振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头的制作方法

1.本实用新型属于码头基础施工领域，尤其涉及一种振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头。


背景技术：

2.高桩码头是以竖立在水中的桩体作为支撑，并依托桩体的水面以上部分搭建的平台结构。高桩码头的建设主要通过施工船舶在来完成。传统的高桩码头选用的桩体为细长的桩体，该种细长的桩体在进行施工时，浸入水中的桩体受到海上强涌浪影响会出现桩体倾斜或旋转的问题，难以保证桩基施工的质量。造成桩体倾斜或旋转的原因主要包括施工船舶晃动、强浪涌扰动造成的桩体晃动、以及桩体在偏离轴向荷载下贯入。
3.所以在强涌浪海域进行码头的桩基施工时，传统的细长桩体极易出现倾斜或旋转的情况，难以保证桩体的垂直度，造成无法建造高桩码头或高桩码头的桩基施工质量不合格的问题。并且，传统的细长桩体应用在软弱或松散的水底地层区域时，其施工质量不足的问题表现得尤为明显。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头，解决建设高桩码头的过程中桩基施工易出现倾斜或旋转，进而导致高桩码头施工质量不足，安全稳定性差的问题。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头，包括码头结构面和薄壁筒，所述码头结构面位于水面以上，所述薄壁筒浸入水中且其一端与所述码头结构面固定连接，另一端插入水底地层中固定；所述薄壁筒上开设有若干透空孔洞，若干所述透空孔洞两两一组对称地开设于所述薄壁筒的侧壁。
7.通过上述方案，本实用新型至少得到以下技术效果：
8.本实用新型提供了在强涌浪区域进行筒式码头基础施工的码头结构，因为薄壁筒的空心结构使得其直径要远大于传统的细长桩体，薄壁筒相较于相同长度的细长桩体具有更大的体积，在浸入水中后薄壁筒的空心区域被水充满，对强涌浪的抗冲击能力强于细长桩体，能够减弱薄壁筒在水中的晃动幅度。同时，为了进一步减弱强涌浪对薄壁筒的冲击力，在薄壁筒上开设透空孔洞，使强涌浪的水流从透空孔洞穿过，减小薄壁筒受到强涌浪冲击的面积，进而使薄壁筒受到的冲击力减小，在水中更稳定。并且，薄壁筒的空心结构和其侧壁上开设的透空孔洞能够减小薄壁筒的重量，便于运输和吊起施工。并且该薄壁筒相较细长桩基的稳定性更佳，施工垂直精度更高，进而提升码头的施工质量。
9.优选的，所述薄壁筒的底端设置有刃脚用于插入水底地层。
10.优选的，所述刃脚底端厚度小于其顶端厚度，所述刃脚的顶端与所述薄壁筒底端固定连接。
11.优选的，所述薄壁筒有若干个，若干所述薄壁筒并列设置，且各所述薄壁筒之间通过连系梁固定连接。
12.优选的，所述薄壁筒采用钢质筒或混凝土筒中的一种。
13.优选的，所述薄壁筒的截面呈圆形、椭圆形或正多边形中的一种。
14.实用新型实用新型实用新型实用新型本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型的振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头，通过预先测量施工区域获取数据制作薄壁筒，在薄壁筒的侧壁上对应强涌浪影响的区域开设若干对称的透空孔洞，以减小薄壁筒受到强涌浪冲击的面积，降低薄壁筒受强涌浪的冲击影响，减弱薄壁筒在桩基施工过程中的倾斜幅度，并减少薄壁筒受到强涌浪的冲击而旋转的角度。提升薄壁筒的施工精度，使以若干该薄壁筒作为基础的码头更加安全稳定。特别是该薄壁筒的空心结构和开设在薄壁筒侧壁上的透空孔洞还能够降低薄壁筒的自重，且直径大于传统的细长桩体，降低了码头基础的长细比，增加了桩基基础底面的抵抗矩，从而提高了桩基的抗颠覆能力，减小施工过程中发生倾斜的风险。
附图说明
16.图1为本实用新型在一实施例中提供的薄壁筒为圆柱体时的码头俯视方向的透视图。
17.图2为本实用新型在一实施例中提供的薄壁筒为四棱体时的码头俯视方向的透视图。
18.图3为本实用新型在一实施例中提供的码头a-a剖面图。
19.图4为本实用新型在一实施例中提供的刃脚局部结构示意图。
20.图例：
21.1码头结构面；2薄壁筒；
22.21透空孔洞；22刃脚；23连系梁。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
24.如图1-图4所示，本实施例提供一种振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头，包括码头结构面1和薄壁筒2，薄壁筒2竖立在水中，其底端插入水底地层固定，顶端高出水面并安装码头结构面1，薄壁筒2是内部中空的筒体结构，可由钢材或混凝土材料构成。其直径和自重远大于传统的细长桩体，薄壁筒2相较于细长桩体而言，降低了长细比，增加了薄壁筒2基础底面的抵抗矩，从而提高了薄壁筒2的抗颠覆能力，能够提升薄壁筒2抵御强浪涌冲击的自稳能力，降低施工过程中发生薄壁筒2倾斜的风险。若干薄壁筒2的顶端搭建有码头结构面1构成整个码头结构。
25.由于薄壁筒2的直径较大，其承受水流冲击的面积也极大。当强涌浪的冲击力超出薄壁筒2的承受范围时仍然会造成薄壁筒2较大幅度的倾斜或旋转，进而影响到薄壁筒2的施工。因此，在一实施例中，在薄壁筒2上开设若干透空孔洞21，若干透空孔洞21两两一组对称设置在薄壁筒2的侧壁上，使强涌浪的水流能够从透空孔洞21穿过一部分，减小薄壁筒2受到强涌浪水流冲击的面积，减小薄壁筒2的倾斜幅度和旋转角度，提升薄壁筒2的稳定性。
进而减小薄壁筒2施工过程中出现倾斜的可能性。此外，薄壁筒2上开设若干透空孔洞21可减轻薄壁筒2的重量，方便起吊和运输。
26.值得一提的是，本实施例中选用直径较大的薄壁筒2并开设透空孔洞21，一方面能减小强涌浪作用在薄壁筒2上的面积，从而减小作用在薄壁筒2上的水平作用力；另一方面强涌浪能透过孔洞21，减小直接作用在薄壁筒2上的能量及涌浪的绕流能量，从而最大程度地削弱了强涌浪的能量，减小对薄壁筒2的作用效应。因此透空孔洞21结构能大大减小强涌浪作用而导致的薄壁筒2旋转，进而减小薄壁筒2施工时倾斜的可能性。
27.使其截面尺寸增大，降低了薄壁筒2的长细比且增加了薄壁筒2底部的抗拒，提高了薄壁筒2的抗颠覆稳定性。同时，选用直径较大的薄壁筒2在去掉透空孔洞21部分的自重后仍然具备足够的重量稳定自身，进而增强薄壁筒2的自稳定能力。而选用了直径较大的薄壁筒2后，若未采用透空孔洞21结构，则会导致薄壁筒2自重过大，加重起吊设备的负担，在吊运过程中极容易引发安全风险，因此，带有透空孔洞21的薄壁筒2结构也具备提升安全性的优势。
28.在一实施例中，为使薄壁筒2的底端能够插入水底地层中加强稳定性，在薄壁筒2的底端设置有刃脚22，刃脚22设置在薄壁筒2的底部筒口边缘，刃脚22底部的厚度小于其顶部的厚度，使刃脚22的截面呈梯形结构，以减小刃脚22底端的面积，在薄壁筒2重量不变的前提下，刃脚22底端面积越小压强越大，使薄壁筒2更容易插入水底地层中。在薄壁筒2施工过程中，采用振沉式施工的方法将薄壁筒2贯入水底地层中，该刃脚22能够减小薄壁筒2底端嵌入水底地层时受到的阻力，且使薄壁筒2嵌入更深，使薄壁筒2更加稳定。
29.在一实施例中，该码头结构设置有多个薄壁筒2，并将各薄壁筒2之间通过连系梁23加固，提升码头结构的整体强度。多个薄壁筒2按照规则多边形阵列或圆形阵列排布，本实施例中，当多个薄壁筒2采用矩形阵列排布时，四个薄壁筒2分别作为矩形的四个顶角，多根连系梁23分别将四个薄壁筒2两两连接，且将位于对角的两薄壁筒2也通过连系梁23连接。进一步提升多个薄壁筒2并列施工时的码头整体强度，减少强涌浪的冲击造成薄壁筒2倾斜导致码头垮塌的事故发生概率。
30.在一实施例中，薄壁筒2采用对称结构，可选用截面为圆形的圆柱体、截面为椭圆形的柱体或截面为正多边形的棱柱体。对称结构使薄壁筒2在水中受到的冲击力均衡，能够提升薄壁筒2的稳定性。
31.在一实施例中，本实用新型还提供了一种振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头的施工方法，采用上述实施例中所述的振沉式大直径透空薄壁筒式基础码头并实施如下步骤：
32.步骤一：施工前，测量施工水域的水深、涌浪大小和流向、以及勘探水底地层分布，评测环境因素对施工的影响。
33.步骤二：根据测量的水深结果制作适合长度的薄壁筒2，并根据测量的涌浪大小和流向结果在薄壁筒2上开设透空孔洞21，薄壁筒2制作完成后运输至施工水域；
34.步骤三：通过施工船舶将薄壁筒2吊运至预定位置并下放使其沉入水中，薄壁筒2的底端在重力作用下抵于水底地层表面；
35.步骤四：根据勘探水底地层分布，采用振沉式施工方法将薄壁筒2的底端振动嵌入水底地层中固定；
36.步骤五：在薄壁筒2的顶端安装码头结构面1，使码头结构面1高于水面。
37.值得一提的是，当水底地层无法对薄壁筒2提供稳定的支撑时，对薄壁筒2底端进行注浆施工增大薄壁筒2底端的承载力。
38.以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。
39.本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变动。