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港口工程桩基设计及施工特点

2018-6-23 10:06:32      点击:

  

桩型及桩长的策动

    桩型及桩长是桩基设计中最要紧的两个身分,惟有桩基的桩型和桩长设计得科学、合理,本领保证全部港口工程的开工质地。从力学角度明晰,桩基分为横向受力桩、竖向受力桩和斜向受力桩,各别的桩型具备不同的截面积,其受力及应力流传也不同,所打算者理当根据建造物的本质载荷对桩型施行设计选择。桩长的设计与其断面、地基的持力层厚度以及沉降情势有关,同时也要依据施工遇到,对地层的境况进行分析。在常常情况下,设计人员会根据现有的施工筹划,对施工现场进行勘测,设计出多个方案进行比较选择,根据工程实际,选择适合的桩型与桩长,以保证工程造价的经济合理性。

    1.2 桩基的静载荷实验

    在桩基进入使用前都市进行静载荷试验,目的是为了确保桩基在实际使用中安详耐用。在港口工程进行桩基静载荷试验是而今比较可托的一项桩基检实行验,根据试验所得数据对桩基的切实性进行分析,并进一步肯定桩基的施工方案。大凡的静载荷试验是差别在桩基的顶部对桩基逐级加载轴向压力、轴朝上拔力和水平力,并测出桩基上各个检测点跟着年华不断变化而出现的下沉位移、上拔位移以及水平位移,绘制出反应的压力载荷与各向位移的干系弧线图,判别出单个桩基各向应力、位移的极值,观察加载后桩基的本能和变形情况,在实际工程中根据肯定的安全余量,确定出桩基所能遭遇的载荷节制。

    1.3 桩基设计的防备事情

    在桩基设计中,起紧急做好桩基性能参数的设计,比方桩基变形系数、桩顶刚度策动、确定桩身挠曲长度等,这些都是桩基的根本参数。其次,桩基的设计与施工现场的水文地质请求是精密毗邻的,岂论设计的是钻孔关切桩保持预制桩,在设计时都要富裕考查港口船埠的地质机关、泥土构成以及水文情形。根据港口的地质勘查报告,归纳研讨桩基的安全、质量、施工进度等,对桩基进行施工。再者,若是相邻桩基之间的地质情况差异较大,则桩基的设计必要分开设计,设计者需要根据港口地质的实际情况对桩基进行差异化设计。

    2 港口工程桩基的施工

    港口工程桩基的施工是整个港口施工的基础和保护,也是港口施工的核心和难点。根据桩基的典型分为钻孔灌注桩、预应力钢筋混凝土桩、钢管桩、钢筋方桩和PHC桩等。港口工程中重要应用的有钻孔灌注桩和预应力钢筋混凝土柱。也有小批应用PHC桩。

    桩基是港口承受载荷的主体结构,通过桩体将上部的载荷传送到地基中。只有对桩结构进行合理的选择和排列才能最大范围地发扬桩的承受才气,同时使码头的沉降不均匀度最小,有利于坚硬岸坡,使码头的时间经济性抵达最优。为了填充打桩对岸坡稳固性的浸染,实际施工不时选择“打头”、“束腰”、“压脚”等法子,也要考虑桩负冲突力、桩群和桩的拔出对岸坡的影响。

    桩柱除了要承受上部的载荷外,还要承受来自船舶、海水等横向撞击带来的影响,长时间浸泡在海水中要受到海水的腐蚀。以下对百般桩基结构进行先容。

    2.1 钻孔灌注桩

    灌注桩是挑拨用钻孔、钢管挤压大概发掘等技术在大地变成桩孔,再在桩孔内安放钢筋笼,灌注混凝土形成灌注桩。钻孔灌注桩是使用地面钻孔的方法形成灌注桩。

    按照护壁方法的不同又分为泥浆护壁和全套管护壁。钻孔灌注桩的好处是在各种地基条件下均能使用,相对待锤击钢管法噪声较小。差错也很显然,成孔费工费时,钻孔灌注桩属于暗藏工程,对于桩柱质量难以检测,因此生涯质量隐患。

    2.2 预应力钢筋混凝土桩

    预应力钢筋混凝土桩的制造过程是先由钢筋制成钢筋笼,在钢筋笼内安装各种预埋件和金属构件,再将钢筋笼归入钢模中,在钢模中注入混凝土,钢模绕中央轴盘旋,使混凝土在离心力效用下压实、成型。预应力钢筋混凝土桩分为先张法和后张法,先张法具有较高的抗裂弯矩和极限弯矩,桩体承载能力高。适宜隐藏在深、强风化岩层地质条件下使用。后张法实用于大口径管桩,具有寿命长的特征。

    2.3 PHC桩

    PHC桩是我国的引进产品,它是预应力钢筋混凝土桩的一种,具有更高的混凝土强度。

    首先对它通过预应力离心成型,再通过1.0 MPa和180 ℃蒸汽养护,形成空肚圆筒形的管桩构建。具有较长的工程强度,单桩承载力强、应用范围广、沉桩质量可靠、工程造价长处和施工应力小等优点。PHC桩正在码头、公路等行业获取越来越浩大的应用。估计到2016年,PHC桩的需要量将达到5.98亿m3。

    2.4 预应力混凝土空心方桩

    预应力混凝土空心方桩是用离心成型的方法对浇筑加入钢模中的混凝土进行压实、成型。

    根据材料力学性能,无别的质量的物料,空心的方桩相较于实心方桩具有更高的抗弯模量。因此预应力混凝土空心方桩具有承载能力强、分娩周期短的特点。其神态是外方内圆。

    在同样地使用条件下,方桩的横截面积要大于圆柱,因此在土层中方桩的交手面要大于圆柱,方桩具有更高的摩擦。方桩耐反攻,桩头不易摧毁,且焊接周长较长,焊接不易破坏。目前正得到任意施行和应用。

    3 港口工程桩基的防腐化手段

    分析了桩基的腐蚀来由可知,若桩基的腐蚀惨重会导致无法回旋的恶果和浩大的经济耗损,因此考虑到码头的使用安全,我们在设计时就应该对桩基采用一定的防腐措施,以杜绝隐患。

  3.1 采用高性能混凝土防腐

    在桩基的制作与施工中,最好采用性能好、抗海水腐蚀强的混凝土,此类混凝土或许进步桩基的密实水平,特为是对于海水中的氯离子能够具有较强的抗渗透性。

    高性能混凝土是采取出色原材料,再参预打量掺合料以及高效外加剂配制而成的,不单具有自密实性、体积巩固性、强度高、萎缩徐变小等优点外,在抵御化学腐蚀上其性能也明显优于平淡混凝土,这样就大大地耽搁了桩基的使用寿命。

    3.2 涂层防腐

    在桩基的外外观涂上一层厚厚的防腐层,使桩基与外界的海水环境隔离,这层涂层抵制了腐蚀介质与腐蚀材料的接触,这样就大大减小了桩基腐蚀的条件,起到防腐的作用。

    但是涂层的厚度有一定范围,不行无穷制的加厚。目前这种涂层防腐技术应用比较伶俐,在施工现场可直接对桩基进行涂刷,简单易掌管,经济性好,因此应用尽头广泛。

    3.3 阴极保护防腐

    阴极保护防腐技术是港口工程中使用最多的防腐技术之一。主要方法是将具有复兴性的金属和被保护的金属构成一个原电池,此中还原性强的金属为保护极,而桩基一端为被保护极,含有杂质的海水为电解质溶液。当海水浸泡时,还原性强的金属在响应中举动负极失落电子产生腐蚀作用,而桩基一端因为被保护是以不发生反应,这样就打发了还原性强的金属,压制了桩基钢筋被海水腐蚀。

    一般阴极保护有两种方法:牺牲阳极法和外加电流法。前者较为多见,何况方法简单易安装、效果较好、无需专科人员帮忙,不妨说是一劳永逸的方法。后者需要人为输入电流,整个齐整操作比较繁琐,需要有增设特意的处事人员维护管理。  

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