱和桩基组合式防波堤外观图；图2为单组半圆形沉箱和桩基组合式防波堤结构图。图2中，1为立板，2为半圆形拱圈，3为肋板，4为底板，5为桩基，其中半圆形拱圈上可适当开孔，作为半圆形沉箱的填砂孔，同时在半圆形沉箱下沉时，可通过开孔注水，便于半圆形沉箱坐底。半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的主要施工工序如下：首先利用组合钢模板，在预制场按底板4、立板1和肋板3、半圆形拱圈2的顺序分层分步浇筑半圆形沉箱，其中在整体预制立板1和肋板3时，立板1和肋板3相交部分预埋套管，以形成桩基5的安装孔，并预制桩基5，桩基5优先选用预应力高强混凝土桩(PHC桩)；然后借鉴沉箱的出运和安放方法，将拼装好的半圆形沉箱整体出运，浮运至施工地点；接着在施工地点经半圆形拱圈的开孔处往沉箱内注水，将半圆形沉箱坐底于指定位置；对于设计有充填压载要求的半圆形沉箱，构件安装后应及时进行箱内充填，充填应对称、均匀，充填完成后应立即对充填孔进行封堵，并应确保封堵严密、牢固；最后将桩基5置于桩基安装孔，采用打桩船等设备将桩基5打入指定深度；在桩基5和桩基安装孔壁的缝隙间注入水泥浆，使桩基与半圆形沉箱连成整体。目前防波堤工程逐渐向深水发展；另外，在很多近海地区的海岸和海底都存在着软土层，厚度几米到几十米不等，如我国经济发展活跃的渤海湾、长江口、珠江口以及浙、闽沿海地区都广泛分布着软土地基。半圆形沉箱和桩基组合式防波堤能够很好地适用于恶劣波浪和软土地基条件，利用该新型结构在软弱地基上建造防波堤无需开挖地基或进行地基加固，只需对地基进行简单的整平，能够适用软弱土地基和深水条件、结构简单、施工方便、工程造价低，是一种优良的新型深水结构，在淤泥质海岸具有广泛的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法，此防波堤包括沉箱和桩基，所述的沉箱为基于组合钢模板浇筑而成的半圆形沉箱，包括底板和位于底板上的半圆形拱圈，在半圆形拱圈与底板之间设置有肋板以及用来支撑半圆形拱圈的立板；在立板和肋板相交部分预埋有用来形成桩基安装孔的套管，桩基安装孔用以供基桩竖直打入地基；半圆形拱圈上设置开孔。上述防波堤的施工方法，包括下列步骤：(1)利用组合钢模板，在预制场按底板、立板和肋板、半圆形拱圈的顺序分层分步浇筑半圆形沉箱，其中在整体预制立板和肋板时，立板和肋板相交部分预埋套管，以形成桩基的安装孔，并预制桩基；(2)将拼装好的半圆形沉箱整体出运，浮运至施工地点；(3)在施工地点经半圆形拱圈的开孔处往沉箱内注水，将半圆形沉箱坐底于指定位置；对于设计有充填压载要求的半圆形沉箱，构件安装后进行箱内充填，充填完成后应立即对开孔处进行封堵；(4)将桩基置于桩基安装孔，采用打桩船等设备将桩基打入指定深度；在桩基和桩基安装孔壁的缝隙间注入水泥浆，使桩基与半圆形沉箱连成整体。

【技术特征摘要】
1.一种半圆形沉箱和桩基组合式防波堤的施工方法，此防波堤包括沉箱和桩基，所述的沉箱为基于组合钢模板浇筑而成的半圆形沉箱，包括底板和位于底板上的半圆形拱圈，在半圆形拱圈与底板之间设置有肋板以及用来支撑半圆形拱圈的立板；在立板和肋板相交部分预埋有用来形成桩基安装孔的套管，桩基安装孔用以供基桩竖直打入地基；半圆形拱圈上设置开孔。上述防波堤的施工方法，包括下列步骤：(1)利用组合钢模板，在预制场按底板、立板和肋板、半圆形拱圈的顺序分层分步浇筑半圆形沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠，刘莺，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12