港口水工建筑物讲义7板桩码头丨140

港口工程I

--港口水工建筑物2013.04港口海岸与近海工程学院第三章板桩码头板桩码头的结构型式及其特点板桩码头的构造单锚板桩码头的计算无锚板桩码头的计算河海大学港口海岸与近海工程学院2港口工程3河海大学港口海岸与近海工程学院参考书籍港口工程4河海大学港口海岸与近海工程学院参考书籍港口工程河海大学港口海岸与近海工程学院5板桩码头港口工程河海大学港口海岸与近海工程学院6板桩码头板桩码头河海大学港口海岸与近海工程学院7港口工程板桩码头河海大学港口海岸与近海工程学院8港口工程板桩码头的特点及适用条件港口工程河海大学港口海岸与近海工程学院9一、板桩码头的结构型式及其特点板桩码头的组成板桩码头的一般施工程序板桩码头的结构型式港口工程河海大学港口海岸与近海工程学院10板桩码头的特点及适用条件工作原理：靠沉入地基的板桩墙和锚碇系统共同作用来维持其稳定性。优点：结构简单，材料用量少，造价便宜；主要构件可在预制厂预制，施工方便、速度快；对复杂地质条件适应性强；可先打板桩后挖港池，减少挖填土方量。缺点：结构耐久性不如重力式码头，钢板桩易锈蚀；施工过程中一般不能承受较大的波浪作用，不适于在无掩护的海港中应用；需要打桩或其他沉桩设备。适用条件：所有板桩可沉入的地基，过去多用于中小码头。也可用于船闸闸墙、船坞坞墙、护岸和围堰等。港口工工程河海大大学11港口工工程11板桩码码头的的组成成板桩墙墙：是板桩桩码头头的基基本组组成部部分，，是下下部打打入或或沉入入地基基的板板桩构构成的的连续续墙，，作用用是挡挡土并并形成成码头头的直直立岸岸壁。。拉杆：：传递水水平荷荷载给给锚锭锭结构构，减减小板板桩的的跨中中弯矩矩及入入土深深度和和减小小顶部部向水水域方方向的的位移移。河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院锚锭结结构：：承受拉拉杆拉拉力。。板桩墙墙拉杆锚锭结结构港口工工程河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院12板桩码码头的的组成成帽梁：：为了使使各单单根板板桩能能共同同工作作和使使码头头前沿沿线齐齐整，，在板板桩顶顶端设设有帽帽梁导梁：：为了使使每根根板桩桩都能能被拉拉杆拉拉住，，需在在拉杆杆与板板桩的的连接接处设设置水水平导导梁，，拉杆杆穿过过板桩桩固定定在导导梁上上码头设设备：：便于船船舶系系靠和和装卸卸作业业。帽梁导梁港口工工程13板桩码码头的的一般般施工工程序序板桩码码头的的一般般施工工程序序预制和和施打打板桩桩预制和和安装装锚碇碇结构构浇筑帽帽梁墙后回回填土土及墙墙前港港池挖挖泥制作和和安装装导梁梁加工和和安装装拉杆杆河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院港口工工程河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院14板桩码码头的的结构构型式式根据板桩材材料划分木板桩桩钢筋混混凝土土板桩桩钢板桩桩强度低低，耐耐久性性差，，现已已很少少采用用耐久性性好，，用钢钢量少少，造造价低低，但但强度度有限限，一一般用用于中中小型型码头头。强度高高，重重量轻轻，锁锁口紧紧密、、止水水性好好，施施工方方便，，但易易腐蚀蚀，耐耐久性性较差差，适适用于于建造造水深深较大大的海海港码码头，，特别别多用用于要要求不不透水水的船船坞坞坞墙、、施工工围堰堰和防防渗围围幕等等工程程中。。港口工工程港口工工程河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院15板桩桩码码头头的的结结构构型型式式钢板板桩桩围围堰堰港口口工工程程16板桩桩码码头头的的结结构构型型式式根据锚碇碇特特点点划分无锚锚板板桩桩有锚锚板板桩桩适用用高高度度较较小小，，地地面面荷荷载载不不大大且且对对位位移移要要求求不不高高的的情情况况单锚锚板板桩桩双锚锚或或多多锚锚板板桩桩斜拉拉桩桩式式板板桩桩河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院适用用于于墙墙高高在在6～10m以下下的的中中小小型型码码头头。。适用用于于墙墙高高大大于于10m的码码头头，，但但上上下下拉拉杆杆的的位位移移很很难难协协调调，，常常会会使使某某一一拉拉杆杆严严重重超超载载。。适用用于于码码头头后后方方场场地地狭狭窄窄，，设设置置锚锚碇碇结结构构有有困困难难或或施施工工期期会会遭遭受受波波浪浪作作用用的的情情况况港口口工工程程17板桩桩码码头头的的结结构构型型式式根据板桩桩墙墙结结构构划分普通通板板桩桩墙墙长短短板板桩桩结结合合遮帘帘式式板板桩桩卸荷荷式式板板桩桩主桩桩板板桩桩结结合合主桩桩挡挡板板（（或或套套板板））河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院地下下连连续续墙墙板桩桩码码头头的的构构造造板桩桩锚碇碇结结构构拉杆杆导梁梁、、帽帽梁梁及及胸胸墙墙排水水设设施施二、、板板桩桩码码头头的的构构造造钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩钢板板桩桩锚碇碇板板（（墙墙））锚碇碇桩桩锚碇碇桩桩墙墙锚碇碇叉叉桩桩18河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院港口口工工程程港口口工工程程河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院19板桩桩钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩断面面形形式式矩形形：：I字形形T形圆形形港口口工工程程20板桩桩钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院断面面形形式式矩形形特点点：：形状状简简单单，，制制作作方方便便，，沉沉桩桩容容易易，，接接缝缝容容易易处处理理。。但但抗抗弯弯能能力力差差，，费费材材料料。。尺寸寸：：其厚厚度度应应根根据据强强度度和和抗抗裂裂要要求求由由计计算算确确定定，，一一般般为为20～50cm；宽度度由由打打桩桩设设备备的的龙龙口口宽宽度度决决定定，，在在地地基基条条件件和和打打桩桩设设备备允允许许的的情情况况下下，，尽尽可可能能加加大大宽宽度度，，一一般般为为50～60cm。港口口工工程程21板桩桩钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院断面形式式矩形22河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院板桩钢筋混凝凝土板桩桩港口工程程23河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院板桩钢筋混凝凝土板桩桩港口工程程板桩钢筋混凝凝土板桩桩24河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩钢筋混凝凝土板桩桩25河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩钢筋混凝凝土板桩桩26河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程港口工程程河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院27港口工程程板桩钢筋混凝凝土板桩桩断面形式式T形特点：实际是整整体主桩桩挡板结结构，板板桩数量量少，施施工速度度快，抗抗弯能力力强；但但平接企企口导向向能力差差，易偏偏位，通通常采用用水冲沉沉桩或振振动沉桩桩设备，，企口不不严，须须设置防防漏措施施。尺寸：翼板厚度度由计算算确定，，一般为为10～20cm，宽度由打打桩设备备的能力力决定，，一般为为1.2~1.6m，长度只只须低于于设计水水底以下下1～1.5m，且不小小于港池池可能的的冲刷深深度；肋肋宽一般般为30~40cm，高度由由计算确确定，一一般为45~75cm；长度根根据踢脚脚稳定和和岸壁整整体滑动动稳定性性由计算算确定。。港口工程程28河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程28板桩钢筋混凝凝土板桩桩河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院断面形式式圆形特点：预制管柱柱桩，省省材料，，抗弯能能力强，，可适应应多种地地质条件件下施工工，可打打桩，可可射水沉沉桩或振振动沉桩桩，但需需专门的的预制场场和专门门的预制制设备（（离心机机）。尺寸：预应力管管柱桩直直径一般般为50～300cm，厚度为为10～50cm，节长在在10m内，在现现场用法法兰盘连连接成需需要的长长度。板桩钢筋混凝凝土板桩桩断面形式式I字形特点：实际上是是主桩板板桩结合合，适用用于地质质条件较较差处，，但构件件类型多多，施工工麻烦，，主桩受受力较大大，板桩桩受力小小，受力力不均匀匀。港口工程程港口工程程30板桩钢板桩河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院断面形式式U形U形组合平板形Z形H形圆管形转角构造造港口工程程31板桩河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院钢板桩板桩钢板桩32河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩钢板桩33河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩钢板桩34河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩钢板桩35河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程板桩36河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院钢板桩港口工程程板桩钢板桩37河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院港口工程程断面形式式板桩U形特点：U形钢板桩桩相互倒倒置形成成“折瓦瓦”形断断面的连连续墙，，其中和和轴位于于“折瓦瓦”形断断面的中中间，即即锁口位位置。由由材料力力学可知知，受弯弯矩作用用时，中中和轴处处的剪应应力最大大，如锁锁口咬合合不牢，，受力后后易错位位，断面面系数降降低，设设计时，，通常要要根据实实际情况况，对其其断面系系数进行行折减。。钢板桩38河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程断面形式Z形特点：抗弯能力好，，受弯时，连连接锁口处，，剪应力为零零，由于单根根Z形钢板桩断面面不对称，施施工时易扭转转，故施工时时一般采用将将两根板桩焊焊在一起施打打。钢板桩板桩39河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程平板形断面形式特点：抗弯能力差，，但“锁骨””形锁口，横横向受拉能力力强，适用于于格型结构中中。40河海大学港港口海岸与与近海工程学学院板桩钢板桩港口工程41河海大学港港口海岸与与近海工程学学院板桩钢板桩钢板桩的锈蚀蚀和防护①物理保护——涂料保护：采用涂环氧煤煤沥青漆或聚聚乙烯和聚氨氨酯弹性体覆覆盖，一般保保护3~5年，适于水水位变动区②化学保护——阴极保护：效果好，费用用高，适于水水下部分③改进钢材化化学成分，采采用防腐蚀的的钢种④增加钢板桩桩的厚度⑤降低帽梁和和胸墙底高程程⑥与钢板桩接接触的金属件件采用与钢板板桩材质相同同的钢材港口工程板桩地下连续墙特点：干地施工，可可现浇可预制制，连续性好好，可有效防防渗和止水，，不需大型和和复杂机械，，施工速度快快，造价低，，断面可以较较大，形式多多样，但现浇浇混凝土质量量不易保证。。断面形式：现浇——矩形、T形、钻孔排桩桩形预制——矩形尺寸：厚度或直径由由强度计算确确定，现浇地地下墙厚度一一般60~130cm，预制地下墙墙厚度一般40~80cm，桩径不宜小小于55cm。单元墙段一一般4~8m。42河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙导导墙施工43河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙成成槽44河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙绑绑扎钢筋笼45河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙钢钢筋笼吊装46河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙钢钢筋笼吊装47河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程板桩地下连续墙墙墙身混凝土浇浇筑48河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程港口工程河海大学港港口海岸与与近海工程学学院49锚碇结构结构形式锚碇叉桩码头后方场地地狭窄，拉杆杆拉力较大锚碇桩（桩墙墙）码头后方场地地宽敞，且地地下水位较高高或利用原土土层锚碇板（墙））码头后方场地地宽敞，拉杆杆拉力不大锚碇结构特点：依靠前面回填填料的抗力来来承受拉杆拉拉力承载能力力较小，水平平位移大。结结构简单，能能充分发挥其其前面的被动动土压力，不不需打桩设备备，材料用量量少，造价便便宜，但必须须开挖基坑或或基槽，增加加了开挖工程程量并破坏了了原状土结构构。型式：锚碇板——预制，平板、、T型、双向梯形形锚碇墙——现浇，也可预预制，矩形、、梯形、L形锚碇板（墙））50河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程锚碇结构锚碇板（墙））尺寸：高度由稳定计算确确定，一般不不宜小于埋置置深度的1/3，常采用1.0～3.5m；厚度由强度和裂缝缝控制计算确确定，≮15cm，常采用20~40cm；预留拉杆孔位位置宜与作用在锚锚碇板（墙））上的土压力力合力作用点点重合，斜度与拉杆方向一一致。回填：为了充分利用用墙前土抗力力，墙后一般般须换填力学学性质好的填填料（如北方方常采用灰土土夯实，南方方常采用块石石回填）港口工程构造：采用预制安装装的锚碇板（（墙），下面面常用15～20cm厚的碎石铺垫垫。现浇锚碇碇墙，下面应应浇注10～15cm的贫质砼垫层层。锚碇结构锚碇墙港口工程锚碇结构锚碇墙港口工程锚碇结构锚碇墙前回填填材料港口工程锚碇结构特点：靠桩打入土中中嵌固工作，，此结构属于于无锚桩，承承载能力较小小，水平位移移较大；桩直直接沉入土中中，填挖方量量少，不破坏坏原状土，但但需打桩设备备。型式：锚碇桩——预制钢筋混凝凝土桩或钢管管桩锚碇桩墙——预制板桩，也也可现浇地下下连续墙尺寸：断面尺寸由强强度和裂缝控控制计算确定定，≮15cm，常采用20~40cm；其深度由“踢踢脚”稳定来来确定锚碇桩（桩墙墙）55河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程锚碇结构特点：靠桩的轴向拉拉压和拉拔承承载力来工作作，其稳定性性由桩的承载载能力确定，，与板桩墙的的距离可以很很近，拉杆长长度短，承载载能力大，位位移小，造价价高尺寸：斜度宜采用3:1～4:1；桩顶净距30～40cm；现浇桩帽，，将拉杆与桩桩连成整体。。锚碇叉桩56河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程港口工程河海大学港港口海岸与与近海工程学学院57尼龙橡胶带拖锚结构土锚钢筋混凝土拖拖板锚碇结构特点：利用墙后回填填土或原状土土对锚固物的的摩阻力来锚锚碇板桩墙港口工程河海大学港港口海岸与与近海工程学学院58拉杆拉杆59河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆60河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆61河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆位置：拉杆一般水平平放置，从减减少板桩墙跨跨中弯矩来说说，拉杆位置置越低越好，，但为了保证证在水上穿拉拉杆和水上浇浇注胸墙或导导梁的施工要要求，一般在在平均水位以以下，设计低低水位以上0.5~1.0m，且不得低于于导梁和胸墙墙的施工水位位。材料：拉杆一般用圆圆钢制成，常常采用3号钢钢和5号钢。。目前在一些些工程中开始始采用高强钢钢材，但必须须能保证焊接接质量及延伸伸率不低于18％。安装时除锈，，防腐蚀，设设计时预留锈锈蚀量。尺寸：钢拉杆直径由强度计算确确定，可为40~100mm。拉杆杆的间距根据拉杆力的的大小来确定定，常用1.0~3.0m。一般为板桩宽宽度的整数倍倍或偶数倍。。拉杆的长度为板桩墙与锚碇碇结构的距离离，由计算确定定。当长度较长(>12m)时，宜分节组装装，紧张器连连接。拉杆62河海大学港港口海岸与与近海工程学学院其他：①安装时应施施加一定的初初始拉力，并并保证各拉杆杆初始拉力相相同②一个码头分分段中所有拉拉杆材质、长长度和构造应应相同港口工程63河海大学港港口海岸与与近海工程学学院拉杆拉杆拉杆失事原因因：①实际拉力>设计拉力②拉杆下填沉沉陷，拉杆在在其上土重及及地面荷载作作用下发生弯弯曲，产生附附加应力而断断裂。③锈蚀使拉杆杆断面减小。。防治措施：①夯实拉杆下下的填土，或或在拉杆下设设置支撑，以以减小沉陷，，支撑形式有有支撑桩、设设砼垫块或垫垫墩、铺碎石石或灰土垫层层。②在拉杆两端端设置连接铰铰，以消除其其附加应力。。③在拉杆上做做各U形防护护罩，使拉杆杆上面的土重重及地面荷载载通过防护罩罩传到拉杆两两侧的地基上上。④防锈处理，，涂两层防锈锈漆，并用沥沥青麻袋包裹裹两层。⑤回填料严禁禁带有腐蚀性性，如炉渣、矿矿渣等。港口工程连接铰和紧张张器拉杆64河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆拉杆65河海大学港港口海岸与与近海工程学学院紧张器混凝土垫块港口工程拉杆拉杆66河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆拉杆67河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆拉杆68河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程拉杆拉杆69河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程港口工程河海大学港港口海岸与与近海工程学学院70帽梁、导梁及及胸墙胸墙：当水位差不大大、拉杆距码码头面距离较较小时，为简简化结构和便便于施工，一一般将导梁和和帽梁合二为为一设计成胸胸墙，常用断断面形式有矩形、梯形、、L形和I形。帽梁：使板桩能共同同工作和码头头前沿线整齐齐，采用现浇浇混凝土结构构导梁：使每根板桩都都能被拉杆拉拉住，设置在在拉杆和板桩桩墙的连接处处，钢筋混凝凝土板桩一般般采用钢筋混混凝土导梁，，可预制安装装，也可现浇浇；钢板桩一一般采用钢导导梁。港口工程71帽梁、导梁及及胸墙河海大学港港口海岸与与近海工程学学院其他构造说明明：（1）帽梁或胸墙墙前后两侧应应比板桩宽150mm以上。（2）前墙应伸入入帽梁内一定定深度，钢筋筋混凝土前墙墙伸入帽梁或或胸墙的深度度可取50~70mm，钢板桩前墙墙伸入帽梁或或胸墙的深度度可取1倍板桩截面高高度或桩径。。（3）系船柱块体宜宜与帽梁或胸胸墙整体浇注注，其尺寸应应由系缆力和和系船柱构造造要求确定。。块体上可增增设拉杆或八八字形布置的的副拉杆。（4）帽梁、导梁或或胸墙沿码头头长度方向应应设置变形缝缝，变形缝间间距一般可取取15~30m，并设设置在结构型型式和水深变变化处、地基基土质差别较较大处及新旧旧结构的衔接接处。缝宽20~30mm，弹性材料填填充。帽梁、导梁及及胸墙钢导梁72河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程帽梁、导梁及及胸墙胸墙钢筋73河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程帽梁、导梁及及胸墙胸墙立模74河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程港口工程河海大学港港口海岸与与近海工程学学院75为了减小或消消除作用在板板桩墙上的剩剩余水压力，，前墙应设排排水孔，排水水孔位置不宜宜高于设计低低水位，在施施工条件允许许的情况下，，宜设在极端低水位附近。排水孔孔的间距和孔孔径根据前墙墙水位变化幅幅度、前墙透透水情况和墙墙后土质确定定，一般3~5m设置一个直径径50~80mm的排水孔。除除墙后回填块块石的情况外外，排水孔后后均应设置倒倒滤棱体，以以防墙后填土土流失。排水设施单锚板桩码头头的计算作用和作用效效应组合前墙计算帽梁、导梁及及胸墙结构计计算整体稳定计算算拉杆计算锚碇结构计算算三、单锚板桩桩码头的计算算76河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程作用和作用效效应组合偶然状况短暂状况持久状况结构使用期分分别按承载能能力极限状态态和正常使用用极限状态设设计施工期、检修修期等按承载载能力极限状状态设计，必必要时同时按按正常使用极极限状态设计计仅在有特殊要要求时进行承承载能力极限限状态设计或或防护设计地震状况板桩码头设计计状况使用期遭受地地震作用时仅仅按承载能力力极限状态设设计77河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程作用和作用效效应组合承载能力极限限状态前墙的“踢脚脚”稳定性锚碇结构的稳稳定性板桩码头整体体稳定性正常使用极限限状态板桩码头设计计计算项目桩的承载力钢筋混凝土构构件裂缝控制制构件强度78河海大学港港口海岸与与近海工程学学院港口工程作用和作用效效应组合注意：踢脚稳定验算算用分项系数法。。构件计算用综合分项系数数法。综合分项系数数法：在计算前墙的的弯矩和拉杆杆力时，作用用和抗力（被被动土压力））均取标准值值，其设计值值可采用计算算出的标准值值乘综合分项项系数。钢筋混凝土土和预应力力钢筋混凝凝土构件强强度计算时时，作用效效应设计值值可按有关关作用标准准值计算的的作用效应应乘综合分项系系数确定。综合合分项系数数混凝土结结构采用1.40；钢结构采采用1.35。裂缝验算算综合准永永久值系数数应采用0.85；79河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院港口工程港口工程河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院80作用和作用用效应组合合偶然作用可变作用永久作用土体本身产产生的主动动土压力、、前墙后的的剩余水压压力码头地面上上各种可变变荷载产生生的主动土土压力、船船舶荷载、、施工荷载载和波浪力力等非正常撞击击、火灾、、爆炸等引引起的作用用力地震作用板桩码头上上的作用地震土压力力、地震动动水压力、、地震惯性性力等作用和作用用效应组合合计算水位和和作用组合合①持久组合合应针对不不同构件和和计算内容容分别采用用极端高水位位、设计高水位位、设计低水位位和极端低水位位中的不利水水位与持久久状况的作作用进行组组合。②短暂组合合应针对不不同构件和和计算内容容分别采用用设计高水位位、设计低水位位中的不利水水位或施工水位与短暂状况况的作用进进行组合。。③地震组合合，计算水水位与作用用组合应符符合现行行行业标准《水运工程抗抗震设计规规范》（JTJ225）中的规定定。81河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院港口工程土压力前墙一般属属于柔性结结构，在土土压力作用用下其轴线线将发生挠挠曲变形，，作用在板板桩墙上的的土压力分分布也随墙墙体的变形形而变化。。这种土与与墙相互作作用的复杂杂性，给确确定板桩墙墙上的土压压力带来很很大的困难难。作用于板桩桩墙上的实实际土压力力将视施工方法、、锚杆装设设处的水平平位移、锚锚杆位置高高低、板桩桩入土深度度、板桩刚刚度与海底底地基土性性质之间的关系系等因素而而变化，其其土压力分分布是十分分复杂的。。82河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院港口工程主动土压力力根据国内外外研究结果果，作用于于板桩墙上上的主动土土压力分布布形式可归归纳为两种种：一种是是以顶端位移移为主（如：先挖挖泥后打桩桩、板桩相相对刚度较较大，锚杆杆位移较大大等情况）），板桩墙墙后主动土土压力视为为与刚性墙墙相同呈三角形分布布；另一种是是以弯曲变形形为主（如：先打打桩后开挖挖、板桩相相对刚度较较小，锚着着点位移小小等情况）），墙后主主动土压力力视为“Ｒ”形分布，弯矩值就就将减小。。83河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院港口工程R形分布原因因：板桩上部有有拉杆拉住住，下端嵌嵌固于地基基中，上下下两端位移移较小，跨跨中位移较较大，墙后后土体在板板桩变形过过程中呈现现拱现象，，使跨中一一部分土压压力通过滑滑动土条间间的摩擦力力传向上下下两端。影响因素：：①板桩墙的的刚度：刚度越小，，R形分布越显显著；②锚碇点位位移：位移越小，，R形分布越显显著③施工顺序序：先打板桩后后开挖比先先开挖后打打板桩，R形分布显著著主动土压力力84河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院港口工程主动土压力力85河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院计算方法：：研究也表明明不论土压压力分布形形式如何，，而其土压压力总力大大小与按库库伦土压力力公式计算算的数值基基本相同。。“Ｒ”形形曲线分布布目前尚缺缺乏足够的的试验研究究资料，定定量确定有有一定困难难。所以规范中中确定土压压力的方法法仍按照古古典土压力力理论进行行计算，即即作用于前墙墙上的主动动土压力按按三角形分分布，但考虑到到板桩墙体体变形对土土压力的影影响，对以以弯曲变形形为主的前前墙考虑弯矩修修正系数，即将以此此土压力及及其荷载计计算得到的的板桩墙跨跨中最大弯弯矩和拉杆杆拉力乘以以合适的经经验系数进进行修正。。港口工程被动土压力力港口工程86河海大学港港口海海岸与近海海工程学院院墙前被动土土压力比δ=0时计算值大大1倍左右，而而墙后（下下端）被动动土压力比比δ=0时计算值小小1倍左右。原因：①入土段上部部墙体对土土体产生向向下的摩擦擦力，使土土体的稳定定性增大，，下部墙体体对土体产产生向上的的摩擦力，，使土体的的稳定性减减小。②板桩在水底底处发生向向下转动变变形，使墙墙前土体受受到向下的的挤压；板板桩底端发发生向上转转动变形，，给墙后土土体一个向向上的“掘掘出力”；；③板桩向前变变形，压挤挤墙前土体体，使土的的密实度增增大，抗剪剪强度提高高；板桩底部被被地基嵌固固，使板桩桩下端变形形较小，达达不到极限限被动土压压力所需的的位移值。。计算方法：：考虑土与墙墙之间摩擦擦角，计算算墙前被动动土压力时时，δ取正值；计计算墙后被被动土压力力时，则δ取负负值值。。土压压力力主动动土土压压力力被动动土土压压力力注意意：：土压压力力的的计计算算公公式式与与重重力力式式码码头头规规范范不不同同，，与与库库仑仑公公式式相相比比，，能能考考虑虑粘粘聚聚力力c的作作用用；；与与朗朗肯肯公公式式相相比比，，能能考考虑虑土土与与墙墙背背间间摩摩擦擦角角δ的作作用用。。87河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院港口口工工程程土压压力力δ计算算前前墙墙后后主主动动土土压压力力时时,δ=(1/3～2/3)φ计算算前前墙墙前前被被动动土土压压力力时时,δ=(2/3～3/4)φ,且≯≯20°°计算算前前墙墙后后被被动动土土压压力力时时,δ=-2/3φ,且≮≮-20°°γ土压压力力计计算算参参数数选选取取粘性性土土：：剩余余水水位位以以下下取取浮浮重重度度,剩余余水水位位与与设设计计高高水水位位之之间间取取饱饱和和重重度度,设计计高高水水位位以以上上取取天天然然重重度度无粘粘性性土土：：剩剩余余水水位位以以下下取取浮浮重重度度,剩余余水水位位以以上上取取天天然然重重度度C,φ应根根据据钻钻探探土土样样试试验验资资料料确确定定。施施工工中中,如果果回回填填速速率率能能满满足足土土的的固固结结要要求求,则采采用用固固结结快快剪剪指指标标计计算算土土压压力力,如果果回回填填速速率率不不能能满满足足土土的的固固结结时时,需适适当当考考虑虑未未固固结结因因素素的的影影响响,也就就是是对对固固结结快快剪剪指指标标作作折折减减。。88河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院考虑虑墙墙前前超超挖挖0.3~0.5m，墙墙前前粘粘性性土土考考虑虑挖挖泥泥扰扰动动影影响响，，泥泥面面处处按按c=0计算算，，泥泥面面以以下下1m按正正常常值值计计算算，，两两者者之之间间按按直直线线过过渡渡。。港口口工工程程剩余余水水压压力力当墙墙前前水水位位降降落落，，墙墙后后地地下下水水不不能能及及时时排排出出时时，，便便有有剩剩余余水水头头存存在在，，产产生生剩剩余余水水压压力力。。剩剩余余水水头头的的大大小小与与水水位位降降落落幅幅度度和和速速率率，，前前墙墙排排水水性性能能、、回回填填土土及及地地基基土土的的渗渗透透性性大大小小等等因因素素有有关关，，很很难难由由计计算算确确定定。。(1)海港港钢钢筋筋砼砼板板桩桩码码头头，，当当板板桩桩墙墙设设有有排排水水孔孔，，墙墙后后回回填填粗粗于于细细砂砂颗颗粒粒的的材材料料可可不不考考虑虑。。(2)对海海港港钢钢板板桩桩码码头头，，地地下下墙墙式式板板桩桩码码头头及及墙墙后后回回填填细细砂砂或或粘粘性性土土的的钢钢筋筋砼砼板板桩桩码码头头，，△△=1/3～1/2平均均潮潮差差。。但但当当排排水水孔孔高高程程高高于于墙墙前前计计算算水水位位时时，，剩剩余余水水头头不不应应小小于于排排水水孔孔高高程程与与墙墙前前计计算算水水位位之之差差。。当当墙墙后后采采取取可可靠靠的的排排水水系系统统时时，，可可不不考考虑虑排排水水孔孔以以上上的的剩剩余余水水压压力力。。89河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院港口口工工程程港口口工工程程其他他荷荷载载船舶舶荷荷载载波浪浪力力主要要考考虑虑船船舶舶系系缆缆力力。。一一般般系系缆缆柱柱都都有有单单独独的的锚锚锭锭结结构构，，此此时时系系缆缆力力不不传传给给前前墙墙。。主要要考考虑虑波波吸吸力力，，波波吸吸力力一一般般与与船船舶舶荷荷载载不不同同时时出出现现。。90河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院地震震荷荷载载地震震地地区区港口口工工程程91港口口工工程程河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院前墙墙计计算算单锚锚板板桩桩墙墙的的工工作作状状态态和和受受力力特特性性第一一种种工工作作状状态态：：板桩桩入入土土不不深深，，在在墙墙后后主主动动土土压压力力作作用用下下，，板板桩桩产产生生弯弯曲曲变变形形，，并并围围绕绕板板桩桩上上端端支支承承点点转转动动。。板板桩桩中中只只有有一一个个方方向向的的弯弯矩矩且且数数值值最最大大，，入入土土部部分分位位移移较较大大，，所所需需板板桩桩长长度度最最短短，，但但断断面面最最大大。。底端端按按自自由由计计算算港口口工工程程92河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院前墙墙计计算算单锚锚板板桩桩墙墙的的工工作作状状态态和和受受力力特特性性第二二种种工工作作状状态态：：其入入土土情情况况和和受受力力情情况况介介于于第第一一种种工工作作状状态态和和第第三三种种工工作作状状态态之之间间，，入入土土段段比比第第一一种种稍稍深深，，受受力力后后，，底底端端只只有有转转角角，，没没有有位位移移，，也也属属于于自自由由支支承承状状态态港口口工工程程93河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院前墙墙计计算算单锚锚板板桩桩墙墙的的工工作作状状态态和和受受力力特特性性第三三种种工工作作状状态态：：随着着板板桩桩人人土土深深度度增增加加，，入入土土部部分分出出现现与与跨跨中中相相反反方方向向的的弯弯矩矩，，板板桩桩墙墙弹弹性性嵌嵌固固于于地地基基中中。。这这种种工工作作状状态态下下算算得得的的板板桩桩断断面面较较小小，，入入土土部部分分位位移移小小，，板板桩桩墙墙稳稳定定性性较较好好。。底端端按按嵌嵌固固计计算算港口口工工程程94河海海大大学学港港口口海海岸岸与与近近海海工工程程学学院院单锚板桩桩墙的工工作状态态和受力力特性第四种工工作状态态：与第三种种工作状状态类似似，但入入土深度度更大，，固端弯弯矩大于于跨中弯弯矩，稳稳定性有有富余。。但对减减少墙体体跨中弯弯矩非常常有限，，一般无无必要。。前墙计算算95河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院前墙计算算单锚板桩桩墙的工工作状态态和受力力特性港口工程程港口工程程96河海大学学港港口海岸岸与近海海工程学学院前墙计算算前墙计算算内容前墙的入入土深度度前墙内力力拉杆拉力力计算方法法弹性线法法竖向弹性性地基梁梁法仅适用于于单锚板板桩墙的的弹性嵌嵌固状态态。对于于刚度较较大的板板桩墙（（如现浇浇地下墙墙等），，不宜采采用。适用于单单锚和多多锚板桩桩墙的任任何工作作状态前墙的稳稳定性计计算港口工程程97河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院弹性线法法——罗迈尔法法前墙计算算基本假定定：①主动土土压力和和墙前被被动土压压力按古古典土压压力理论论计算，，底端墙墙后被动动土压力力按集中中力E／p代替；②板桩墙墙底端嵌嵌固于地地基中（（第三种种工作状状态），，它的线线变位和和角变位位都等于于零，拉拉杆锚碇碇点的位位移等于于零计算图示示计算图示示：一次超静静定结构构，三个个未知数数，t0、Ra、E／p计算方法法：图解试算算法，即即先假定定入土深深度，除除了需利利用平衡衡条件∑∑H=0、∑M=0之外，还还需利用用变形协协调条件件，用试试作板桩桩墙变形形曲线的的方法求求解，故故称为弹弹性线法法。不断断改变入入土深度度，反复复试算，，直到满满足变形形条件为为为止。。其变形形条件是是板桩墙底底端的角角变位和和线变位位为零，即入土土段底端端的弹性性变形曲曲线与铅铅垂线相相切；同同时锚碇点的的位移也也等于零零。为简化化计算，，根据设设计经验验，采用用跨中最最大正弯弯矩为入入土段最最大负弯弯矩1.10~1.15倍的条件件取代变变形条件件。弹性线法法——罗迈尔法法98河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院前墙计算算计算步骤骤：①假定t0；②用古典土土压力理理论计算算土压力力及剩余余水压力力、波吸吸力等；；③用图解法法（做力力矢图和和索多边边形的方方法），，以|M1max|=1.1～1.15|M2max|为控制条条件，若若不满足足条件，，重新假假定t0；港口工程程港口工程程100河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院④考虑墙墙后土压压力重分分布和拉拉杆锚碇碇点的位位移会使使板桩墙墙跨中弯弯矩减小小的影响响，将求求得的跨跨中最大大弯矩乘乘以折减减系数，，求得的的拉杆拉拉力乘以以不均匀匀系数，，作为设设计弯矩矩和设计计拉杆拉拉力的标标准值。。⑤计算入入土深度度t。

——弯矩折减系数，取0.7~0.8；

——拉杆拉力不均匀系数，取1.35；

——t0处墙后被动土压力；

——t0处墙前主动土压力。前墙计算算弹性线法法——罗迈尔法法港口工程程101河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院弹性线法法——罗迈尔法法⑥按“踢踢脚”稳稳定性验验算入土土深度，，若不满满足应取取满足““踢脚”稳定定的入土土深度，，

——抗力分项系数，取1.25；踢脚——拉杆锚碇点当板桩底端位于软弱土层时，会出现板桩入土越深，越不满足“踢脚”稳定要求的不合理现象。故这里补充说明，当板桩在入土段的某一标高满足“踢脚”稳定要求即认为板桩入土深度满足“踢脚”稳定要求。前墙计算算港口工程程102河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院前墙计算算竖向弹性性地基梁梁法板桩墙的的入土深深度按““踢脚””稳定计计算，板板桩墙内内力和变变位采用用杆系有有限元求求解。计算图示示基本假定定：A、假定土土为弹性性介质，，地基系系数随深深度成正正比，k=my；B、不考虑虑桩土之之间的粘粘聚力、、摩擦力力；C、桩按实实际刚度度，并作作为一个个弹性构构件考虑虑；D、土体的的应力、、应变要要符合文文克尔假假定，即即地基表表面任一一点的压压力强度度与该点点的沉陷陷成正比比，σ=kx。港口工程程103河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院将板桩墙墙从计算算水底处处切开。。计算水底底以上墙墙段为底底端固定定的悬臂臂梁（单单宽），，其上作用用有：墙墙后土压压力，剩剩余水压压力，各各支承点点的反力力R1、R2，…Rn，以及桩桩顶端力力矩M1。计算水底底以下段段为埋在在地基中中的竖向向弹性地地基梁（（单宽）），其上作用用有：超超载土压压力、剩剩余水压压力（总总强度为为qD）和端部部的水平平力Q0及力矩M0。计算图示示前墙计算算竖向弹性性地基梁梁法港口工程程104河海大学学港港口口海岸与与近海工工程学院院前墙计算算竖向弹性性地基梁梁法竖向弹性性地基梁梁顶端（（计算水水底处））的水平平位移x0（m）和转角角φ0（rad）按“m”法公式式计算：：——地表面（（y=0）的无量量纲系数数，根据据λ和Z/λ值（Z=αy，λ=αt）查表可可得《地下墙柱柱静力计计算》附表2-4(两端自由由)

当板桩入土深度范围内存在两种以上不同土层时，m值可按下式计算：当t>2.5/α时，取tm=2(h+1.0)，h为板桩厚度；

当t≤2.5/α时，取tm=t，t为入土深度；

m1、m2、…mi；H1、H2、…Hi：分别为tm深度范围内各土层的m值和厚度。竖向弹性性地基梁梁法前墙计算算m值的确定定港口工程程港口工工程106河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院前墙计计算竖向弹弹性地地基梁梁法i点水平平变位位1点角变变位港口工工程107河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院前墙计计算竖向弹弹性地地基梁梁法计算设设计弯弯矩和和拉杆杆拉力力入土段段：自由段段：设计弯弯矩：：拉杆拉拉力：：港口工工程108河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院前墙计计算板桩墙墙强度度计算算对钢筋筋砼板板桩和和预应应力钢钢筋砼砼板桩桩，应应根据据强度度进行行配筋筋，并并进行裂裂缝宽宽度或或抗裂裂验算算。对于钢钢板桩桩，其其单宽宽强度度应满满足下下式：：式中：：N——作用标标准值值产生生的每每米轴轴向力力（kN）；Mn——作用标标准值值产生生的每每米板板桩墙墙最大大弯矩矩（kN··m）A——钢板桩桩截面面积（（m2/m）ft——钢材的的强度度设计计值（（N/mm2）γGQ——综合分分项系系数，，1.35。Wz——钢板桩桩的弹弹性抵抵抗矩矩（m3/m）锚碇结结构计计算板桩墙墙（板板）的的稳定定性计计算作用力力：拉拉杆拉拉力RA，墙后后主动动土压压力Eax、墙前前被动动土压压力Epx——抗力分分项系系数，，取1.25；1、主动动土压压力Eax、Eqx计算按按前述述公式式，但但按δ=0计算；；2、被动动土压压力按按下式式计算算3、需验验算设设计高高水位位、设设计低低水位位两种种情况况109河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院港口工工程锚碇结结构计计算锚碇墙墙（板板）到到前墙墙的距距离H0——前墙后后主动动破裂裂棱体体的高高度（（m），采采用弹弹性线线法时时取最最大负负弯矩矩点到到码头头地面面的距距离，，采用用竖向向弹性性地基基梁法法时取取变形形第一一零点点到码码头地地面的的距离离。锚碇结结构计计算锚碇墙墙（板板）到到前墙墙的距距离计算图图示110河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院港口工工程锚碇结结构计计算锚碇墙墙（板板）到到前墙墙的距距离对由于于某种种原因因（如如施工工场地地紧缺缺，墙墙后有有不能能拆除除的建建筑））不能能满足足上式式时，，在计计算锚锚碇板板（墙墙）稳稳定性性时，，应从从Epx中扣除除△Epx。锚碇板板（墙墙）前前面的的土体体的被被动破破裂面面不能能穿过过板桩桩墙。。111河海大大学港港口海海岸与与近海海工程程学院院港口工工程锚碇结结构计计算锚碇墙墙（板板）的的位移移为采用用弹性性地基基梁法