桩柱复合支承式框架码头及施工方法与流程

本发明涉及码头工程，具体的涉及桩柱复合支承式框架码头及施工方法。

背景技术：

基于生态旅游知识的基础，城市景观系统中具有独特城市结构的码头占据了很高的位置。从生态旅游的角度来看，位于上层的下级系统景观，如码头景观，属于水景观。从特征的角度来看，码头本身的功能决定了其在城市水边界区域中独特的主导因素，无论它是以一种新形式的地方还是传统形式的旧地方在码头的发展中将是最重要的存在。

然而码头施工项目因其独特的施工地理位置，决定了大部分施工项目需涉水进行，尤其是基础部分施工。传统的高桩码头施工，常常遇到码头桩位偏移的问题，更甚者会因桩身收到瞬间冲击力引起桩顶开裂导致断桩；此外，混凝土开裂也是码头主体以及基础施工中常见的问题，重者会影响码头主体的承载能力。因此，与普通工程施工相比，码头施工的质量隐患需得到更多的重视。

针对以上码头施工常见的问题，需要发明一种更高效的框架码头施工方法，来简化施工流程，优化框架码头施工环境，提高施工质量，降低施工造价，同时达到节约资源的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种桩柱复合支撑式框架码头，解决框架码头基础施工涉水，基础施工困难，高桩处作业困难，安全度低等缺点，确保施工的安全性、经济性和便捷性，简化施工步骤，节约施工工时，降低施工成本，具有良好的经济技术效益。

本发明还提供一种桩柱复合支撑式框架码头的施工方法。

为达上述目的，本发明的主要技术解决手段是提供一种桩柱复合支撑式框架码头，包括设置在地势较高处的预应力管桩、设置在地势较低处的墩柱、梁体和码头主体，所述预应力管桩和墩柱安装在梁体的下方用于支撑梁体，所述梁体安装在码头主体的下方用于支撑码头主体。

一种桩柱复合支撑式框架码头的施工方法，包括以下步骤：

(1)建造围堰桩承式挡墙；

(2)在围堰桩承式挡墙内施工预应力管桩和墩柱；

s1、预应力管桩：

s11、预制预应力管桩

s12、在围堰桩承式挡墙内安装预应力管桩

s2、墩柱：

s21、在围堰桩承式挡墙内安装柱基础模板和柱体模板；

s22、在柱基础模板和柱体模板内采用商品混凝土浇筑，使得柱基础与柱体一体成型为墩柱；

(3)梁模板安装：在预应力管桩和墩柱上安装梁模板及其支撑架；

(4)梁体施工：采用商品混凝土在梁模板上浇筑形成梁体；

(5)码头主体施工：采用商品混凝土进行码头主体施工；

(6)梁模板拆除：待码头主体施工完成后，拆除梁模板；

(7)拆除围堰桩承式挡墙。

进一步的，所述围堰桩承式挡墙包括位于地面之下的防渗墙和位于地面之上的挡水墙，所述挡水墙设置在防渗墙的上端面；所述挡水墙的横截面为梯形，所述挡水墙包括固定桩、围桩冲砂膜袋、冲砂膜袋顶水平加筋、袋装防渗土和防水布，所述围桩冲砂膜袋依次叠加构成挡水墙主体，所述固定桩竖直设置在挡水墙主体内，所述围桩冲砂膜袋之间设有水平设置的冲砂膜袋顶水平加筋，所述袋装防渗土设置在围桩冲砂膜袋之间的空隙内，所述防水布设置在挡水墙的迎水面。

进一步的，所述围堰桩承式挡墙包围的区域内设有集水井和排水沟。

进一步的，所述柱基础模板和柱体模板可拆卸连接，所述柱体模板竖直安装在柱基础模板的上端部，所述柱体模板的浇筑口与柱基础模板的浇筑口相通。

进一步的，所述步骤(3)中梁模板安装采用桩柱复合支撑式框架定型化模板结构，所述桩柱复合支撑式框架定型化模板结构包括安装在预应力管桩桩顶或墩柱柱顶的帽模板、及梁模板，所述梁模板的一端与帽模板铰接，所述梁模板的另一端与另一个帽模板铰接，四个所述帽模板与四个所述梁模板构成方形的框架主体单元，多个所述框架主体单元构成框架主体；所述梁模板的下方设置有撑梁，撑梁上设置有多个竖置的用于支撑梁模板的单元式撑架，所述撑梁的两端分别固定在相邻的两个预应力管桩或墩柱上，所述撑梁与梁模板平行。

进一步的，所述梁模板为定型化u型梁模板模；所述帽模板包括两个对称设置的u型侧模、l型内模、套箍平台板和抱桩钢套箍，所述两个对称设置的u型侧模分别竖置铰接在套箍平台板的两端；所述l型内模铰接在套箍平台板的另一侧，且与两个对称设置的u型侧模垂直；所述抱桩钢套箍焊接在套箍平台板的正下端面；所述抱桩钢套箍套接在预应力管桩桩顶或墩柱柱顶。

进一步的，所述步骤(6)中梁模板拆除，采用桩柱复合支撑式框架滑升施工平台来拆除梁模板；所述桩柱复合支撑式框架滑升施工平台包括固定安装在预应力管桩之间的吊梁、套装在预应力管桩上滑升式平台架、和提拉卷扬；所述吊梁与滑升式平台架通过提拉钢丝绳进行连接，所述滑升式平台架位于吊梁的下方，钢丝绳与提拉卷扬连接，提拉卷扬带动滑升式平台架吊梁沿着预应力管桩上下移动。

进一步的，所述吊梁的底部设置有吊梁底套筒，所述吊梁通过吊梁底套筒套在预应力管桩的桩顶。

本发明的有益效果是：

(1)柱基础模板与柱体模板可实现柱基础与柱体一次性浇筑，提高施工效率；

(2)预应力管桩桩帽抱箍式定型化模板体系可实现在地基不平整的情况下不采用满堂支架施工，同时保障桩与桩帽的连接；桩承式框架码头墩柱自承式悬空定型化支模技术可保障在没有满堂支架支撑的情况下快速进行梁体施工，模板装拆方便，可有效提高施工效率；

(3)高空作业采用滑升式平台架，可保障工作人员施工安全，操作方便，节约大量人力，滑升速度快，有效节约施工工时。

附图说明

图1是本发明实施例的墩柱的结构示意图。

图2是本发明实施例的墩柱基础模板与墩柱柱体模板的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例的墩柱基础与墩柱柱体及其模板示意图。

图4是本发明实施例的预应力管桩的结构示意图。

图5是本发明实施例的围堰桩承式挡墙的剖视结构示意图。

图6是本发明实施例的桩柱复合支承式框架码头的俯视结构示意图。

图7是本发明实施例的集水井和排水沟的俯视结构示意图。

图8是本发明实施例的桩间与帽梁定型化模板的结构示意图。

图9是本发明实施例的帽模板与定型化u型梁模板模的结构示意图。

图10是本发明实施例的墩柱之间连接体系的结构示意图。

图11是本发明实施例的抱箍体系的结构示意图。

图12是本发明实施例的抱箍的结构示意图。

图13是本发明实施例的桩柱复合支撑式框架滑升平台的结构示意图。

图中：1-素混凝土垫层、2-柱基础、3-墩柱、4-柱帽、5-预应力管桩、6-桩帽、8-梁模板、9-防渗墙、10-排水沟、11-集水井、12-固定桩、13-围桩冲砂膜袋、14-冲砂膜袋顶水平加筋、15-迎水面、16-背水面、17-防水布、18-预制压布条、19-碎石、20-袋装防渗土、22-预置限位端板、23-抱桩钢套箍、24-套箍平台板、25-板底加强肋、26-u型侧模、27-l型内模、28-定型化u型梁模板模、29-一号侧模对拉杆、210-二号侧模对拉杆、30-可调式桩间撑梁、31-梁模板单元式撑架、32-标高可调式梁模板模板支撑架、34-吊梁、35-吊梁底套筒、36-吊孔、37-提拉钢丝绳、38提拉卷扬、39-滑升式平台架、40-平台架固桩套箍、41-平台架启闭口、42-平台板、43-工具插接护栏、44-辅助导向杆、45-导向杆锚固底板、46柔性护桩环垫、47-开挖基槽、48-扩大混凝土垫层、49-预埋短锚杆、50-基础定型化台阶侧模、51-台阶侧模加强肋、52-台阶侧模固定底板、53-台阶侧模斜向撑杆、54-铰接快速围合柱模、55-柱模内限位角钢、56-柱模外限位角钢、57-柱模定位固定杆、58-柱模空心底板、59-底板连接板、60-柱模斜向撑杆、61-提升振捣棒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

一种桩柱复合支撑式框架码头，包括设置在地势较高处的预应力管桩5、设置在地势较低处的墩柱3、梁体和码头主体，所述预应力管桩5和墩柱3安装在梁体的下方用于支撑梁体，所述梁体安装在码头主体的下方用于支撑码头主体。

参见图5和图7，所述围堰桩承式挡墙包括位于地面之下的防渗墙9和位于地面之上的挡水墙，所述挡水墙设置在防渗墙9的上端面；所述挡水墙的横截面为梯形，所述挡水墙包括固定桩12、围桩冲砂膜袋13、冲砂膜袋顶水平加筋14、袋装防渗土20和防水布17，所述围桩冲砂膜袋13依次叠加构成挡水墙主体，所述固定桩12竖直设置在挡水墙主体内，所述围桩冲砂膜袋13之间设有水平设置的冲砂膜袋顶水平加筋14，所述袋装防渗土20设置在围桩冲砂膜袋13之间的空隙内。挡水墙有迎水面15和背水面16，迎水面15设有防水布17。

所述防渗墙9设置在挡水墙的正下方，所述挡水墙中的固定桩12对称分布在防渗墙9的两侧。所述固定桩12竖直设置在挡水墙主体内并延伸至地面之下。所述挡水墙还包括用于使得防水布17与地面接触紧密的预制压布条18和/或碎石19。

枯期围堰桩承式挡墙的施工方法，包括以下步骤：

(1)了解围堰区域沿线原土层土质情况、储量和图层表层沉淤厚度，结合围堰的范围确定防渗墙9的深度；

(2)对建设场地进行整理和开挖，将防渗墙9竖直设置在地面之下；

(3)防渗墙9施工完成后，回填土，使得防渗墙9的上端与地面平齐；

(4)挡水墙的施工

a、在防渗墙的两侧放置围桩冲砂膜袋13，围桩冲砂膜袋13依次叠加形成挡水墙主体；

b、在挡水墙主体内竖向设置多个固定桩12，所述多个固定桩12对称设置在防渗墙9的两侧，所述固定桩12的底端位于地面之下；

c、在围桩冲砂膜袋13之间安装水平设置的冲砂膜袋顶水平加筋14；

d、在围桩冲砂膜袋13之间的空隙内填充袋装防渗土20；

e、在挡水墙的迎水面15铺设防水布17；

f、在挡水墙的迎水面15铺设防水布17的底端上放置碎石19和/或者预制压布条18；

(5)在围堰区域内开挖集水井11和排水沟10。

参见图1至图3，所述柱基础模板和柱体模板可拆卸连接，所述柱体模板竖直安装在柱基础模板的上端部，所述柱基础模板为台阶侧模50，所述柱体模板为铰接快速围合柱模54；所述柱体模板的浇筑口与柱基础模板的浇筑口相通。

一种用于柱基础2与柱体整体浇筑的定型化模板结构，包括基础定型化的台阶侧模50、铰接快速围合柱模54、台阶侧模固定底板52、至少两个柱模斜向撑杆60、至少两个台阶侧模斜向撑杆53和提升振搅棒61。

台阶侧模固定底板52固定在素混凝土垫层1上，在开挖基槽47内设置素混凝土垫层1，素混凝土垫层1的四周为扩大混凝土垫层48。所述台阶侧模50安装在台阶侧模固定底板52上，所述铰接快速围合柱模54竖置的与台阶侧模50可拆卸连接，所述铰接快速围合柱模54的浇筑口与台阶侧模50的浇筑口相通；所述台阶侧模50上设有用于铰接快速围合柱模54准确定位的柱模定位固定杆57。

所述至少两个柱模斜向撑杆60沿着铰接快速围合柱模54轴心对称设置，所述柱模斜向撑杆60的一端固定在铰接快速围合柱模54上，所述柱模斜向撑杆60的另一端固定在地面上的预埋短锚杆49；所述至少两个台阶侧模斜向撑杆53沿着台阶侧模50轴心对称设置，所述台阶侧模斜向撑杆53的一端固定在台阶侧模50上，所述台阶侧模斜向撑杆53的另一端固定在地面上的预埋短锚杆49。所述台阶侧模50上设有台阶侧模加强肋51，所述台阶侧模加强肋51一端固定在台阶侧模50的上部外壁面，另一端固定在台阶侧模50的下部外壁面。

所述提升振搅棒61设置在铰接快速围合柱模54的浇筑口内用于使得浇筑的混凝土分布均匀，随浇筑高度振捣并上升。

所述台阶侧模50的上端设有开口，所述开口处设有水平设置的柱模空心底板58，所述铰接快速围合柱模54通过底板连接板59与柱模空心底板58连接。台阶侧模50设置向内延伸段，柱模空心底板58设置齿形企口，可直接搁置在所述台阶侧模50延伸段上，放置后模板水平面整齐。柱模空心底板58的开口处还设有底板连接板59，便于铰接快速围合柱模54与台阶侧模50的连接。

所述铰接快速围合柱模54的横截面为方形，所述铰接快速围合柱模54的内壁面设有三个柱模内限位角钢55，所述柱模54的外壁面设有柱模外限位角钢56。

进一步的，所述柱模空心底板58上设有用于观察墩柱基础浇筑状况的观察孔。

基础定型化的台阶侧模50根据阶梯型的柱基础2的形状与尺寸制定，放置在台阶侧模固定底板52上，台阶侧模固定底板52固定于混凝土垫层1和混凝土垫层扩大层48上，处于水平状态。

参见图4和图6，梁模板安装采用桩柱复合支撑式框架定型化模板结构，所述桩柱复合支撑式框架定型化模板结构包括安装在预应力管桩5桩顶或墩柱3柱顶的帽模板、及梁模板8，所述梁模板8的一端与帽模板铰接，所述梁模板8的另一端与另一个帽模板铰接，四个所述帽模板与四个所述梁模板8构成方形的框架主体单元，多个所述框架主体单元构成框架主体；所述梁模板8的下方设置有撑梁，撑梁上设置有多个竖置的用于支撑梁模板8的单元式撑架，所述撑梁的两端分别固定在相邻的两个预应力管桩5或墩柱3上，所述撑梁与梁模板8平行。

参见图8、图9、图10、图11和图12所述梁模板为定型化u型梁模板模28；所述帽模板包括两个对称设置的u型侧模26、l型内模27、套箍平台板24和抱桩钢套箍23，所述两个对称设置的u型侧模26分别竖置铰接在套箍平台板24的两端；所述l型内模27铰接在套箍平台板24的另一侧，且与两个对称设置的u型侧模26垂直；所述抱桩钢套箍23焊接在套箍平台板24的正下端面；所述抱桩钢套箍23套接在预应力管桩5桩顶或墩柱3柱顶。

本发明桩、柱与帽梁定型化模板体系示意图，以桩与桩之间的连接体系为例，桩帽6之间的定型化u型梁模板模28的底部由帽梁模板单元式撑架31支撑，所述帽梁模板单元式撑架31放置在设置于桩与桩之间的可调式桩间撑梁30之上，墩柱3之间的连接体系与上述桩间连接体系相同。

参见图13，本发明桩柱复合支撑式框架滑升体系示意图，以两个桩为单位，在桩顶端放置吊梁34，吊梁底部设置吊梁底套筒35，可将吊梁34稳定于桩顶；吊梁两侧各设置两个吊孔36。将滑升式平台架39拼装完成，相应位置穿过桩体与辅助导向杆44并放置于桩底部。进一步的，采用提拉卷扬38的提拉钢丝绳37穿过吊梁34的吊孔36并吊住滑升式平台架39的吊孔36，提拉卷扬38提供向下的拉力，吊梁34提供向上的反力，将滑升式平台架39向上拉升。所述滑升式平台架39两侧预设吊孔36，四周装配工具插接护栏43，平台板42为组合拼装式，由两侧的平台架启闭口41控制拼装；平台板42内预留桩穿孔，孔壁布置柔性护桩环垫46，均准备平台架固桩套箍40。拆除滑升式平台架39时，由辅助导向杆44引导下滑，所述辅助导向杆44底端由导向杆锚固底板45固底。

一种桩柱复合支撑式框架码头的施工方法，包括以下步骤：

(1)施工前准备：在设计范围内，进行场地平整，准备施工需要的水电及工具、材料，充分作好料场、拌和场等施工场地的布置；

(2)码头测量定位：根据图纸，采用控制好码头基础施工位置及标高；

(3)建造围堰桩承式挡墙：码头基础均采用回填围堰、降水施工方法，为基础施工提供安全的作业环境；

(4)在围堰桩承式挡墙内施工预应力管桩5和墩柱3；

a、预应力管桩：根据施工组织设计书，进行桩基安装、试桩、动载及静载试验、确定入桩参数、桩机就位、桩位放样、吊桩、插桩、沉桩、验桩、送桩收锤停打施工工艺进行施工；

s1、预制预应力管桩5

s2、在围堰桩承式挡墙内安装预应力管桩5

b、墩柱：根据要求预制墩柱3及其阶梯型的柱基础模板和柱体模板的制作；

s1、在围堰桩承式挡墙内安装柱基础模板和柱体模板；

s2、在柱基础模板和柱体模板内采用商品混凝土浇筑，使得柱基础2与柱体一体成型为墩柱；

(5)梁模板安装：在预应力管桩5和墩柱3上安装梁模板8及其支撑架；

(6)梁体施工：采用商品混凝土在梁模板8上浇筑形成梁体；

(7)码头主体施工：采用商品混凝土进行码头主体施工；

(8)梁模板拆除：待码头主体施工完成后，拆除梁模板8；

(9)拆除围堰桩承式挡墙；

(10)围堰土方清理：拆除围堰并清理施工产生的工程垃圾。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。