2-1 重力式码头的组成及构造

第二章重力式码头

重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构型式。其结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强；施工比较简单，维修费用少，是港务部门和施工单位比较欢迎的码头结构型式。

2-1 重力式码头的组成及构造

第一重力式码头的组成

重力式码头建筑物一般有胸墙、墙身、基础、墙后回填土和码头设备等组成如下图。

1、基础

基础的主要功能是将墙身传下来的外力分布到地基的较大范围，以减小地基应力和建筑物的沉降；同时也保护地基免受波浪和水流的淘刷，保证墙身的稳定。当墙身采用预制安装结构时，通常采用抛石基床做基础。基础是重力式码头非常重要的部分，基础处理的好坏是重力式码头成败的关键。

2、墙身和胸墙

墙身和胸墙是重力式码头建筑物的主体结构。它构成船舶系靠所需要的直立

墙面；挡住墙后的回填料；承受施加在码头上的各种外力，并将这些作用力传递到基础和地基。胸墙还起着将墙身构件连成整体的作用，并用以固定缓冲设备、系网环和爬梯。有时在胸墙中设置工艺管沟，在顶部安设移动起重机轨道。通常系船柱块体也与胸墙连在一起。

3、墙后回填土

在岸壁式码头中，墙体后要回填砂、土，以形成码头地面。为了减小墙后土压力，有些重力式码头在紧靠墙背的一部分，采用粒径和内摩擦角较大的材料回填，如块石，作为减压棱体。为了防止棱体后的回填土从棱体缝隙中流失，需要在棱体的顶面和坡面上设置倒滤层。

4、码头设备

在码头前面安设靠船设备和系船柱，用以减少船舶对码头的冲撞力和系挂停靠的船舶。

第二重力式码头的构造

码头建筑物除要求在各种荷载作用下有足够的强度与稳定性外，尚应满足使用上的要求，要坚固耐久并且便于施工。

在工程设计中，首先要根据对建筑物的使用上要求和当地的水文、气象、地质和建筑材料等条件以及施工经验拟定各种构造措施，即构造方案设计，然后进行必要的强度和稳定性验算。

一、基础

1、基础的形式

重力式码头的基础根据地基情况、施工条件和结构型式采用不同的处理方式。

1）岩石地基

岩石地基承载力大，一般不需另做基础。

对于现场灌筑混凝土和浆砌石结构，可直接做在岩面上。

当岩面向水域倾斜较陡时，为减小滑动的可能性，墙身砌体下的岩基面宜做成阶梯形断面。为使墙底前趾应力不致过分集中，阶梯形断面最低一层台阶宽度

不宜小于1m（图2-2-1）

对于预制安装结构，为使预制件安装平稳，开凿后凹凸不平的岩面需要整平，即将不平的大小坑用块石填平，然后应以二片石-15CM）和碎石整平岩面，其厚度不小于0.3m。

2）非岩石地基

非岩石地基一般都需做基础。

（1）当采用干地施工的现场灌筑混凝土和浆砌石结构时，分两种情况处理：

①地基承载力足够时亦可不做基础，直接在整平夯实或压实的地面上砌筑或

浇筑墙身，为保证墙身的施工质量，可设置100-200mm厚的贫混凝土垫层，以保证墙身的施工质量，垫层的埋置深度不宜小于0.5m，且应在冲刷线以下（防止疏浚超挖）；

②地基承载力不足时应设置基础，采用块石基床、钢筋混凝土基础板或基桩等。

（2）当采用水下施工的预制安装结构时，应设置抛石基床。

（3）当地基为软土时，可采用桩基础。

在软土地区，也采用过加载预压加固淤泥质软基的工艺（图2-1-3）和深层水泥拌合（简称CDM）（图2-1-8）加固软基，并建成了重力式码头。

2、基础的埋深

考虑港池维护挖泥时出现超深，基础埋深不宜小于0.5m。当码头前水底有冲刷可能时，基础埋深应大于冲刷深度或采取护底措施。

3、抛石基床设计

抛石基床是重力式码头中广泛应用的一种基础型式，抛石基床设计包括：选择基床型式；确定基床厚度及肩宽；确定基槽的底宽和边坡坡度；规定块石的重量和质量要求；确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等。

抛石基床设计包括：选择基床形式；确定基床厚度及肩宽；确定基槽的底宽和边坡坡度；规定块石的重量和质量要求；确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等。

1）基床型式

有暗基床、明基床和混合基床二种（图2-2-2）。

①暗基床：适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。

②明基床：适用于原地面水深大于码头水深且地基较好的情况。但当海

流流速较大时应避免采用明基床，或在基床上设防护措施。

③混合基床：适用于原地形水深大于码头设计水深且地基较差的情况，

此时需将地基表层的软土全部挖除填以块石，软土层很厚时可部分挖除换砂。

当软土层很厚（大于2-3m）时，可部分挖除换砂，然后在换砂层上做抛石基床。换砂层的功用是使其下面的软土加速排水固结，以提高地基的承载力。换砂层厚度一般不小于l.0m。对于地震地区，采用换砂层时，应考虑砂土液化问题

2）基床厚度

基床厚度通常是根据地基承载力的设计值由计算确定。

基床顶面应力大于地基容许承载力时，抛石基床起扩散应力的作用，基床

厚度由计算确定，并不宜小于lm，以保证能抛2层块石。

当基床顶面应力不大于地基承载力时，其厚度也不小于0.5m，基床只起整平基面和防止地基被淘刷的作用。当基槽抛石较厚时，计算确定的基床底面以下的抛石体可按地基换填处理。

3）基槽底宽及边坡坡度

（1）基槽底宽

基槽底宽决定于对地基应力扩散范围的要求，不宜小于码头墙底宽度加两倍的基床厚度（图2-2-3）。

基槽底边线与墙前趾和后踵的距离应符合图2-2-3的规定。

①受土压力作用的码头

对于墙后有填土的码头建筑物，即受土压力作用的码头，作用在建筑物上的合力一般与垂直面成10-20度角，合力作用点靠前，前趾的应力比后趾应力大。此时，基槽前底底边线距墙前趾和后踵的距离分别不宜小于1.5d和0.5d(d 为基床厚度）。

②不受土压力作用的码头

对于不受土压力作用的码头，，水平荷载（波浪力、船舶荷载等）一般均是瞬时交替的，对地基承载力的影响较小，此时，基槽底边线距墙前、后趾的距离可以相同，且不宜小于1.0d。