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第四章高樁碼頭高樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)板樁碼頭的構(gòu)造高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置高樁碼頭的計(jì)算一、高樁碼頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
特點(diǎn):利用打入地基中的樁將作用在上部結(jié)構(gòu)上的荷載傳到地基深處。樁不僅是基礎(chǔ),而且也是結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。優(yōu)點(diǎn):高樁碼頭適宜作成透空結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)輕,減弱波浪的效果好,砂石料用量省,對于挖泥超深的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn):對地面超載和裝卸工藝變化的適應(yīng)性差,耐久性不如重力式和板樁碼頭,構(gòu)件易損壞且難修復(fù)。造價(jià)較高適用:可以沉樁的各種地基,特別適用于軟土地基。二、高樁碼頭的主要組成部分及其作用
1、上部結(jié)構(gòu)
碼頭地面,將樁基連成整體,并把荷載通過樁基傳給地基,安設(shè)各種碼頭設(shè)備。2、樁基:
支承上部結(jié)構(gòu),并把作用在上部結(jié)構(gòu)上的荷載傳給地基,同時(shí)也起到穩(wěn)固地基的作用,有利于岸坡穩(wěn)定。
3、擋土結(jié)構(gòu):
為了減小碼頭的寬度和與岸坡的銜接的距離,而設(shè)置擋土結(jié)構(gòu),以構(gòu)成地面,有前板樁墻,后板樁墻和重力式擋墻。4、岸坡:
要求有足夠的穩(wěn)定性,對波浪、水流大的地方和地質(zhì)差的情況,需要進(jìn)行護(hù)坡處理,以免受沖刷。5、碼頭設(shè)備:
便于船舶系靠和裝卸作業(yè)。
一、按樁臺(tái)寬度和擋土結(jié)構(gòu)分類
窄樁臺(tái):設(shè)有較高的擋土結(jié)構(gòu);寬樁臺(tái):設(shè)有較矮或無擋土結(jié)構(gòu)。
第一節(jié)高樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)1、窄樁臺(tái)高樁碼頭根據(jù)擋土結(jié)構(gòu)的設(shè)置:①擋土結(jié)構(gòu)與碼頭連成整體:
前板樁高樁碼頭,后板樁高樁碼頭。我國較少采用。②擋土結(jié)構(gòu)與碼頭分開設(shè)置,各自獨(dú)立工作:
樁臺(tái)不承受土壓力,我國多采用,特別適用于舊碼頭的改造。適用范圍:地基較好,土方回填量較少或回填料較便宜的地區(qū)。2、寬樁臺(tái)寬樁臺(tái)高樁碼頭,不設(shè)擋土墻或設(shè)較矮的擋土墻。用通長的縱向變形縫將樁臺(tái)分成前方、后方樁臺(tái)。前方樁臺(tái):主要承受船舶荷載、門機(jī)、鐵路、流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械及堆貨等,受力情況復(fù)雜,一般需設(shè)置叉樁或半叉樁,并要求有良好的整體性。(連續(xù)結(jié)構(gòu))后方樁臺(tái):主要起與岸坡連接的作用,只承受垂直荷載,故不需設(shè)叉樁,且對上部結(jié)構(gòu)的整體性要求不高,可采用簡支梁板結(jié)構(gòu)。二、按上部結(jié)構(gòu)型式分類
1、梁板式:梁板式碼頭上部結(jié)構(gòu)主要由面板、縱梁、橫梁、樁帽和靠船構(gòu)件組成。
①優(yōu)點(diǎn)受力明確;排架間距可加大,以充分發(fā)揮樁的承載能力;可采用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,預(yù)制裝配化程度高,施工速度快;上部結(jié)構(gòu)較厚,靠船構(gòu)件懸臂短,受力條件好。②缺點(diǎn)構(gòu)件類型和數(shù)量多,施工麻煩;上部結(jié)構(gòu)底部輪廓形狀復(fù)雜,死角多,水氣不易排除,構(gòu)件中鋼筋易銹蝕。③適用條件一般適用于有較大集中荷載、水位差不大(5m作用)的情況;但若設(shè)置雙層系靠船時(shí),可適用于水位差5~8m的港口;當(dāng)在碼頭前沿設(shè)置多層系靠船結(jié)構(gòu),或單獨(dú)設(shè)置浮式系靠船設(shè)施時(shí),可適用于水位差10~17m的港口。
2、桁架式
上部結(jié)構(gòu)由面板、縱梁、桁架和水平連桿組成①優(yōu)點(diǎn)
上部結(jié)構(gòu)高度大,便于分層系纜;桁架橫向剛度大,整體性好;樁的自由長度減小,樁的承載能力增大。②缺點(diǎn)造價(jià)高;施工水位低,工期緊;框架與其它構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)多,構(gòu)造復(fù)雜,施工麻煩;框架處于水位變動(dòng)區(qū),易受到船舶撞擊而破壞,維修困難;預(yù)制框架受起重能力限制,應(yīng)考慮施工條件。③適用條件適用于水位差較大(10m左右),需分層系纜的河港碼頭。但由于其缺點(diǎn)較多,且分層系纜還可以用其它結(jié)構(gòu)型式解決,因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐漸被梁板式碼頭所代替。
3、無梁板式:上部結(jié)構(gòu)由面板、樁帽和靠船組成①優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡單,構(gòu)件少,造價(jià)低;樁帽施工水位高。②缺點(diǎn)板為點(diǎn)支承,受力不明確;板為雙向受力,采用雙向預(yù)應(yīng)力較困難;受板的跨度限制,樁的承載能力不能充分發(fā)揮;樁的自由長度長,對樁的耐久性和結(jié)構(gòu)整體剛度不利;面板位置高,靠船構(gòu)件懸臂長。③適用條件適用于水位差不大,無較大集中荷載或集中荷載較小的中小碼頭。4、承臺(tái)式:上部結(jié)構(gòu)由承臺(tái)、胸墻和靠船構(gòu)件組成①優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)剛度大,整體性好;對打樁偏位要求不高。②缺點(diǎn)
自重大,現(xiàn)澆工作量大;樁臺(tái)窄,樁多而密,施工麻煩,施工水位低,工期緊。③適用條件
良好持力層不太深,且能打支承樁的地基。第二節(jié)高樁碼頭的構(gòu)造一、樁1、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼方樁
2、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁
有先張法和后張法兩種,都是在專門工作制造。一般做成空心,故稱為管樁。優(yōu)點(diǎn):混凝土強(qiáng)度高、密度大;耐腐蝕、耐錘擊;承載力大;與鋼樁比,耐久性好,使用壽命長;不需要經(jīng)常維修;用鋼量為鋼管樁的1/8~1/6;成本為鋼樁的1/3~1/2。但管樁的制造工藝復(fù)雜。編織鋼筋網(wǎng)
堅(jiān)固優(yōu)質(zhì)的鋼筋網(wǎng)
管樁澆注
管樁拆模
管樁堆場3、鋼(管)樁強(qiáng)度高,抗彎能力大,能承受較大的水平力,彈性好,能吸收較大的變形能,可減少船舶對碼頭的撞擊力,制造和施工方便,施工速度快。但鋼材用量大,造價(jià)高(約為鋼筋混凝土樁的2~3倍),且易銹蝕,耐久性差。目前主要用于外海碼頭。4、鉆孔灌注樁直徑多為60~120cm,橋梁上已達(dá)到3.5米。由于水下灌注砼質(zhì)量不易保證,因此,多數(shù)只在近岸部分或少數(shù)碼頭后方平臺(tái)部分采用。
二、樁帽
1、作用調(diào)整打樁偏位2、平面形式方形和圓形3、
構(gòu)造:基本要求:取決于基樁的布置形式(單樁或雙樁),樁的斷面尺寸和打樁偏位,還應(yīng)滿足在它上面的預(yù)制構(gòu)件的擱置長度和接頭寬度的要求。
高度(厚度):應(yīng)由計(jì)算確定,同時(shí)應(yīng)考慮樁伸入樁帽的長度,以及樁頂鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁芯鋼筋錨固長度的要求。一般樁帽高度不宜小于0.5倍樁帽寬度,且不得小于600mm。三、橫梁高樁碼頭的主要受力構(gòu)件,作用在碼頭上的幾乎所有荷載都要通過它傳給樁基。1、支承要求
前方平臺(tái):作成連續(xù)梁(受力復(fù)雜,整體性要求高)
后方平臺(tái):可采用簡支梁(受力簡單,整體性要求不高)2、斷面型式一般有四種①矩形:用于縱梁和橫梁的底面在同一高程,且高度相差不大;②花籃形:縱、橫梁底標(biāo)高一致,高度相差不大,但面板(空心板)放在橫梁上;③倒T型:用于縱梁和橫梁底標(biāo)高不一致,縱梁放在橫梁上;④倒梯形:用于無縱梁,面板直接放在橫梁上,用在后方平臺(tái)。3、
斷面尺寸①梁高由計(jì)算確定,對預(yù)制梁,除了考慮預(yù)制能力外,還要考慮起重能力,以及縱梁的高度,一般取1.2~2.0m,最高達(dá)3米。
②寬度由計(jì)算確定,還要考慮縱梁或面板的擱置寬度、接縫寬度,一般40~80cm,但不宜小于30cm。四、縱梁
1、設(shè)置及支撐要求①凡是有門機(jī)、有火車,則應(yīng)設(shè)置縱梁。②根據(jù)荷載大小,布置情況,縱梁可采用預(yù)制安裝的連續(xù)梁、迭合式連續(xù)梁。簡支梁少用。2、型式工字型、矩形、花籃型(此三者常用于軌道梁),半花籃形(邊梁),π形(梁板合一),3、
尺寸
高度:根據(jù)受力計(jì)算確定,并考慮起重能力,一般90~120cm;
寬度:根據(jù)計(jì)算確定,并考慮板的擱置寬度及接縫寬度,一般30~50cm。五、面板與面層
㈠面板的分類及構(gòu)造1、實(shí)心板(按施工方法分)
①現(xiàn)澆實(shí)心板:整體性好,但現(xiàn)澆工作量大,只能作非預(yù)應(yīng)力的,抗彎、抗裂能力小,模板用量大,施工速度慢,常用于無預(yù)制能力,無起重設(shè)備的情況。
②預(yù)制板:在現(xiàn)場拼裝,若要按裝配式整體板計(jì)算內(nèi)力,應(yīng)注意橫向拼縫的可靠性,縱向接縫按連續(xù)板。
③迭合板:部分預(yù)制,部分現(xiàn)澆,用于板厚較大時(shí)。預(yù)制裝配實(shí)心板疊合板2、空心板
⑴優(yōu)點(diǎn):重量輕,跨度大,抗彎、抗裂能力大;
⑵缺點(diǎn):制作復(fù)雜,不能承受較大集中荷載,只能作單向板。⑶型式:圓形,D形,近似矩形,腰圓形等,其中圓形孔受力較好,無應(yīng)力集中,施工方便,使用最多。⑷尺寸
由計(jì)算確定,折算成工字形斷面(面積相等,慣性矩相等),厚度40~60cm,寬度2~4m,跨度6~9m(視排架間距而定)。
㈡面層1、作用:找平碼頭地面和作磨耗層。2、厚度:磨耗層與面板同時(shí)澆注(迭合板)≮2cm;磨耗層與面板分開澆注(空心板)≮5cm。
六、靠船構(gòu)件
靠船構(gòu)件的形式較多,主要有以下幾種:懸臂板式、懸臂梁式、框架式、靠船樁式和浮式等1、懸臂板式由懸臂板、胸墻板和水平縱梁組成。一般采用預(yù)制安裝,并與橫梁整體連接,沿碼頭長度方向?yàn)橐徽w,其懸臂板和胸墻板厚度由計(jì)算確定,但≮15cm。優(yōu)點(diǎn):沿碼頭長度方向全面保護(hù);缺點(diǎn):材料用量多,造價(jià)高;適用:水位差?。?~2m)2、懸臂梁式由懸掛在橫梁前端的懸臂梁和將懸臂梁下端縱向連成一體的水平撐組成。
預(yù)制懸臂梁:當(dāng)下橫梁現(xiàn)澆,整體連接;或與下橫梁整體預(yù)制(當(dāng)下橫梁為預(yù)制,且起重能力足夠時(shí),可將靠船構(gòu)件與一部分下橫梁整體預(yù)制,它們與其余部分的橫梁在樁帽上進(jìn)行整體連接??v向水平撐:加強(qiáng)懸臂梁的縱向剛度,使全部懸臂梁共同承受船舶荷載沿碼頭長度方向的水平力。
適用條件:水位差5m以下。當(dāng)水位差繼續(xù)增大,上述兩種靠船構(gòu)件就不適用了,而需采用其它型式以適應(yīng)水位變化時(shí)的系靠船要求,如框架式、靠船樁式、浮式等。七、構(gòu)件的連接1、構(gòu)件連接形式①不連接:不傳力;
②鉸接:只傳遞剪力或軸力;③固接:傳遞M。
2、連接要求符合構(gòu)件連接處的受力條件;確保連接質(zhì)量;便于施工。第三節(jié)高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置
高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)根據(jù)使用要求、自然條件和施工條件,并通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較加以確定,在符合使用要求、保證質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理和施工條件可能的前提下,所選用的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量提高裝配化程度,簡化構(gòu)件型式,采用預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。
一.
結(jié)構(gòu)尺度的確定結(jié)構(gòu)輪廓尺寸的確定主要包括以下內(nèi)容:①碼頭前沿高程的確定;②前沿底高程的確定;③前沿線的確定;④碼頭岸線長度的確定;⑤結(jié)構(gòu)尺寸的確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題包括:a.結(jié)構(gòu)寬度;b.樁頂高程;c.靠船構(gòu)件的底面高程;d.碼頭的分段長度等。㈠結(jié)構(gòu)寬度擬定1、窄樁臺(tái)根據(jù)使用要求、荷載分布、裝卸工藝取碼頭前沿地帶寬度。備注:主要不是用來堆貨,而是作為布置前方鐵路線、道路、門機(jī)軌道以及進(jìn)行貨物裝卸作業(yè)和流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械回轉(zhuǎn)運(yùn)行的區(qū)域)。
有門機(jī):取14~14.5m
無門機(jī):取8~10m
有集裝箱裝卸橋:根據(jù)裝卸橋軌距確定,一般岸邊集裝箱裝卸橋軌距應(yīng)根據(jù)不同工藝布置、水平運(yùn)輸作業(yè)方式及保證設(shè)備具有足夠的穩(wěn)定性來確定,其軌距不應(yīng)小于16m。備注:先擬定結(jié)構(gòu)寬度,然后進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算,不滿足就適當(dāng)加寬。
2、寬樁臺(tái)總寬度主要取決于前沿線位置、岸坡的地質(zhì)條件(坡度)、碼頭面高程和所采用的接岸結(jié)構(gòu)形式及位置??紤]到結(jié)構(gòu)總寬度內(nèi)作用的性質(zhì)和大小的不同,用縱縫將結(jié)構(gòu)分為前后兩部分——前方樁臺(tái)和后方樁臺(tái)。前方樁臺(tái)的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度(14.0~14.5m)。結(jié)構(gòu)總寬度減去前方樁臺(tái)的寬度即為后方樁臺(tái)的寬度。步驟:⑴確定碼頭前沿線位置以及碼頭面高程、設(shè)計(jì)底高程⑵初擬開挖坡度首先根據(jù)土質(zhì)情況、有無護(hù)坡、打樁振動(dòng)等初步選定,然后根據(jù)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果來調(diào)整。常取1:2~1:3。⑶拋石基礎(chǔ)底高程、頂高程拋石基礎(chǔ)底高程=施工水位-打樁船吃水-富裕(0.5m)頂高程≮底高程+0.5m
⑷拋石棱體前土體肩寬B1=1~1.5m,以保證棱體的穩(wěn)定棱體斜坡水平投影長度B2(決定于坡度和高度)擋墻前拋石基礎(chǔ)的肩寬B3=1~1.5m。則結(jié)構(gòu)寬度B=B0+B1+B2+B3⑸前、后平臺(tái)①前方平臺(tái)寬a門機(jī)+雙線火車:14~14.5mb無門機(jī)、火車:8~10m②后方平臺(tái)寬度
(二)樁頂高程不低于施工水位(三)結(jié)構(gòu)的分段為了避免結(jié)構(gòu)在使用過程中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和沉降應(yīng)力,應(yīng)沿碼頭長度方向隔一定距離設(shè)置變形縫。變形縫包括伸縮縫和沉降縫。伸縮縫應(yīng)根據(jù)溫差、上部結(jié)構(gòu)的剛度、樁的自由長度和剛度等因素綜合考慮。沉降縫位置視荷載結(jié)構(gòu)型式和地質(zhì)條件而定。(上部結(jié)構(gòu)為裝配整體式時(shí)可取60~70m,現(xiàn)場整體現(xiàn)澆時(shí)宜取35M)
1、分段長:一般60~70m,縫寬2~3cm的通縫2、形式及構(gòu)造變形縫的形式通常有三種:⑴懸臂式
優(yōu)點(diǎn):對不均勻沉降的適應(yīng)性強(qiáng)。
缺點(diǎn):設(shè)變形縫的跨跨度小,增加了橫向排架的數(shù)量,懸臂部分需現(xiàn)澆,施工麻煩。在平面上應(yīng)作成凹凸形,凹凸縫的齒高可取20~40cm。
⑵簡支式
就是在兩個(gè)結(jié)構(gòu)段之間設(shè)置簡支跨,在簡支梁的兩端設(shè)置變形縫。采用簡支結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)滿足簡支構(gòu)造,支座上應(yīng)鋪設(shè)橡膠塊、油毛氈等墊層,保證簡支梁的梁端能自由滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,各跨跨度基本相同,不增加排架數(shù)量。缺點(diǎn):承受垂直碼頭方向水平力的能力差,且支座構(gòu)造復(fù)雜。⑶橫梁分半式
在設(shè)置變形縫的橫向排架上將橫梁分成兩半。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,不增加排架數(shù)量。缺點(diǎn):中間排架沉降,兩邊都受影響;且支座構(gòu)造復(fù)雜。二.樁基布置樁基既是高樁碼頭的基礎(chǔ),又是結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,它與其上面的橫梁組成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),稱為橫向排架,是高樁碼頭的主要受力單元。在進(jìn)行樁基布置時(shí),必須綜合考慮各種因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),三條原則如下:①應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力,且使同一樁臺(tái)下的各樁受力盡量均勻;②應(yīng)盡可能降低整個(gè)碼頭造價(jià);③考慮施工的可能和方便。㈠橫向排架中樁的布置橫向排架中樁的數(shù)目和布置取決于樁臺(tái)的寬度和碼頭荷載。
1、排架間距前方平臺(tái):5~7m,(8~12m);后方平臺(tái):堆貨荷載較大,3~5m。備注:在整個(gè)碼頭上的橫向排架間距應(yīng)盡量一致,以減少構(gòu)件類型。㈡樁基的縱向布置
2、縱向叉樁的布置取決于:碼頭的縱向受力和碼頭的縱向剛度。一般:①碼頭短(幾十米):端部要設(shè)叉樁,以抵抗船舶水平靠岸時(shí)產(chǎn)生的撞擊力縱向分力;②碼頭長(幾百米),僅在兩端設(shè)叉樁或半叉樁;③在風(fēng)暴系船柱和舾裝碼頭的試車系船柱下面,因縱向系纜力大,應(yīng)設(shè)縱向叉樁。㈢樁長的確定:根據(jù)計(jì)算確定取決于:單樁承載能力、地質(zhì)情況、施工中打樁船能施打的長度。若超過打樁船能施打的長度,需接樁。
三.上部結(jié)構(gòu)的布置(一)結(jié)構(gòu)布置在梁板式高樁碼頭的上部結(jié)構(gòu)中,面板、橫梁必不可少。因此,結(jié)構(gòu)布置關(guān)鍵在于是否設(shè)置縱梁和設(shè)幾根縱梁,而縱梁的設(shè)置取決于碼頭面上荷載的性質(zhì)和大小以及結(jié)構(gòu)的整體性要求。1、無門機(jī)、無火車只承受一般車輛輪壓荷載和均布荷載,可不設(shè)縱梁,而將面板直接擱置在橫梁上2、有門機(jī)、無火車設(shè)兩根門機(jī)軌道梁。在軌道梁間:無大型流動(dòng)起重機(jī)械時(shí):不設(shè)縱梁,(空心)板放在橫梁上;有大型流動(dòng)起重機(jī)械時(shí):設(shè)數(shù)根縱梁,板放在縱梁上。3、有門機(jī)、有火車設(shè)兩根門機(jī)軌道梁,增設(shè)二或四根火車軌道梁。
(二)板型、梁型的選擇按受力情況分:梁:簡支梁連續(xù)梁懸臂梁板:單向板:簡支板、連續(xù)板和懸臂板;雙向板:四邊簡支、四邊固定、三邊簡支一邊自由和三邊固定一邊自由。1、懸臂板梁盡量少用,除靠船構(gòu)件及變形縫外。2、簡支或連續(xù)板梁⑴前方平臺(tái):受力復(fù)雜,整體性要求高,剛度要求高。
橫梁:連續(xù)梁
縱梁:連續(xù)梁;
面板:取決于荷載的性質(zhì)和大小,整體性要求及施工方法。荷載大、整體性要求高、有地震設(shè)防的碼頭可用連續(xù)板或四邊固定板;荷載小、整體性要求不高,可用簡支板或四邊簡支板。⑵后方平臺(tái):整體性要求和剛度要求不高,一般都用簡支板梁結(jié)構(gòu)。
3、單向板、雙向板第四節(jié)高樁碼頭的計(jì)算
設(shè)計(jì)狀況:高樁碼頭計(jì)算應(yīng)分別按持久狀況、短暫狀況、偶然狀況三種設(shè)計(jì)狀況,并按不同的極限狀態(tài)和效應(yīng)組合進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。
一.面板內(nèi)力計(jì)算
㈠計(jì)算圖式和計(jì)算跨度1、計(jì)算圖式
單向板:簡支板、懸臂板和連續(xù)板;
雙向板:四邊簡支、四邊固定、三邊簡支一邊自由和三邊固定一邊自由等。
2、計(jì)算跨度在確定板的計(jì)算跨度時(shí),應(yīng)考慮支座對板的影響,計(jì)算跨度分彎矩計(jì)算跨和剪力計(jì)算跨。⑴彎矩計(jì)算跨度
①簡支板:l=l0+h且≯l0+e,l0——凈跨
②連續(xù)板:B1≤0.1lc時(shí),l=lc(不考慮支座寬度影響),lc——中心線B1>0.1lc時(shí),l=1.1lc(考慮支座寬度影響)⑵剪力計(jì)算跨度無論是簡支板還是連續(xù)板,均取凈跨,l=l0
㈡、集中荷載的接觸寬度和傳遞寬度設(shè)集中荷載的接觸寬度為a2×b2,墊層厚度為hs,則:傳遞寬度(傳遞到面板上的傳遞寬)
①單輪作用時(shí):順板跨方向a1=a2+2hs;垂直板跨方向b1=b2+2hs。
②多輪作用時(shí),且輪距較小,傳遞范圍相互重疊:
順板跨方向:a1=a2+2hs+Y;
垂直板跨方向:b1=b2+2hs+X。Y、X——分別為順板跨和垂直板跨方向的最外兩輪的中心距。③多輪不重疊時(shí):按單輪情況計(jì)算。㈢、集中荷載作用下單向板的計(jì)算寬度
1、影響有效分布寬度的主要因素⑴板邊的支承情況;⑵寬跨比;⑶荷載傳遞面積;⑷荷載作用位置。(1)平行板跨方向ac=a1(2)垂直板跨方向a、中置荷載(荷載接觸面積中心位于1/2板寬至y≥0.5bc)的彎矩計(jì)算寬度:
b、偏置荷載(荷載接觸面積中心位于自由邊附近,且y<0.5bc)的彎矩計(jì)算寬度:2、集中荷載作用下單向簡支板和連續(xù)板的計(jì)算寬度
⑶當(dāng)有多個(gè)集中荷載同時(shí)作用,彎矩計(jì)算寬度重疊時(shí),其計(jì)算寬度取bc+S,S為最外面集中荷載的中心距離:
⑷單向板集中荷載作用下的剪力計(jì)算寬度
①平行板跨方向的剪力計(jì)算寬度:
②垂直板跨方向的剪力計(jì)算寬度
Ⅰ、中置荷載(荷載位于l/2板寬附近,且y’≥0.3x+1.8h0)的剪力計(jì)算寬度:
式中:h0——板的有效高度(m);鋼筋砼中的有效高度為h0=h-a。
Ⅱ、偏置荷載(荷載位于自由邊附近,且y’<0.3x+1.8h0)的剪力計(jì)算寬度:3、集中荷載作用下懸臂板的彎矩計(jì)算寬度懸臂板的工作寬度接近于2倍懸臂板長度,也即荷載可近似按45°角向懸臂板支承處傳布,因此規(guī)范規(guī)定:bc=b1+2x
㈣、內(nèi)力計(jì)算
1、單向板計(jì)算
⑴確定計(jì)算跨徑及計(jì)算寬度⑵計(jì)算荷載
①施工期:板的自重(預(yù)制板重+現(xiàn)澆層+面層);施工荷載按均布滿載:q施=2.5kN/m2
②使用期:均布荷載(堆貨)或流動(dòng)機(jī)械荷載;⑶內(nèi)力計(jì)算
①簡支板、懸臂板和連續(xù)板
計(jì)算時(shí)分別按簡支、懸臂和連續(xù)板的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。②與梁整體連接的單向連續(xù)板對于裝配式的單向連續(xù)板,應(yīng)考慮施工和使用兩種情況。Ⅰ、計(jì)算圖式施工期:因板的接頭尚未澆注或現(xiàn)澆砼還未達(dá)到一定的強(qiáng)度,故按簡支板計(jì)算(計(jì)算斷面為預(yù)制部分)。
使用期:接頭處的砼已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,活載產(chǎn)生的內(nèi)力按連續(xù)板計(jì)算(計(jì)算斷面為整塊板)。Ⅱ、計(jì)算方法采用簡便的系數(shù)法計(jì)算,即:先按簡支板計(jì)算出跨中最大彎矩M。然后考慮梁對板的固接作用,乘以修正系數(shù)來計(jì)算跨中和支座處的計(jì)算彎矩。即:M=m×M。m——彎距系數(shù);M?!春喼О逵?jì)算時(shí)跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值。⑷配筋計(jì)算對面板的配筋為施工期和使用期所算的總和。2、雙向板的計(jì)算雙向板為雙向受力,需雙向配筋,雙向鋼筋既是受力鋼筋,又是分布鋼筋,故較為經(jīng)濟(jì),但雙向板只能做非預(yù)應(yīng)力。關(guān)于雙向板彎矩計(jì)算查《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(附錄B)或《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》。與梁整體連接的雙向板,應(yīng)考慮梁對板變形的約束作用二.縱梁的計(jì)算㈠計(jì)算圖式和計(jì)算跨度⒈計(jì)算圖式
⑴簡支梁——支座處斷開或簡單連接。
⑵連續(xù)梁——支座處整體連接①支承于樁帽上的連續(xù)縱梁,其內(nèi)力應(yīng)按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算。②支承于橫梁上的裝配整體式縱梁,具有彈性支承性質(zhì),對于重要工程宜按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算,對一般工程可簡化按剛性支承連續(xù)梁計(jì)算。
③迭合梁施工期:面板自重、縱梁自重、施工荷載作用下按簡支梁計(jì)算
使用期:在使用荷載作用下按連續(xù)梁計(jì)算。⒉計(jì)算跨度彎矩計(jì)算剪力計(jì)算簡支梁連續(xù)梁剛性支承彈性支承㈡計(jì)算荷載縱梁是板的支承,故縱梁除承受本身的自重及直接作用在其上的荷載(如門機(jī))外,還要承受面板傳來的荷載,包括面板自重,以及作用在面板上的荷載產(chǎn)生的面板支座反力⒈均布荷載包括面板自重、堆貨等均布荷載q0。
⒉集中荷載⑴單向板
面板支承在縱梁上,作用在面板上的集中荷載以面板的支座反力的形式傳給縱梁。
⑵雙向板①先按撓度相等原則求得Pa、Pb。②按簡支板的支座反力求對縱梁的作用力。㈢縱梁內(nèi)力計(jì)算剛性支承連續(xù)梁、彈性支承連續(xù)梁按三彎矩方程或五彎矩方程計(jì)算。
三.橫梁排架的計(jì)算橫向排架是高樁碼頭的主要受力單元,計(jì)算它的目的是為了求得樁基和橫梁的內(nèi)力。㈠、計(jì)算圖式1、計(jì)算單元取一代表排架計(jì)算內(nèi)力,計(jì)算段長取排架間距2、樁臺(tái)剛度樁臺(tái)根據(jù)剛度可分為三類:①剛性樁臺(tái):EI=∞,在外荷載作用下,樁臺(tái)只發(fā)生變位,不發(fā)生變形,適用于框架式碼頭和承臺(tái)式碼頭的上部結(jié)構(gòu);②柔性樁臺(tái):EI=常數(shù),受力后樁臺(tái)不僅產(chǎn)生變位,且發(fā)生變形。適用于梁板式高樁碼頭的橫梁和無梁板式高樁碼頭的橫向板帶;③非剛性樁臺(tái):支座處EI=0,該支承處不能承受彎矩,樁臺(tái)按簡支梁計(jì)算,適用于鋼結(jié)構(gòu)以及采用鋼筋混凝土簡支橫梁的碼頭。3、樁端固定性質(zhì)樁與樁臺(tái)及地基的連接,性質(zhì)上是介于固接和鉸接之間的彈性嵌固,但為便于計(jì)算,一般簡化為固接和鉸接。
⑴樁和橫梁(樁臺(tái))的連接性質(zhì)的確定a.有叉樁時(shí),水平力由叉樁承受,側(cè)向位移小,為簡化計(jì)算,可假定樁與樁臺(tái)為鉸接。但當(dāng)樁臺(tái)線剛度和樁的線剛度之比:(EcIc/l)/(EzIz/L)≤4式中:EcIc、EzIz——分別為樁臺(tái)和樁的截面剛度;l、L——樁臺(tái)計(jì)算跨度和樁的計(jì)算長度。此時(shí),樁對樁臺(tái)變形的約束作用不可忽略,應(yīng)按固接計(jì)算。b.全直樁時(shí),為固接。⑵樁下端與地基的連接性質(zhì)支承樁的入土深度較淺,支承在堅(jiān)硬土層上時(shí),可按鉸接考慮。摩擦樁,入土深度較深,一般仍按彈性嵌固計(jì)算。
4、樁臺(tái)計(jì)算跨度和樁帽對內(nèi)力的影響
⑴計(jì)算跨度
單樁與單樁:單樁軸線與樁臺(tái)底面交點(diǎn)間的距離;單樁與叉樁:叉樁軸線交點(diǎn)的垂線和單樁軸線與樁臺(tái)底面交點(diǎn)的距離;
單樁與雙直樁:雙直樁中心線和單樁軸線與樁臺(tái)底面交點(diǎn)的距離
全直樁:取樁軸線與梁底面線交點(diǎn)之間的距離⑵樁臺(tái)內(nèi)力修正當(dāng)有樁帽時(shí),應(yīng)考慮樁帽對計(jì)算跨度的影響(對內(nèi)力的影響),對算得的樁臺(tái)內(nèi)力進(jìn)行修正。有兩種方法:
①跨度折減系數(shù)法對算得的彎矩乘以跨度折減系數(shù)②對內(nèi)力圖進(jìn)行削峰(二)作用及其效應(yīng)組合1、橫向排架上的作用分類
⑴永久作用:上部結(jié)構(gòu)自重力,固定設(shè)備自重力
①橫梁自重以均布荷載作用在排架上;
②縱梁自重以集中力作用在排架上,其值等于一根梁的重量;③面板自重(與梁格布置有關(guān)):A.板直接放在橫梁上:(空心大板)以均布荷載作用在橫梁上;B.支承在縱梁上的單向板:板(均布)縱梁(集中力)橫梁;
C.支承在縱、橫梁上的雙向板(縱梁放在橫梁):面板(梯形或三角形)縱梁(集中力)橫梁;面板(梯形或三角形)橫梁。D.靠船構(gòu)件自重(包括走道板、水平撐和牛腿等):以集中力的形式作用在橫向排架中樁臺(tái)的端部,其值等于橫向排架間一個(gè)靠船構(gòu)件的重量。⑵可變作用堆貨、起重運(yùn)輸機(jī)械、鐵路、船舶、施工荷載、波浪力等。
①堆貨:同面板自重的傳遞方式。
②門機(jī)或火車:軌道梁(集中力)橫梁。軌道梁應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況按連續(xù)梁或簡支梁求支座反力,荷載布置按可能出現(xiàn)的最不利情況。③流動(dòng)機(jī)械的傳遞:按面板的支承性質(zhì)而定A.板直接放在橫梁上:集中力(面板支座反力)橫梁。B.板放在縱梁上,縱梁放在橫梁上:集中力(面板支反力)縱梁(集中力)橫梁。C.雙向板:在集中荷載作用下,按撓度相等的原則進(jìn)行分配到兩個(gè)方向的單向板,再求支座反力。D.船舶荷載:系纜力、撞擊力a撞擊力、系纜力的垂直碼頭前沿線水平分力應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定分配系數(shù),系纜力的垂直分力全部由所在排架承受。當(dāng)系纜力和撞擊力作用在上部結(jié)構(gòu)為整體連接的碼頭上時(shí),可將碼頭上部結(jié)構(gòu)在水平方向視為一個(gè)以排架基樁作為支承點(diǎn)的連續(xù)梁,按彈性支承剛性梁計(jì)算。當(dāng)碼頭排架間距和支撐點(diǎn)的水平反力系數(shù)相等或相近時(shí),水平集中力的橫向分力在排架中的分配系數(shù)可按《規(guī)范》附錄A確定。b系纜力、撞擊力作用點(diǎn)位置
③偶然作用:地震荷載⑵作用效應(yīng)組合各種可變作用和偶然作用,應(yīng)按不同的設(shè)計(jì)狀況和不同的極限狀態(tài),并根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利情況進(jìn)行布置和作用效應(yīng)組合。不可能同時(shí)出現(xiàn)的作用不應(yīng)組合,如船舶靠碼頭十門機(jī)不可能工作;系纜力與撞擊力不可能同時(shí)發(fā)生;波浪力與船舶荷載;冰荷載與波浪力。有些作用雖然可能同時(shí)出現(xiàn),但可變作用效應(yīng)組合時(shí)應(yīng)分清主導(dǎo)作用和非主導(dǎo)作用。另外,組合時(shí)應(yīng)考慮作用可能出現(xiàn)的機(jī)遇率,即有些作用雖然可能同時(shí)出現(xiàn),但機(jī)遇率很小,就可以不組合或降低組合等級。(三)柔性樁臺(tái)橫向排架的計(jì)算柔性樁臺(tái)受力后,結(jié)構(gòu)不僅產(chǎn)生變位,而且還發(fā)生變形;同時(shí)還要考慮樁的軸向彈性變形。計(jì)算較復(fù)雜。柔性樁臺(tái)的計(jì)算方法有:1、樁兩端為鉸接2、樁上端固接,下端彈性嵌固
1、樁兩端為鉸接簡化法:對于有叉樁的橫向排架,采用簡化法與采用精確法算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力相差甚微,能滿足工程所需精度要求。⑴基本假定:樁兩端為鉸接;作用在橫向排架上的水平力完全有叉樁承受。橫梁只考慮垂直力和彎矩的作用,按一般彈性支承連續(xù)梁工作。⑵計(jì)算方法:彈性支承連續(xù)梁。注意:a.計(jì)算所得的各樁支座反力即為單直樁樁力,而叉樁樁力可由叉樁支座反力和樁頂水平力求得。b.當(dāng)橫向排架中有兩組以上叉樁時(shí),水平力應(yīng)按叉樁的橫向剛度系數(shù)分配。
全直樁--簡化法
假定:⑴樁與橫梁之間固接,樁下端彈性嵌固;⑵在垂直力和力矩(包括水平力對橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩)作用下,按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算;⑶水平力作用下,按剛架計(jì)算,然后把兩種荷載作用下的內(nèi)力疊加,即為計(jì)算結(jié)果。2、樁上端固接,下端彈性嵌固四、靠船構(gòu)件計(jì)算荷載:撞擊力、擠靠力作用位置第五節(jié)高樁碼頭構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算
一、構(gòu)件強(qiáng)度和抗裂計(jì)算
二、整體穩(wěn)定驗(yàn)算
1、不考慮高樁碼頭結(jié)構(gòu)上的荷載(包括自重、使用荷載)。2、不考慮截樁力產(chǎn)生的抗滑作用。高樁碼頭施工第一節(jié)高樁碼頭的基本組成(一)樁①鋼筋砼樁普通鋼筋砼樁;預(yù)應(yīng)力(抗裂性能好)鋼筋砼樁(空心或?qū)嵭模?;大直徑鋼筋砼管樁(外海深水)。大直徑鋼筋砼管樁②鋼管樁開口樁(無樁尖):容易沉樁,形成土塞后承載力足夠。最終承載力比同直徑的閉口樁少20%。半封閉尖樁全半封閉尖樁鋼管樁螺旋焊縫③灌注樁④鋼樁(二)縱梁、橫梁:預(yù)應(yīng)力鋼筋砼矩形梁或倒T形梁(三)面板:單向板;雙向板;懸臂板。(四)樁帽(五)靠船構(gòu)件等。施工過程第二節(jié)預(yù)制樁的施工方法一、樁的制作(一)鋼筋砼樁先張法后張法一般在專設(shè)的預(yù)制廠,非預(yù)應(yīng)力樁也可現(xiàn)場制作(若工地離預(yù)制廠遠(yuǎn))后張法預(yù)應(yīng)力管樁,可先用離心法在工廠預(yù)制成管樁等。在工地現(xiàn)廠穿高強(qiáng)度鋼絲,通過施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行拼接。(二)鋼管樁一般在專門工廠生產(chǎn)成單節(jié)管樁,運(yùn)倒工地后拼接焊接,加固樁頂及樁尖,并進(jìn)行防腐蝕處理。盡量采用螺旋形焊接,分段拼接時(shí)必須在接頭內(nèi)側(cè)加焊襯套,以確保接頭牢固、平直、可靠。二、樁的吊運(yùn)、堆存樁從制成到沉樁,中間要經(jīng)過吊運(yùn)和堆存。注意不要使樁產(chǎn)生損傷和變形。樁是對稱配筋的,應(yīng)使樁身產(chǎn)生的正負(fù)彎距相等,并且在安全范圍內(nèi)。兩點(diǎn)吊:鋼筋砼樁長不超過20m的一般采用兩點(diǎn)吊。吊索垂直樁柱:M=0.2130qL2吊索不垂直樁柱:(樁不浸水)M=0.2130qL2
(樁浸水)M=0.2451qL2q——樁單位長度重力KN/m《港口工程施工手冊》:水平吊運(yùn):M=0.0215aqL2
(存疑?),a=1.3吊立:M=0.0250aqL2
,a=1.1a—?jiǎng)恿ο禂?shù)(A型樁,即等斷面樁)(一)吊運(yùn)四點(diǎn)吊:(20m以上用三點(diǎn)或四點(diǎn)吊)吊索垂直樁柱:M=0.0774qL2吊索不垂直樁柱:L<=30m,M=0.1598qL2 30m=<L<36m,M=0.1686qL2
吊繩與構(gòu)件水平面所成夾角≮45°,吊點(diǎn)位置偏差≯200mm,鋼絲繩捆綁時(shí),用麻袋或木塊襯墊。(二)堆存支墊點(diǎn)必須在吊點(diǎn)位置處。①作好排水工作(養(yǎng)護(hù)水,雨水)②地基有足夠承載力、整平。③最多樁放三層。(三)出運(yùn)
起重機(jī)→(汽車)駁船→工地先用放上,后用放下,逐層裝(船、車),同一層內(nèi)先放兩側(cè),后放中間。支墊點(diǎn)與堆存時(shí)相同,并注意行車平穩(wěn)。
三、沉樁
(一)沉樁方式①打樁船水上打樁(目前最常用方式,我國目前能力打到70~80m深),要求水流、波浪條件較好,水深足夠②升降式平臺(tái)船的“水”上沉樁(實(shí)際方法同陸上)③吊機(jī)“陸”上沉樁方式(當(dāng)打樁船和升降臺(tái)都不能使用時(shí)),邊打樁,邊鋪面板前進(jìn),打下一個(gè)樁。(二)沉樁方法錘擊法(常用)、震動(dòng)法、射水法、壓入法。
1、錘擊法利用錘的斷續(xù)沖擊,使樁周圍土體不斷受擠壓,剪切破壞,使樁逐步下沉的沉樁方法。①錘的種類:蒸汽錘、柴油錘、液壓錘1)蒸汽錘單動(dòng)錘:沖擊部分的上升由蒸汽推動(dòng),下降為自由下落f=50~80次/min雙動(dòng)錘:上升和下降都有蒸汽作用。f=100~200次/min。打樁效率低、設(shè)備笨重、成本高。優(yōu)點(diǎn):錘質(zhì)量大,使用穩(wěn)定可靠。單動(dòng)錘,錘芯3.6t和4.5t、6.6t。沖程0.4~0.6m。2)柴油錘
工作原理類似內(nèi)燃機(jī)。優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單,使用方便,不需供氣設(shè)備,使用費(fèi)用低。柴油錘缺點(diǎn):低溫時(shí)啟動(dòng)困難,軟土上打樁時(shí)貫入度大,不易反彈,往往不能連續(xù)工作,打擊力不易控制,殘油飛濺。一般為筒式柴油錘。f一般35~60次/min,錘芯重2~10t。錘擊能近似計(jì)算:打直樁時(shí)E=1.2WHW—錘重;
H—落距(1~2m)
打斜樁時(shí)
θ—樁軸線和垂直線的夾角
μ—活塞與氣缺的摩擦系數(shù)3)液壓錘
一種新式的樁錘,對樁頂?shù)乃查g沖擊力小,樁不易破壞,壓樁力作用在樁頭上的持續(xù)時(shí)間長,能量利用率高,可水下打樁。
缺點(diǎn):構(gòu)造復(fù)雜,造價(jià)高。②樁架:
起吊樁、樁錘、替打等的支架,并作為沉樁時(shí)導(dǎo)向之用。打樁架高度:H≥H1+H2+H3+H4-H5H—樁架有效高度(從水面或地面算起)H1—樁長H2—樁錘和替打高度H3—滑輪組高度H4—安全高度(富裕水深),水上打樁1~2m,陸上0.3~0.5m。H5—施工水深,陸上H5=0我國目前最大80m,一般40m左右。③替打和樁墊替打(木制):主要起緩沖作用,保護(hù)樁頭,也起送樁作用。伸出龍口長度不超過替打長度的1/2~2/3,以保證錘、替打和樁三者軸線在一條直線上。樁墊(厚15~20cm),起緩沖作用,使打擊力量均勻。一般牛皮紙疊的。(也有木制)2、震動(dòng)沉樁法高壓水,沖擊破壞土壤結(jié)構(gòu),使樁在錘擊和自重作用下下沉。對砂性土效果最好。3、射水—錘擊法內(nèi)沖內(nèi)排法(空心樁)內(nèi)沖外排法外沖外排法(實(shí)心樁)4、壓入法
第三節(jié)沉樁定位高樁碼頭基樁多,其施工控制測量和細(xì)部測量,與其他類型相比較為復(fù)雜。包括高程控制和平面控制點(diǎn)。一、測量基線的設(shè)置1)基線盡可能與碼頭縱橫軸線平行。2)通視條件好,視線短。地基條件好,不易沉陷和移動(dòng)。如碼頭承臺(tái)較寬,可隨施工進(jìn)展,將基線移設(shè)于已建成的承臺(tái)上。3)基線的構(gòu)造可為木板。板下設(shè)短木樁,或在夯實(shí)的地基上現(xiàn)澆砼板。4)當(dāng)條件不允許做平行于碼頭縱橫軸線的基線時(shí),可用前方任意角交匯進(jìn)行細(xì)部測量。此時(shí)若碼頭軸線與設(shè)計(jì)采用坐標(biāo)不平行,為了簡化細(xì)部測量點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算,應(yīng)建立與碼頭軸線相平行的施工坐標(biāo)系。①施工坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇,應(yīng)使碼頭平面處于第一象限內(nèi),有利于校核,簡化計(jì)算。②平面控制點(diǎn)的位置和數(shù)量,宜使細(xì)部測量點(diǎn)的前方交匯角在80°~130°之間,以提高測量精度。發(fā)展方向是GPS定位或全站儀測控。第四節(jié)沉樁
一、沉樁前準(zhǔn)備1、查閱地質(zhì)勘察報(bào)告。著重注意“透鏡體”的分布范圍、厚度、土質(zhì)以及設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處上、下土層性質(zhì)的變化。2、在基樁平面布置圖上,標(biāo)出各設(shè)計(jì)階段鉆孔的位置,設(shè)計(jì)樁尖處土層的標(biāo)高、厚度、N值。在地質(zhì)剖面圖上,標(biāo)出與其相鄰近基樁的位置3、查閱挖泥竣工圖,了解挖泥分層厚度和局部超深情況4、核算打樁船架高。5、在基樁布置平面圖上,校驗(yàn)打樁船駐位和錨纜設(shè)置,能否沉全部基樁,并安排沉樁順序(樁列、數(shù)量多時(shí),可分層分段)。二、沉樁程序①移船取樁(方駁)→吊立入龍口→移船就位→②調(diào)平船、調(diào)整龍口的垂直度(直樁)或斜度(斜樁)→定位,收緊纜繩→③樁自沉→測樁偏位、調(diào)整船和龍口→④壓上錘與替打→再測偏位,調(diào)整和龍口→⑤小沖程錘擊沉樁→⑥正常錘擊沉樁→⑦滿足沉樁控制條件,停止錘擊→⑧估測樁偏位→起吊錘和替打→估測樁偏位→移船取樁→…三、沉樁注意事項(xiàng)1)斜坡上下樁定位,適當(dāng)偏向坡定方向定位下沉(提前量)。2)錘、替打和樁始終保持一條直線,以免偏擊和蹩勁沉樁。3)自沉或壓上錘和替打后,糾偏只能“微”調(diào)船位和龍口,尤其對鋼筋砼樁,防止樁蹩斷、裂。4)隨潮水漲落松緊纜,保持船位不變,防止個(gè)別錨纜受力過大。5)沉樁記錄要準(zhǔn)確,尤其是停錘前幾陣的貫入度和錘沖擊部分的反跳高度。6)沉樁要連續(xù),不要中斷,以免土壤恢復(fù)增加沉樁阻力。7)監(jiān)測岸坡的穩(wěn)定和已沉樁的變位,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。8)水深流急或浪大,應(yīng)對已沉樁夾樁加固,防止偏位增大或破壞,風(fēng)力大于6級或波高>0.5m,或水流流速>1.5m/s,應(yīng)停止沉樁作業(yè)。四、沉樁控制條件錘擊沉樁的控制條件有標(biāo)高和貫入度(通??刂谱詈筘炄?00mm或最后錘擊的30~50擊,平均每擊的下沉量)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)承載力的要求:樁側(cè)摩擦力樁尖阻力貫入度(反映)→沉樁阻力→反映樁尖處土層情況→一定程度上反映了承載能力??刂茦都鈽?biāo)高→保證樁尖落在持力層上。
一般情況下粘性土中,以標(biāo)高控制為主,貫入度作校核。樁尖落在砂性土或風(fēng)化巖層中時(shí),應(yīng)以貫入度控制為主,標(biāo)高控制作校核。
具體:1、一般粘性土,樁頂標(biāo)高允許偏差+10.0cm
-0.0cm2、硬塑狀粘土(1)樁尖已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,貫入度仍較大,且設(shè)計(jì)對貫入度有要求時(shí)應(yīng)繼續(xù)錘擊,使貫入度接近控制貫入度。但一般≯1m。(2)當(dāng)樁尖離設(shè)計(jì)標(biāo)高尚較大,而貫入度已較小且沉樁困難時(shí),應(yīng)繼續(xù)錘擊10cm(或30~50擊),其平均貫入度不應(yīng)大于控制貫入度,但樁尖離設(shè)計(jì)標(biāo)高不宜超過1~2m。3、樁尖標(biāo)高處為中密以上砂土層,老粘土層、風(fēng)化巖層,應(yīng)以貫入度為主,標(biāo)高校核。(同第2條第(2)項(xiàng)處理)。4、沉樁不能滿足上述要求時(shí),應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)單位研究處理。5、控制貫入度由試樁或當(dāng)?shù)貙?shí)踐確定。五、偏位控制偏位難以避免,與樁身質(zhì)量,風(fēng)浪流影響。地形地質(zhì)條件有關(guān)(及沉樁操作)。直樁樁頂偏差≯10cm
斜樁樁頂偏差≯15cm
離岸式碼頭的大直徑砼管樁和鋼管樁,直樁可允許25cm
斜樁30cm
樁軸線斜偏差≯1%。六、樁的裂損控制和缺陷處理沉樁時(shí)隨時(shí)檢查樁錘,替打和樁身軸線是否一致。注意貫入度有無異常變化。檢查樁頂破碎程度。預(yù)應(yīng)力樁不應(yīng)出現(xiàn)裂痕。沉樁完畢,必須及時(shí)夾樁,方木頂撐或拉條固定。嚴(yán)禁在沉好的樁上系纜靠船。設(shè)立警示牌和燈光,防止船碰撞。為防止偏位:1)檢查復(fù)核施工基線,采用有足夠精度的定位方法。2)風(fēng)浪流較小的情況下沉樁。3)及時(shí)開動(dòng)平衡裝置和松緊錨纜,防止船位走動(dòng),維持打樁架規(guī)定的傾斜度。4)掌握在岸坡上打樁滑移規(guī)律。5)沉樁過程中應(yīng)經(jīng)常用經(jīng)緯儀檢查樁位及軸線傾斜情況,及時(shí)糾正。若偏位過大,則應(yīng)補(bǔ)樁。樁頭若破裂、打爛,應(yīng)部分鑿去,再澆樁帽或接高。若沉樁不久遇孤石等障礙物,應(yīng)拔樁,清理障礙物。打入較深的管樁,可灌砼(先清除管樁內(nèi)泥土)七、接樁和截樁1)接樁——樁頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)標(biāo)高,不論是砼還是鋼樁,均須除去錘擊損壞部分,再接高。除去的方法:鋼砼樁—在夾樁支承系統(tǒng)和底橫完成后,用風(fēng)鏟鑿除,焊接受力筋,支模板澆砼。在擬鑿除的下邊緣用木或鋼箍箍樁,先用鑿子鑿槽。鋼樁—用磁力切割器截除,焊接接高(加內(nèi)墊板)2)截樁——樁頂高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。截除方法同上,截?cái)鄷r(shí)應(yīng)注意主筋在設(shè)計(jì)標(biāo)高以上需保留滿足錨固的長度,并不少于50cm。第五節(jié)上部結(jié)構(gòu)施工(梁、板、靠船構(gòu)件)一、樁帽施工上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制安裝時(shí),基樁上多設(shè)有樁帽。單樁樁帽雙樁樁帽叉樁樁帽簇樁樁帽一般順序:
1、安支承系統(tǒng)①夾樁式
一至三層夾樁木,支承能力?。ㄇ也粶?zhǔn)確),但操作方便。②懸吊底模式
由平面鋼框架,螺栓吊桿,主次鋼梁組成。支承力計(jì)算準(zhǔn)確。但用鋼量大,費(fèi)用高。多用于鋼樁的雙樁、叉樁和簇樁等重量較大的樁帽。③懸吊側(cè)、底模式支承系統(tǒng)
須用鋼側(cè)模和鋼楞。適用于平面尺寸大和重量重的(鋼樁)樁帽。2、底模和側(cè)模底?!景?、木楞或型鋼作楞。側(cè)?!M合式鋼?;蚰灸?。也可用組合式鋼砼板模,作為樁帽結(jié)構(gòu)的一部分。3、澆筑砼
現(xiàn)場綁扎鋼筋或安裝預(yù)制鋼筋骨架。若上部節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆,則錨固筋位置要求不高。
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