格形钢板桩码头
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格形钢板桩码头
概述 构造设计 荷载与破坏形式 设计计算 施工工艺
第一节 概述
一、格形钢板桩码头的概念
由平板形钢板桩打成封闭的格形，内部填充砂石料构成。自重及荷载通 过钢板桩、填料及持力基桩传入下层基础，结构依靠格体及填料性能抵抗 自身变形，维持构造形状，依靠自重及格前土压力避免倾覆、滑移，保持 整体稳定。
第二节 构造设计
四、持力基桩
1.基桩结构 采用抗弯剪能力好的桩，如预应力混凝土桩。 2.桩位布置 由上部结构的受力与强度要求确定，且应考 虑群桩效应，间距宜采用3~6米，部分基桩 可布置于格体外侧。 3.桩尖标高 由承载力确定，基桩桩尖与格体板桩桩尖宜有一定高差（为什么？）。
五、其它构件
1.导梁：沿钢板桩格壁连续布满的圈梁，增加整体稳定性。
第四节 设计计算
3)太沙基法,热莫奇金法,潘诺叶法均以格体中垂面作为假定极限剪切破坏面,其 中太沙基法主要用于美国,热莫奇金法用于前苏联,潘诺叶法无应用先例.在以下 特殊情况下,可选用这类方法进行补充验算: ①填料分层较多; ②基础为岩石,卵砾石等高承载力土层; ③水平荷载合力作用位置较高. 4)舒纳伯利法尚无应用先例,在以下特殊情况下,可选用该法进行补充验算: ①格体宽高比较大; ②板桩入土较深; ③格体顶部有较强的圈梁或刚度较大的联系构件.
三、格形钢板桩码头的破坏模式
第四节 设计计算
一、格体抗剪切变形计算
1.计算简化 1）格体平面形状的简化 2）计算底面的简化 2.计算模式及公式 1）北岛昭一法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］)
第四节 设计计算
2)柯敏斯法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］) 3)舒纳伯利法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］)
第一节 概述
二、格形钢板桩码头的构造组成
1.钢板桩格体 2.格内填料 3.导梁 4.剪力构件 5.持力桩基 6.上部结构(胸墙、管沟等) 7.置换基础 8.其它(减压棱体、倒滤层、后方填土等)
第一节 概述
三、格形钢板桩码头的结构特性
1.对荷载的适应性 结构对垂直荷载的承受能力强、对水平荷载的承受能力差。 2.对地基的适应性 硬层层面浅时，宜采用重力式结构；硬层层面深时，宜采用桩基结构。当介于 两者之间或地基土质变化较大时，采用格形钢板桩结构。 3.结构特性 属于延性结构，码头由变形作为设计控制条件。 4.材料受力特性 钢板桩以横向受力为主、格内填料以受压为主。钢板桩及锁口拉应力较大，对 桩的机械性能要求较高，板桩材料需进口。 5.施工特性
当码头胸墙或桩端导梁需现浇时，应考虑施工水位。 4.格体排水理论 在钢板桩壁上设置排水孔。排水孔的 位置、数量、孔径视水位差及填料的 渗透性确定。一般排水孔宜布设在低 水位以下，孔径4~6厘米，竖向孔距 1~2米，横向孔距2~4米。应设导滤层。 5.钢板桩防腐
二、散体填料
格内填料：宜采用中砂、中粗砂、小于50公斤的块石；格后填料：以内摩擦角 大、价格便宜为宜；基础填料：宜采用中砂，厚度2~5米。
第一节 概述
四、格形钢板桩码头的建设技术概况
1.概况 格形钢板桩码头结构简单，但设计技术比较复杂，目前格形码头的设计理论还 不成熟，研究及应用比较好的国家有日本、德国、法国及美国等，国内研究起 步较晚，基本上是套用国外的设计资料，深圳盐田深水码头采用了这种结构。 2.设计流程 构造布置、抗剪切变形计算、板桩入土深度计算、结构稳定计算、地基承载力 计算、地基变形计算、整体稳定性计算、格体钢板桩布置、格体胀裂稳定性计 算、附属设施计算。 3.施工工艺流程 预制件制作、拼装平台建造及导向围囹架和吊具制作、基础处理、钢板桩格体 拼装吊运安放、钢板桩沉桩、格内清淤回填及振实、后方回填、持力基桩沉 桩、附属设施施工、上部结构施工。
第二节 构造设计
三、上部结构
格形码头的上部结构与常规重力式码头的上部结构相同。 1.上部结构与下部结构的衔接方式 2.结构构造 1)平面布置 直线型:上部结构外沿线齐 平，包络了格体的外沿线。 曲线型:上部结构顺应格体外 壁的走势,采用折线或弧线形。 2)结构型式 优先采用叠合式结构,其次采用现浇混凝土结构.
二、几种特殊荷载的计算
1.土压力 近似计算：将格形钢板桩曲面假想成直平面，计算土压力，此时需将土与墙面 的摩擦角增大：由φ/3~φ/2放大至φ/2~2φ/3。（原因） 2.波浪压力
第三节 荷载与破坏形式
由于格体壁面不平，目前波浪力计算理论还不成熟，通常由模型试验确定。 3.剩余水压力 格形钢板桩码头剩余水压力的选用原则： 1)对于以潮汐为水位差的海港码头和河口 感潮段码头,格墙不设排水设施,格体两 侧的剩余水头取2/3~1倍平均潮差,设排水 设施,取0~1/3倍平均潮差,填料渗水性能好 ,排水效果好的取小值. 2)对于无潮汐水域的码头,按渗流计算确定. 3)格内的水头可近似取用格体两侧水头的 平均值。
第二节 构造设计
一、钢板桩格体
1.钢板桩 型式（板型钢板桩、曲腹钢板桩）、宽度、厚度。主要影响因素：锁口、沉桩阻 力、强度及腐蚀等。 2.格形型式 3.格体高度 格体底高程：海侧区应根 据板桩承载力确定，陆侧 区应在满足主体结构稳定 性的条件下尽可能提高。 格体顶高程：尽量放底，但
第二节 构造设计
第四节 设计计算
4)太沙基法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］) 5)热莫奇金法 极限剪切破坏面同太沙基法 公式(见参考文献［2］) 6)潘诺叶法 极限剪切破坏面同太沙基法 公式(见参考文献［2］)
第四节 设计计算
3.计算方法的选用 1)北岛昭一法在日本应用较广,是一种较完善的计算方法,在具备以下特性的工程 设计中,可优先采用: ①基础为砂性土或抗剪性能良好的残积土; ②格内填料为砂性土,且无残留的粘性土或其它软弱土层; ③格体的高宽比较小; ④后排板桩入土深度较小. 2)柯敏斯法在欧美一些国家应用较多,适用范围与北岛法相似,在下述特定的情况 下,可采用该法进行设计复核: ①基础为硬粘土或岩石; ②格内残存有粘性土或其它软弱土层.
第Hale Waihona Puke Baidu节 构造设计
2.剪力构件 可采用钢板、钢筋混凝土、钢筋网、土工布等结构，以增强格体抗剪强 度。 3.轨道基础 前方轨道基础与胸墙合并，当后方轨道荷载较大时在轨道基础下设持力 基桩，前后轨道基础间设置联系构件（拉杆）。
第三节 荷载与破坏形式
一、荷载的类型与组合
1.荷载的类型 自重、码头面活荷载、船舶荷载、土压力、水压力、地震力、冰荷载、施工荷 载等。 2.荷载组合 格形钢板桩码头的荷载组合原则与常规重力式码头一致，详见《规范》。
概述 构造设计 荷载与破坏形式 设计计算 施工工艺
第一节 概述
一、格形钢板桩码头的概念
由平板形钢板桩打成封闭的格形，内部填充砂石料构成。自重及荷载通 过钢板桩、填料及持力基桩传入下层基础，结构依靠格体及填料性能抵抗 自身变形，维持构造形状，依靠自重及格前土压力避免倾覆、滑移，保持 整体稳定。
第二节 构造设计
四、持力基桩
1.基桩结构 采用抗弯剪能力好的桩，如预应力混凝土桩。 2.桩位布置 由上部结构的受力与强度要求确定，且应考 虑群桩效应，间距宜采用3~6米，部分基桩 可布置于格体外侧。 3.桩尖标高 由承载力确定，基桩桩尖与格体板桩桩尖宜有一定高差（为什么？）。
五、其它构件
1.导梁：沿钢板桩格壁连续布满的圈梁，增加整体稳定性。
第四节 设计计算
3)太沙基法,热莫奇金法,潘诺叶法均以格体中垂面作为假定极限剪切破坏面,其 中太沙基法主要用于美国,热莫奇金法用于前苏联,潘诺叶法无应用先例.在以下 特殊情况下,可选用这类方法进行补充验算: ①填料分层较多; ②基础为岩石,卵砾石等高承载力土层; ③水平荷载合力作用位置较高. 4)舒纳伯利法尚无应用先例,在以下特殊情况下,可选用该法进行补充验算: ①格体宽高比较大; ②板桩入土较深; ③格体顶部有较强的圈梁或刚度较大的联系构件.
三、格形钢板桩码头的破坏模式
第四节 设计计算
一、格体抗剪切变形计算
1.计算简化 1）格体平面形状的简化 2）计算底面的简化 2.计算模式及公式 1）北岛昭一法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］)
第四节 设计计算
2)柯敏斯法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］) 3)舒纳伯利法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］)
第一节 概述
二、格形钢板桩码头的构造组成
1.钢板桩格体 2.格内填料 3.导梁 4.剪力构件 5.持力桩基 6.上部结构(胸墙、管沟等) 7.置换基础 8.其它(减压棱体、倒滤层、后方填土等)
第一节 概述
三、格形钢板桩码头的结构特性
1.对荷载的适应性 结构对垂直荷载的承受能力强、对水平荷载的承受能力差。 2.对地基的适应性 硬层层面浅时，宜采用重力式结构；硬层层面深时，宜采用桩基结构。当介于 两者之间或地基土质变化较大时，采用格形钢板桩结构。 3.结构特性 属于延性结构，码头由变形作为设计控制条件。 4.材料受力特性 钢板桩以横向受力为主、格内填料以受压为主。钢板桩及锁口拉应力较大，对 桩的机械性能要求较高，板桩材料需进口。 5.施工特性
当码头胸墙或桩端导梁需现浇时，应考虑施工水位。 4.格体排水理论 在钢板桩壁上设置排水孔。排水孔的 位置、数量、孔径视水位差及填料的 渗透性确定。一般排水孔宜布设在低 水位以下，孔径4~6厘米，竖向孔距 1~2米，横向孔距2~4米。应设导滤层。 5.钢板桩防腐
二、散体填料
格内填料：宜采用中砂、中粗砂、小于50公斤的块石；格后填料：以内摩擦角 大、价格便宜为宜；基础填料：宜采用中砂，厚度2~5米。
第一节 概述
四、格形钢板桩码头的建设技术概况
1.概况 格形钢板桩码头结构简单，但设计技术比较复杂，目前格形码头的设计理论还 不成熟，研究及应用比较好的国家有日本、德国、法国及美国等，国内研究起 步较晚，基本上是套用国外的设计资料，深圳盐田深水码头采用了这种结构。 2.设计流程 构造布置、抗剪切变形计算、板桩入土深度计算、结构稳定计算、地基承载力 计算、地基变形计算、整体稳定性计算、格体钢板桩布置、格体胀裂稳定性计 算、附属设施计算。 3.施工工艺流程 预制件制作、拼装平台建造及导向围囹架和吊具制作、基础处理、钢板桩格体 拼装吊运安放、钢板桩沉桩、格内清淤回填及振实、后方回填、持力基桩沉 桩、附属设施施工、上部结构施工。
第二节 构造设计
三、上部结构
格形码头的上部结构与常规重力式码头的上部结构相同。 1.上部结构与下部结构的衔接方式 2.结构构造 1)平面布置 直线型:上部结构外沿线齐 平，包络了格体的外沿线。 曲线型:上部结构顺应格体外 壁的走势,采用折线或弧线形。 2)结构型式 优先采用叠合式结构,其次采用现浇混凝土结构.
二、几种特殊荷载的计算
1.土压力 近似计算：将格形钢板桩曲面假想成直平面，计算土压力，此时需将土与墙面 的摩擦角增大：由φ/3~φ/2放大至φ/2~2φ/3。（原因） 2.波浪压力
第三节 荷载与破坏形式
由于格体壁面不平，目前波浪力计算理论还不成熟，通常由模型试验确定。 3.剩余水压力 格形钢板桩码头剩余水压力的选用原则： 1)对于以潮汐为水位差的海港码头和河口 感潮段码头,格墙不设排水设施,格体两 侧的剩余水头取2/3~1倍平均潮差,设排水 设施,取0~1/3倍平均潮差,填料渗水性能好 ,排水效果好的取小值. 2)对于无潮汐水域的码头,按渗流计算确定. 3)格内的水头可近似取用格体两侧水头的 平均值。
第二节 构造设计
一、钢板桩格体
1.钢板桩 型式（板型钢板桩、曲腹钢板桩）、宽度、厚度。主要影响因素：锁口、沉桩阻 力、强度及腐蚀等。 2.格形型式 3.格体高度 格体底高程：海侧区应根 据板桩承载力确定，陆侧 区应在满足主体结构稳定 性的条件下尽可能提高。 格体顶高程：尽量放底，但
第二节 构造设计
第四节 设计计算
4)太沙基法 极限剪切破坏面 公式(见参考文献［2］) 5)热莫奇金法 极限剪切破坏面同太沙基法 公式(见参考文献［2］) 6)潘诺叶法 极限剪切破坏面同太沙基法 公式(见参考文献［2］)
第四节 设计计算
3.计算方法的选用 1)北岛昭一法在日本应用较广,是一种较完善的计算方法,在具备以下特性的工程 设计中,可优先采用: ①基础为砂性土或抗剪性能良好的残积土; ②格内填料为砂性土,且无残留的粘性土或其它软弱土层; ③格体的高宽比较小; ④后排板桩入土深度较小. 2)柯敏斯法在欧美一些国家应用较多,适用范围与北岛法相似,在下述特定的情况 下,可采用该法进行设计复核: ①基础为硬粘土或岩石; ②格内残存有粘性土或其它软弱土层.
第Hale Waihona Puke Baidu节 构造设计
2.剪力构件 可采用钢板、钢筋混凝土、钢筋网、土工布等结构，以增强格体抗剪强 度。 3.轨道基础 前方轨道基础与胸墙合并，当后方轨道荷载较大时在轨道基础下设持力 基桩，前后轨道基础间设置联系构件（拉杆）。
第三节 荷载与破坏形式
一、荷载的类型与组合
1.荷载的类型 自重、码头面活荷载、船舶荷载、土压力、水压力、地震力、冰荷载、施工荷 载等。 2.荷载组合 格形钢板桩码头的荷载组合原则与常规重力式码头一致，详见《规范》。