临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法技术

本发明专利技术提供一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，包括预留挡水围堰

【技术实现步骤摘要】
临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法


[0001]本专利技术涉及港口施工
，尤其是涉及一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法
。

技术介绍

[0002]随着我国基础设施的大力推进，已建成
10
座自动化集装箱码头，并有7座自动化集装箱码头在建，已建和在建规模均居世界首位
。
[0003]目前我国挖入式港池地连墙板桩码头施工中，多采用疏浚工艺施工港池，疏浚施工效率低，对设备要求较高，在疏浚施工过程中，吸附在河床泥土表面的污物和重金属等有毒物质，在挖泥和排泥时被扰动后可能使水质和周围环境发生恶化，环保性差，施工时会占用较多的空间，对运营中的港区有较大影响
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，解决了传统疏浚施工效率低
、
环保型差
、
对大型设备依赖程度高等问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，包括以下步骤：
[0006]S1、
开挖区域降水至港池底标高附近；
[0007]S2、
干开挖港池，保留保护土体；
[0008]S3、
施工板桩码头墙体结构
、
锚碇结构
、
拉杆结构；
[0009]S4、
开挖前沿保护土体至胸墙下
1m
左右，施工胸墙；
[0010]S5、
干开挖地连墙前的保护土体；
[0011]S6、
停止降水，地下水位回升；
[0012]S7、
挖除挡水围堰，港池底高程疏浚至设计标高
。
[0013]优选方案中，步骤
S1
中，同时采用压力管道
、
明渠
、
港池明抽相结合的方式进行降水，港池区域的降水系统设置在临海侧和港池两侧，后开挖港池区域的降水系统布置在港池两侧；
[0014]开挖至黏土层表面含水较多时，采用开挖表面排水沟，把表面未渗透的水引导集中明排水
。
[0015]优选方案中，步骤
S1
中，降水井在临海侧水源充沛区域布置比内陆侧密集，可尽早切断来水较多的路径，以加速降水形成干施工环境；
[0016]步骤
S1
中，当仅靠降水井无法阻止汇水来源时，在降水施工前，将挡水围堰处的土体进行换填处理，或施工止水帷幕，达到止水的目的；
[0017]步骤
S1、S2
中，划分开挖区域，每区分级降水
、
分层开挖，根据开挖深度，不断调整降水井运营数量，具体施工方法为：
[0018]A1、
港池分为先开挖港池和后开挖港，先开挖港池池靠近临海侧后开挖港池靠近
岸侧；
[0019]A2、
先开挖港池进行干开挖，开挖时在临海侧预留第一挡水围堰，先开挖港池和后开挖港池之间预留第二挡水围堰，每个分区分三层降水开挖；
[0020]A3、
随基坑开挖分阶段深入，井点承压水位的降深分阶段逐步下降，无需从一开始就将水位降到基坑设计开挖深度所对应的最大安全水位；
[0021]每区分级降水
、
分层开挖，开挖前先将水位将至开挖层底标高以下；
[0022]A4、
计划分3‑5大层，每大层
5m
‑
6m
，每大层根据地质情况分
2m
‑
3m
每层挖至设计底标高；
[0023]A5、
港池靠近地连墙区域预留
30m
‑
40m
保护区，待前墙和锚墙施工完成后墙后开挖标高控制在
+0.0m
，先施工拉杆再施工胸墙，胸墙施工完成后将
30m
‑
40m
保护区采用干开挖挖至设计水平以下；
[0024]A6、
通过
MODFLOW
软件有限差模型建立地下水模型，来仿真集装箱码头的降水效果，并按开挖要求提出了降水计划和目标，
MODFLOW
使用的有限差方法，需要由一系列的节点将模型区域离散化成矩形网格；
[0025]获取方法是通过每个节点区域的地下水位，并进行线性插值，然后获取中间节点的值
。
[0026]优选方案中，步骤
S2
中，地连墙前预留保护土体，保护土体呈梯形，其坡度应满足稳定性要求，保护土体厚度应保证地连墙施工稳定性；
[0027]在围堰临海侧铺设土工布及块石护面至稳定海床，提高围堰阻水性能及围堰稳定性；
[0028]优选方案中，挡水围堰海面以上部分采用干开挖，海面以下采用疏浚
。
[0029]优选方案中，地连墙施工时受力特性及稳定性受到多方面因素的影响，影响因素包括地质条件影响
、
施工顺序的影响和外部荷载的影响
。
[0030]优选方案中，失稳主要有的整体失稳
、
踢脚失稳及锚碇失稳，地连墙
(6)
稳定性，分析方法步骤为：
[0031]B1、
整体失稳是当土体强度不足时，滑动面绕过结构发生整体滑动的失稳模式
。
单锚板桩码头整体稳定性验算可通过条分法验算；
[0032]计算可采用简化
Bishop
法或者
Morgenshern
‑
Price
法；
[0033]对于粘性土应采用圆弧滑动面，对于沙性土可采用折线滑动面，当墙下有软弱土层时，应重点分析沿软弱土层滑动的可能性；
[0034]B2、
踢脚稳定是指当土体强度不足
、
板桩入土深度不足时，墙体围绕前墙锚碇点转动的破坏模式；
[0035]踢脚稳定性直接影响的是板桩的入土深度，验算公式为：
[0036][0037]式中：
γ0为结构重要性系数；
γ
E
为自重及回填料产生的土压力分项系数；
M
E
为自重及回填料产生的土压力标准值对拉杆锚碇点的踢脚力矩；
γ
PW
为剩余水压力分项系数；
M
PW
为剩余水压力标准值对拉杆锚碇点的踢脚力矩；
M
Eq
为码头顶面可变作用产生的主动土压力的标准值对拉杆锚碇点的踢脚力矩；
ψ
为作用组合系数，取
0.7
；
[0062]如图1～8所示，一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，包括以下步骤：
[0063]S1、
开挖区域降水至港池3底标高附近；
[0064]S2、
干开挖港池3，保留保护土体4；
[0065]S3、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，其特征是：包括以下步骤：
S1、
开挖区域降水至港池
(3)
底标高附近；
S2、
干开挖港池
(3)
，保留保护土体
(4)
；
S3、
施工板桩码头墙体结构
、
锚碇结构
、
拉杆结构；
S4、
开挖前沿保护土体
(4)
至胸墙
(8)
下
1m
左右，施工胸墙
(8)
；
S5、
干开挖地连墙
(6)
前的保护土体
(4)
；
S6、
停止降水，地下水位回升；
S7、
挖除挡水围堰
(2)
，港池
(3)
底高程疏浚至设计标高
。2.
根据权利要求1所述一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，其特征是：步骤
S1
中，同时采用压力管道
、
明渠
、
港池明抽相结合的方式进行降水，港池
(3)
区域的降水系统设置在临海侧和港池两侧，后开挖港池
(5)
区域的降水系统布置在港池两侧；开挖至黏土层表面含水较多时，采用开挖表面排水沟，把表面未渗透的水引导集中明排水
。3.
根据权利要求2所述一种临海强透水地层板桩码头干开挖施工方法，其特征是：步骤
S1
中，降水井在临海侧水源充沛区域布置比内陆侧密集，可尽早切断来水较多的路径，以加速降水形成干施工环境；步骤
S1
中，当仅靠降水井无法阻止汇水来源时，在降水施工前，将挡水围堰处的土体进行换填处理，或施工止水帷幕，达到止水的目的；步骤
S1、S2
中，划分开挖区域，每区分级降水
、
分层开挖，根据开挖深度，不断调整降水井运营数量，具体施工方法为：
A1、
港池分为先开挖港池和后开挖港，先开挖港池池靠近临海侧
(1)
后开挖港池靠近岸侧
(5)
；
A2、
先开挖港池进行干开挖，开挖时在临海侧预留第一挡水围堰，先开挖港池和后开挖港池之间预留第二挡水围堰，每个分区分三层降水开挖；
A3、
随基坑开挖分阶段深入，井点承压水位的降深分阶段逐步下降，无需从一开始就将水位降到基坑设计开挖深度所对应的最大安全水位；每区分级降水
、
分层开挖，开挖前先将水位将至开挖层底标高以下；
A4、
计划分3‑5大层，每大层
5m
‑
6m
，每大层根据地质情况分
2m
‑
3m
每层挖至设计底标高；
A5、
港池靠近地连墙区域预留
30m
‑
40m
保护区，待前墙和锚墙施工完成后墙后开挖标高控制在
+0.0m
，先施工拉杆再施工胸墙，胸墙施工完成后将
30m
‑
40m
保护区采用干开挖挖至设计水平以下；
A6、
通过
MODFLOW
软件有限差模型建立地下水模型，来仿真集装箱码头的降水效果，并按开挖要求提出了降水计划和目标，
MODFL...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢勇，郑先河，黄威，王志敏，赵紫辰，马锦川，左怡林，彭雪村，范角，吴玙辰，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：