港口工程学高等教育工学_高等教育-大学课件.pdf

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1、1/47 港口工程学精品课程教案 课程代码：8800340 任课班级：港航 2001-1,2,3 内 容：第四章 板桩码头 制 作：周世良 讲师/博士 发 布：河海学院港口工程学精品课程建设小组 时 间：2003 年 3 月 20 日 2/47 第三章 板桩码头 3-1、板桩码头结构型式及其特点 一、板桩码头结构特点 1、工作原理 依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定。2、特点：优点 耐久性好（相对），结构简单，材料用量少，便于预制，可以先打桩，学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳

2、定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传3/47 后开挖港池。缺点 波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（设计中应预留 0.5m）

3、。适用条件 能打板桩地基，万吨级以下泊位，适用于有掩护海港。板桩结构由于其结构简单、材料省、施工速度快、适应性强等特点，在码头、船闸、船坞等水工建筑物和护岸、围堰等建筑物中得到广泛应用。作为码头，板桩结构在我国天津、上海等地区用得最多。二、板桩码头主要组成部分及其作用 板桩码头主要由板桩墙、拉杆、锚碇结构、导梁、帽梁及码头设备组成。1、板桩墙 是板桩码头最基本组成部分，是下部打入或沉入地基中板桩所构成连续墙，其作用是挡土并形成码头直立岸壁。2、拉杆 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优

4、点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传4/47 当码头较高时，墙后土压力较大，为了减小板桩跨中弯矩（以减小板桩厚度）和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移，应在适当位置设置拉杆，

5、以传递水平荷载给锚碇结构。3、锚碇结构 承受拉杆拉力。4、导梁 连接板桩荷拉杆构件，拉杆穿过板桩固定在导梁上，使每根板桩均受到拉杆作用。5、帽梁 每根板桩入土后是参差不齐，且各板桩是相互独立，为了使各单根板桩能共同作用和使码头前沿线齐整，前沿平整，在板桩顶端应设置帽梁。帽梁作用相当于前面胸墙，一般是现浇。当水位差不大时，可将帽梁和导梁合二为一，成为胸墙。6、码头设备 便于船舶系靠和装卸作业。三、板桩码头施工顺序 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预

6、制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传5/47 一般采用先打板桩，后挖港池，以减少挖填方量，只有在泥面较高，施工水深不够以及土壤较松软时，才先开挖，后打板桩。四、结构构型式 、按板桩材料分类 1、木板桩码头 强度低，

7、耐久性差，木材用量大，现在很少使用。2、钢筋砼板桩码头 耐久性好，用钢量少，造价低，但强度有限，一般用于中小型码头。3、钢板桩码头 强度高，重量轻，止水性好，施工方便，但易腐蚀，耐久性较差，适用于建造水深较大海港码头，特别多用于要求不透水船坞坞墙、施工围堰和防渗围幕等工程中。、按锚碇系统分类：1、无锚板桩 结构简单，只有板桩墙和帽梁两部分。板桩呈悬臂工作状态，承载能学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用

8、于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传6/47 力小，墙顶变形大，在码头中一般不用 2、有锚板桩 当墙高较大时，为了减小板桩断面尺寸和桩顶位移，而设置拉杆和斜拉桩锚碇。单锚板桩 适用于墙高在 610m以下中小型码头。双锚或多锚 适用于墙高大于 10m码头，但应用较

9、少。原因：下拉杆高程较低，施工困难（一般要求水上穿拉杆）；上下拉杆位移很难协调，常会使某一拉杆严重超载。斜拉桩 不设水平拉杆，而增设斜拉桩来锚碇，使锚碇结构至板桩墙距离大大缩短，减少了墙后开挖，特别适用于墙后不能开挖或开挖不经济情况。但是斜拉桩承受水平力能力有限，因此多用于中小型码头。、板桩墙结构分类 1、普通板桩墙 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度

10、快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传7/47 由断面和长度均相同板桩组成，其优点是板桩类型单一，施工方便。2、长短板桩结合 是在普通板桩墙基础上发展起来，即在普通板桩墙中，每隔一定距离，打入一根长板桩，这样既保证了稳定，又降低了造价。适用于土质条件较差，在较深处才有硬土层情况。3、主桩、板桩结合 将长桩断面加

11、打，成为主桩，以充分发挥长桩作用，而将短桩断面减小，成为辅桩，从而构成主桩板桩结合。但从受力角度来看，主、辅桩受力分配不够明确，设计时较难掌握，从施工角度来看，构件类型多，施工麻烦，适用同上。4、主桩挡板（套板）结合 及 3 不同是，它是在主桩后面放置挡板或在主桩之间插放套板来挡土。墙后土压力直接作用在挡板（套板）上，最后全部传给主桩，主桩受力很打，因此适用于水深不大情况，且要求先开挖港池，以便挡板（套板）安放。、施工方法分 1、预制沉入板桩 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久

12、性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传8/47 2、地下墙 水下砼连续墙：用钻机在地下开沟槽，用水下浇注砼方法形成连续墙；预制板桩成槽沉放：将预制钢筋砼板桩放在沟槽内，板桩前后用低标号

13、水泥土浆填满。3-2、板桩码头构造 一、板桩：板桩码头主体 、钢筋砼板桩 1、型式及尺寸 矩形、T 形、组合形和圆形 矩形 矩形断面是钢筋砼板桩最常用型式。优点：形状简单，制作方便，沉桩容易，接缝容易处理。缺点：抗弯能力差，费材料。其厚度应根据强度和抗裂要求由计算确定，一般外 2050cm，宽度由学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头

14、船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传9/47 打桩设备龙口宽度决定，一般为 5080cm。T形 由翼板和肋组成，实际上是整体式主桩挡板结构。翼板起挡土作用，肋起桩作用，最终承受全部作用在 T 形板桩上外力。优点：板桩数量少，施工速度快，抗弯能力强 缺点：T 形板桩导向能力差，易偏位，通常采用水冲沉桩或振动沉桩设备，企口不严，须设置

15、防漏措施。由于翼板只起挡土作用，其底部只须低于设计水底以下 11.5m，且不小于冲刷深度。宽度：取决于施工设备能力，如吊重、龙口宽度等，一般 1.21.6m。厚度：取决于强度和抗裂验算 桩长：取决于“踢脚”稳定性和岸壁整体滑动稳定性。圆形 工程中一般采用型式有两种，现场浇注排桩和预制管柱桩，前者同地下墙 预制管柱桩：直径为 50300cm预应力管柱桩，厚度为 1050cm，节长学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级

16、以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传10/47 在 10m内，在现场用法兰盘连接成需要长度。优点：省材料，抗弯能力强，可适应多种地质条件下施工，可打桩，可射水沉桩或振动沉桩。缺点：需专门预制场和专门预制设备（离心机）组合型 实际上是主桩板桩结合，适用

17、于地质条件较差处，但构件类型多，施工麻烦，主桩受力较大，板桩受力小，受力不均匀 2、板桩立面和接缝 矩形 特点：一侧阴榫拉通，另一侧从桩顶到设计水底以下 1m以上做成阴榫（不得低于设计冲刷水位），1m以下做成阳榫；设计水底以上断面形成空腔，内填细石砼；顶面 3050cm范围内，两侧各缩进 24cm，以便桩设替打；底部一侧做成斜面，使得后一板桩打入时，紧贴前一板桩，接缝严密。T形板桩 导向能力差，企口常不密实，要处理。企口处：设置倒滤层；在翼板两侧设置锁口，并焊接，既可导向，又学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端

18、锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传11/47 可有效防止漏土。3、板桩配筋 钢筋砼板桩：普通钢筋砼板桩25#，预应力钢筋砼板桩35#，设计中应尽可能

19、采用预应力，以增加抗裂性和耐久性。受力筋：数量由计算确定，直径12mm，一般采用通长双面对称配筋；桩顶：为防止桩头被打碎，至少配置 34 层钢筋网；箍筋：桩顶（尖）1m范围内要加密，10cm，中间可采用2530cm。、钢板桩 1、钢板桩断面形式 常用断面形式有 U形、Z形、圆管形、H形和组合形钢板桩，桩截面模量较大，多适用于较大深水码头。U形：U形钢板桩相互倒置形成“折瓦”形断面连续墙，其中和轴位于“折瓦”形断面中间，即锁口位置。由材料力学可知，受弯矩作用时，中和轴处剪应力最大，如锁口咬合不牢，受力后易错位，断面系数降低，设计时，通常要根据实际情况，对其断面系数进行折减。Z形：抗弯能力好，受弯

20、时，连接锁口处，剪应力为零，由于单根学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙

21、顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传12/47 Z形钢板桩断面不对称，施工时易扭转，故施工时一般采用将两根板桩焊在一起施打。平板形：抗弯能力差，但“锁骨”形锁口，横向受拉能力强，适用于格型结构中。钢板桩锁口是否要做倒滤设施？钢板桩锁口处虽然有漏水现象，但因其缝较窄，经过一段时间后，渗流所夹带细颗粒物质以及锁口生锈会逐渐将缝填死，故一般不再做倒滤设施。2、钢板桩锈蚀合防护 改进钢材化学成分，采用防腐蚀钢种；物理保护，涂防锈油漆；化学保护，阴极保护，效果较好，但费用较高；增加板桩厚度；尽量降低帽梁或胸墙底标高，以减少锈蚀面积。二、锚碇结构 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结

22、构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传13/47 作用在板桩码头上外力，除一部分由板

23、桩入土段嵌固作用承受外，很大一部分将通过拉杆，传给锚碇结构。因此，锚碇结构稳定及否，将直接影响到板桩墙正常工作。锚碇板（墙）、锚碇桩（板桩）、锚碇叉桩（斜拉桩）、锚碇板（墙）1、工作原理 依靠其前面回填料土抗力来承受拉杆拉力，承载能力较小，水平位移较大。2、型式 锚碇板、锚碇墙 锚碇板：平板、T型、双向梯形 锚碇墙：现浇钢筋砼连续墙，预制钢筋砼板，现场安装。3、尺寸 高度：由稳定计算确定，一般不宜小于埋置深度 1/3，长采用 1.03.5m。厚度：由强度计算确定，15cm，常采用 2040cm 预留拉杆孔：位置及作用在锚碇板（墙）上土压力合力作用点重合。学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码

24、头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传14/47 4、回填及构造 土质

25、锚碇板（墙）施工不需打桩设备，但必须开挖基坑和基槽，增加了开挖工程量并破坏了土原状结构，为了充分利用墙前土抗力，墙后一般须换填力学性质好填料（如北方灰土夯实，南方块石回填）构造 采用预制安装锚碇板（墙），下面常用 1520cm厚碎石铺垫。现浇锚碇墙，下面应浇注 1015cm贫质砼垫层。5、适用条件 码头后方场地宽敞，拉杆力不大时。、锚碇桩（板桩）1、受力原理 靠桩打入土中嵌固工作，其深度由“踢脚”稳定来确定，此结构属于无锚桩，承载能力较小，水平位移较大；2、组成 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持

26、结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传15/47 一般 23 根组成一组（用导梁连接），也可单独锚碇；3、材料 材料可采用钢筋砼或钢桩或钢板桩；4、适用 码头后方场

27、地宽敞，且地下水位较高或利用原土层时；、锚碇叉桩和斜拉桩 1、受力原理 靠桩轴向拉压和拉拔承载力来工作，其稳定性由桩承载能力确定。2、构造 斜度3:1，宜采用 3:14:1；桩顶净距 3040cm；现浇桩帽，将拉杆及桩连成整体。3、斜拉桩 无拉杆，以斜桩取代，桩顶应尽量靠近板桩，以减少桩顶弯矩，从而简化成铰进行计算。学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快

28、适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传16/47 4、适用 码头后方场地狭窄，拉杆力较大时。、其它形式 拖板式、尼龙带式、锚杆式，加筋土结构及混合式。三、拉杆 1、位置 从减小板桩墙跨中弯矩来看，拉杆宜放在标高较低处，但为了保证水上穿拉杆和导梁胸墙施工条件，一般在平均水位以下，设计低水位以上0.51.0m，且不得

29、低于导梁或胸墙施工水位。2、尺度及材料 直径：由强度计算确定，一般 4080mm；间距：对钢筋砼板桩墙，取板桩宽度整数倍，对单设导梁 U形和 Z形钢板桩，应取板桩宽度偶数倍；长度：取决于板桩墙及锚碇结构最佳距离，由计算确定，当拉杆较长（10m），中间应用紧张器加以拉紧；材料：采用焊接质量有保证，延伸率不小于 18%高强钢材。3、拉杆失事及防治措施 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结

30、构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传17/47 失事原因：设计拉力实际拉力 拉杆下填沉陷，拉杆在其上土重及地面荷载作用下发生弯曲，产生附加应力而断裂。锈蚀使拉杆断面减小。因此，设计时，应考虑各种影响因素，正确计算拉杆拉力，并采取措施，减小或消除各种附加应力，并防止拉杆锈蚀。具体措

31、施：夯实拉杆下填土，或在拉杆下设置支撑，以减小沉陷，支撑形式有支撑桩、设砼垫块或垫墩、铺碎石或灰土垫层。拉杆两端设置连接铰，以消除其附加应力。在拉杆上做各 U形防护罩，使拉杆上面土重及地面荷载不直接作用载拉杆上，而通过防护罩传到拉杆两侧地基上。防锈处理，涂两层防锈漆，并用沥青麻袋包裹两层。回填料严禁带有腐蚀性。学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性

32、强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传18/47 四、导梁、帽梁及胸墙 1、施工方法：导梁可预制，也可现浇，帽梁一般现浇。2、当码头水位差不大，拉杆距码头面距离较小时，一般将导梁和帽梁合二为一成胸墙，胸墙型式有矩形、梯形、L形及工字形。3、系船块体一般及胸墙整体现浇，也可单独设置。4、导梁、帽梁、胸墙沿码头长度方向应设

33、置变形缝，间距 1530m，并设置在结构型式和水深变化处，地基土质差别较大处及新旧结构衔接处，缝宽 23cm。5、在钢板桩码头中，导梁一般由两根槽钢组成，并为防止船舶撞击和减小锈蚀，而放在板桩墙里侧。五、排水设施 为了减小和消除作用在板桩墙上剩余水压力，板桩墙应在设计低水位以下设置排水孔，孔径 58cm，孔距 35m，孔后设置抛石棱体，以防止填土流失。3-3、板桩墙计算 学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊

34、位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传19/47 板桩墙有无锚、有锚两种，有锚又有单锚、双锚和多锚，这里只介绍单锚板桩墙计算 一、作用及作用效应组合 、板桩码头上作用 永久作用：土体产生主动土压力，剩余水压力 可变作用：地面可变荷载产生土压力、船舶荷载、施工

35、荷载、波浪力。偶然作用：地震荷载 1、土压力 由板桩墙工作原理可知，土压力是板桩墙主要作用力。由于板桩墙厚度，属于柔性墙，因此在侧向荷载作用下，其轴线将发生挠曲变形，而板桩墙变形又将反过来影响土压力分布和大小。这及前面重力式码头土压力计算有很大不同。计算也很复杂。但是不论土压力如何分布，其总值及按库仑公式计算结果基本相同。鉴于此，规范规定土压力水平强度标准值，可按教材 P57 公式（3-3-1，3-3-2，3-3-4）计算。其推导也是基本及库仑公式相同滑裂楔体平衡理论。这给工程设计带来了很多方便。在公式中考虑了 c、指标，既克服了库仑公式不适用于粘性土缺点，又克服了郎金公式不能考虑缺点。根据理

36、论分析和模型试验及实测资料来看，板桩墙上土压力分布图形学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和

37、入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传20/47 大致成曲线形。这是由于板桩墙在侧向力作用下发生弯曲变形，且沿墙高各点水平位移不同。因此，并不都达到产生极限主动土压力和被动土压力所需位移值，这样土压力沿墙高就不会象刚性墙那样呈直线分布。主动土压力 特点 呈 R形分布 呈现 R形分布原因 是因为板桩上部有拉杆拉住，下端嵌固于地基中，上下两端位移较小，跨中位移较大，墙后土体在板桩变形过程中呈现拱现象，使跨中一部分土压力通过滑动土条间摩擦力传向上、下两端。影响板桩墙墙后主动土压力呈 R形分布因素 板桩墙刚度：刚度越小，R形越显著；锚碇点位移：越小，R形越显著；施工顺序：先打板桩

38、，后开挖比反之更显著。计算方法（土压力经验系数修正法）主动土压力计算仍按教材给定公式按线性分布计算，但以此土压力及其它荷载算出跨中 Mmax和 RA，应分别乘以修正系数，以考虑板桩墙弯曲变学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部

39、分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传21/47 形影响。计算中，可取=(1/31/2)。被动土压力 特点 墙前被动土压力比理论计算值大 1 倍左右，而墙后（下端）被动土压力比计算值小。墙前大原因 板桩向前变形，压挤墙前土体，使土密实度增大，抗剪强度提高。板桩在水底处发生向下转动变形，使墙前土体受到向下挤压。入土段上部墙体对土体产生向下摩擦力，使土体稳定性增大。墙后小原因 （因此规范规定要乘以一个折减系数）板桩底部被地基嵌固，使板桩下端变形

40、较小，达不到极限被动土压力所需位移值；板桩底端发生向上转动变形，给墙后土体一个向上“掘出力”；学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力

41、较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传22/47 板桩下端及土体产生向上摩擦力，使土体稳定性减小。计算方法 同前，但计算墙前被动土压力时，=(2/33/4)，当20，则取 20。计算墙后被动土压力时，=-2/3，当-20时，则取-20。2、剩余水压力 剩余水压力取决于水位涨落情况，板桩墙排水好坏，回填土及地基土透水性等。一般应根据地下水位调查和观测来确定。无条件时可根据经验确定。P58 海港钢筋砼板桩码头，当板桩墙设有排水孔，墙后回填粗于细砂颗粒材料可不考虑。对海港钢板桩码头，地下墙式板桩码头及墙后回填细砂钢筋砼板桩码头，=1/31

42、/2 平均潮差。对河港则根据地下水位按实际情况取定。3、其它荷载 船舶荷载：只考虑系缆力，不考虑撞击力和挤靠力，但要加以区分：系船块体单独锚碇，板桩不考虑系缆力；学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩

43、所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传23/47 系船块体和胸墙或帽梁一起现浇，且不单独锚碇，板桩应考虑系缆力。码头地面荷载：以土压力形式作用于板桩墙上。波浪力：只计波吸力，且不能及船舶荷载同时出现。地震荷载：地震地区 计算板桩墙时，还须考虑港池挖泥时可能出现超深（0.5m）和冲刷水深。、作用效应组合（P58）设计板桩码头时，必须考虑持久状况、短暂状况和偶然状况，并按不同极限状态和效应组合进行计算。1、按承载能力极限状况设计项目有：板桩墙“踢脚”稳定性；锚碇结构稳定

44、性；板桩码头整体稳定性；桩承载力；学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶

45、端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传24/47 构件强度等 2、按正常使用极限状态设计 钢筋砼构件裂缝宽度和抗裂验算。板桩码头按承载能力极限状态设计时，所取水位和作用效应组合应按规范规定选用持久组合、短暂组合和偶然组合，一个组合应考虑多种水位情况。如：持久状况持久组合：应按设计高水位、设计低水位、极端低水位；短暂状况短暂组合：应按设计高、低水位或施工水位分别计算；偶然状况偶然组合：应按设计高、低水位分别计算，参见抗震规范 设计时可针对某一计算内容，选取某一最不利水位进行计算（应作正确判断）如：板桩墙强度及稳定性和拉杆力一般由设计低水位控制。二、单锚板桩墙计算 、单锚板桩墙工作状态 在水平力

46、作用下，由于单锚墙上端受到拉杆约束，不能自由转动，从学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入

47、土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传25/47 而在上端形成一个铰接支撑点，而板桩墙下端由于其入土深度不同而产生不同工作状态。1、第一种工作状态 板桩入土深度最小，在水平力作用下，板桩绕上端支撑点转动，板桩中只有一个方向弯矩，且数值最大，板桩入土段发生较大位移，所需板桩长度最短，但断面最大，按底端自由计算。这种情况即为自由支撑法，算得入土深度往往需要加长，实际也就接近第三种情况。（本法为日本及一些西方国家所采用）2、第二种工作状态 入土深度和受力情况介于第 1、3 之间。3、第三种工作状态 入土深度较深，入土部分出现及跨中相反方向弯矩，板桩墙弹性嵌固于地基中。这种状态，所

48、需板桩断面最小，入土部分位移小，稳定性好，为我国所采用（弹性线法）4、第四种工作状态 类似第 3 种状态，但入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，数值并不比第 3 种状态小，稳定性有富裕，无必要。学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本

49、组成部分是下部打入沉入地基中板桩所构成连续墙其作用是挡土并形成码头直立岸壁拉杆当码头较高时墙后土压力较大为了减小板桩跨中弯矩以减小板桩厚度和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向位移应在适当位置设置拉杆以传26/47、计算内容 板桩墙入土深度，板桩墙弯矩，拉杆拉力。、计算方法 弹性线法：单锚；竖向弹性地基梁法：多锚。采用底端弹性嵌固工作状态。自由支撑法：单锚。下列情况也可采用：板桩墙地基中达不到弹性嵌固工作状态；板桩墙采用钢板桩时，其材料强度有较多富裕；板桩墙刚度较大；地基土质较好。、单锚板桩墙计算 1、自由支撑法 基本思想：板桩墙下端自由支撑在其前面地基土体上，这部分土体处于极限状态，完全出现极限

50、被动土压力。计算图式：静定梁，未知数两个，入土深度 tmin和 Ra；平衡条件：H=0，M=0。2、罗迈尔法（弹性线法一种）基本思想：假定板桩墙入土段弹性嵌固于地基中；入土段前面土抗学精品课程建设小组时间年月日第三章板桩码头板桩码头结构型式及其特点一板桩码头结构特点工作原理依靠板桩入土段土抗力及其上端锚碇系统维持结构稳定特点优点耐久性好相对结构简单材料用量少便于预制可以先打桩后开挖能打板桩地基万吨级以下泊位适用于有掩护海港板桩结构由于其结构简单材料省施工速度快适应性强等特点在码头船闸船坞等水工建筑物和护岸围堰等建筑物中得到广泛应用作为码头板桩结构在我国天津上海等地区用得最多二板桩本组成部分是下