申请/专利权人：中国海洋大学

申请日：2018-10-22

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109208534B

主分类号：E02B3/06

分类号：E02B3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.15#公开

摘要：本发明公开了一种桩基透空型防波堤及其施工方法，一种桩基透空型防波堤包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽、横梁、纵梁、预制面板、挡浪墙和胸墙；其中，钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有桩帽，桩帽上固定设置有横梁和纵梁，横梁和纵梁上固定设置有预制面板，预制面板上固定设置有挡浪墙和胸墙，预制面板、挡浪墙和胸墙之间填充有回填砂层，回填砂层上附有混凝土面层，通过上述技术方案，解决现有防波堤对水动力环境影响较大、容易产生泥沙冲淤改变、海岸线变迁和港内水体污染的问题，在地质条件较差区域出现石料缺乏、造价高等缺陷，使其较小改变原有海域环境、保护水动力和自然岸线环境，并能达到优良的消浪效果。

主权项：1.一种桩基透空型防波堤，其特征在于，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽、横梁、纵梁、预制面板、挡浪墙和胸墙；其中，所述钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有所述桩帽，所述桩帽上固定设置有所述横梁和所述纵梁，所述横梁和所述纵梁上固定设置有所述预制面板，所述预制面板上固定设置有所述挡浪墙和所述胸墙，所述预制面板、所述挡浪墙和所述胸墙之间填充有回填砂层，所述回填砂层上附有混凝土面层；所述钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩，所述附带消浪板预制桩包括方桩和消浪板，所述方桩与所述消浪板整浇而成，所述消浪板上开设有方形孔；所述附带消浪板预制桩的布置排数与水深度的关系为：，所述附带消浪板预制桩布置两排，间距为L的0.5～1倍；，所述附带消浪板预制桩布置一排或两排；，所述附带消浪板预制桩布置一排；其中，h为水深度，L为波长；所述消浪板高度与水深度的关系为：，；，；，；其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度；所述消浪板透空率与水深度的关系为：，所述消浪板的下部透空率为0，上部透空率为20%～40%；，所述消浪板的下部透空率为20%～40%、上部透空率为10%～30%；，所述消浪板下部和所述消浪板上部的透空率均为10%～40%；其中，h为水深度，L为波长。

全文数据：一种桩基透空型防波堤及其施工工艺技术领域本发明涉及港口、海岸工程用防波堤技术领域，更具体的说是涉及一种桩基透空型防波堤及其施工工艺。背景技术目前，防波堤防御波浪入侵，形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物，其作为港口水工建筑物的重要组成部分，可以维护港口内水域的平稳，保证船只进出、停泊与装卸作业的安全。但是，传统的防波堤多为非透水的斜坡堤和直立堤，掩护区域内水体的循环受到限制,对周边海域的水动力环境改变较大，容易产生泥沙的冲淤变化、海岸线变迁以及港内水体污染等问题，其中，斜坡堤多为抛石结构，在我国某些地区，地质条件较差，石料较为缺乏且造价较高，直立堤由于直墙反射会形成压力较大的驻波,会对航道水流、以及堤身稳定等产生不利影响。因此，提供一种适应绿色环保、保护水动力和自然岸线环境需求的桩基透空型防波堤及其施工工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。发明内容有鉴于此，本发明提供了一种桩基透空型防波堤及其施工工艺，解决现有防波堤对水动力环境影响较大、容易产生泥沙冲淤改变、海岸线变迁和港内水体污染的问题，在地质条件较差区域出现石料缺乏、造价高等缺陷，使其较小改变原有海域环境、保护水动力和自然岸线环境，并能达到优良的消浪效果。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种桩基透空型防波堤，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽、横梁、纵梁、预制面板、挡浪墙和胸墙；其中，所述钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有所述桩帽，所述桩帽上固定设置有所述横梁和所述纵梁，所述横梁和所述纵梁上固定设置有所述预制面板，所述预制面板上固定设置有所述挡浪墙和所述胸墙，所述预制面板、所述挡浪墙和所述胸墙之间填充有回填砂层，所述回填砂层上附有混凝土面层；所述钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩，所述附带消浪板预制桩包括方桩和消浪板，所述方桩与所述消浪板整浇而成，所述消浪板上开设有方形孔。进一步的，所述附带消浪板预制桩的布置排数与水深度的关系为：所述附带消浪板预制桩布置两排，间距为L的0.5～1倍；所述附带消浪板预制桩布置一排或两排；所述附带消浪板预制桩布置一排；其中，h为水深度，L为波长。进一步的，所述消浪板高度与水深度的关系为：其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度。进一步的，所述消浪板透空率与水深度的关系为：所述消浪板的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％；所述消浪板的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％；所述消浪板下部和所述消浪板上部的透空率均为10％～40％；其中，h为水深度，L为波长。进一步的，所述横梁、所述纵梁和所述预制面板预制装配为一体，构成梁板式结构。进一步的，所述挡浪墙和所述胸墙在所述纵梁延伸方向上均为方形结构。进一步的，所述回填砂层为中粗砂层。通过采取以上方案，本发明的有益效果是：1通过在钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧设置为附带消浪板预制桩，又在消浪板上开设方形孔，可以达到理想的消浪效果，并且，通过桩基础设置为双叉预制桩，消浪板为透空式，对周围水流的运动基本不造成影响，从而使位于防波堤两侧的海水能够顺畅的交换，提高了防波堤的水体交换能力，较小改变周边海域水动力环境，适应水深流急、地基条件差、对海域水动力环境影响小的“绿色港口”的需求；2所采用的附带消浪板预制桩、桩帽、横梁、纵梁、预制面板等均为钢筋混凝土结构，各地区造价相差不大，为控制工程造价提供了良好的保障；3根据实际工程所在地海域的水深度与波长的关系，判断该地海域波浪类型，以此确定消浪板高度，在充分利用消浪板达到理想消浪效果的基础上，节约材料的使用，减少工程造价；4根据实际工程所在地海域的水深度与波长的关系，判断该地海域波浪类型，确定透空率，在满足消浪效果的基础上，同时达到抵挡下部泥沙进入港内的效果，并满足增加水体交换能力的要求；5根据实际工程所在地海域的水深度与波长的关系，判断该地海域波浪类型，确定附带消浪板预制桩设置一排或两排，保证达到理想消浪效果。所述一种桩基透空型防波堤的施工工艺如下:1将钢筋混凝土双叉预制桩打设于施工区域的海床；2在低水位时，在钢筋混凝土双叉预制桩的上部现浇桩帽；3在低水位时，在桩帽上安装预制的纵梁、横梁与预制面板；4在低水位时，现浇纵梁、横梁与桩帽的接头，现浇预制面板与横梁的接头，构成梁板式结构；5在低水位时，在预制面板上现浇胸墙和挡浪墙；6在预制面板、挡浪墙和胸墙之间填充回填砂层，回填砂层上部现浇混凝土面层。通过采取以上方案，本发明的有益效果是：在桩基透空型防波堤施工时，在桩头位置连接桩帽，保护桩头，防止桩身倾斜；桩帽上方安装横梁、纵梁和预制面板，构成梁板式结构，支撑位于其上部的挡浪墙和胸墙；挡浪墙用于防止波浪翻越堤顶；消浪板主要起消浪作用，为港内提供掩护，由于消浪板开孔，水体通过孔洞时发生紊动耗能，可以更加有效的起到消浪作用。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种桩基透空型防波堤及其施工工艺，提高了消浪防波、交换防波堤前后水体的能力，最大程度减少了对海域水动力环境的影响。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本发明提供的一种桩基透空型防波堤的横断面图；图2附图为本发明提供的一种桩基透空型防波堤的纵断面图；图3附图为本发明提供的一种桩基透空型防波堤中附带消浪板预制桩双排布置的横断面图；图4附图为本发明提供的附带消浪板预制桩的结构示意图。图中：1-挡浪墙，2-胸墙，3-预制面板，4-横梁，5-纵梁，6-桩帽，7-附带消浪板预制桩，8-回填砂层，9-混凝土面层，71-方桩，72-消浪板，73-方形孔。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：如图1-4所示，本发明实施例公开了一种桩基透空型防波堤，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽6、横梁4、纵梁5、预制面板3、挡浪墙1和胸墙2；其中，钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有桩帽6，桩帽6上固定设置有横梁4和纵梁5，横梁4和纵梁5上固定设置有预制面板3，预制面板3上固定设置有挡浪墙1和胸墙2，预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充有回填砂层8，回填砂层8上附有混凝土面层9；钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩7，附带消浪板预制桩7包括方桩71和消浪板72，方桩71与消浪板72整浇而成，消浪板72上开设有方形孔73。通过在钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧设置为附带消浪板预制桩7，又在消浪板72上开设方形孔73，可以达到理想的消浪效果，并且，通过桩基础设置为双叉预制桩，消浪板72为透空式，对周围水流的运动基本不造成影响，从而使位于防波堤两侧的海水能够顺畅的交换，提高了防波堤的水体交换能力，较小改变周边海域水动力环境。具体的，横梁4、纵梁5和预制面板3预制装配为一体，构成梁板式结构。具体的，挡浪墙1和胸墙2在纵梁5延伸方向上均为方形结构。具体的，回填砂层8为中粗砂层。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的附带消浪板预制桩7的布置排数与水深度的关系可以为：附带消浪板预制桩7布置两排，间距为L的0.5～1倍；附带消浪板预制桩7布置一排或两排；附带消浪板预制桩7布置一排；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则附带消浪板预制桩7布置为两排，间距为L的0.5倍。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72高度与水深度的关系可以为：H＝h；其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72高度与水深度相等。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72透空率与水深度的关系为：消浪板72的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％；消浪板72的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％；消浪板72下部和消浪板72上部的透空率均为10％～40％；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％。本发明实施例还公开了一种桩基透空型防波堤的施工工艺:1将钢筋混凝土双叉预制桩打设于施工区域的海床；2在低水位时，在钢筋混凝土双叉预制桩的上部现浇桩帽6；3在低水位时，在桩帽6上安装预制的纵梁5、横梁4与预制面板3；4在低水位时，现浇纵梁5、横梁4与桩帽6的接头，现浇预制面板3与横梁4的接头，构成梁板式结构；5在低水位时，在预制面板3上现浇胸墙2和挡浪墙1；6在预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充回填砂层8，回填砂层8上部现浇混凝土面层9。通过在桩头位置连接桩帽6，保护桩头，防止桩身倾斜；桩帽6上方安装横梁4、纵梁5和预制面板3，构成梁板式结构，支撑位于其上部的挡浪墙1和胸墙2；挡浪墙1用于防止波浪翻越堤顶；消浪板72主要起消浪作用，为港内提供掩护，由于消浪板72开孔，水体通过孔洞时发生紊动耗能，可以更加有效的起到消浪作用。实施例2：如图1-4所示，本发明实施例公开了一种桩基透空型防波堤，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽6、横梁4、纵梁5、预制面板3、挡浪墙1和胸墙2；其中，钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有桩帽6，桩帽6上固定设置有横梁4和纵梁5，横梁4和纵梁5上固定设置有预制面板3，预制面板3上固定设置有挡浪墙1和胸墙2，预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充有回填砂层8，回填砂层8上附有混凝土面层9；钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩7，附带消浪板预制桩7包括方桩71和消浪板72，方桩71与消浪板72整浇而成，消浪板72上开设有方形孔73。通过在钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧设置为附带消浪板预制桩7，又在消浪板72上开设方形孔73，可以达到理想的消浪效果，并且，通过桩基础设置为双叉预制桩，消浪板72为透空式，对周围水流的运动基本不造成影响，从而使位于防波堤两侧的海水能够顺畅的交换，提高了防波堤的水体交换能力，较小改变周边海域水动力环境。具体的，横梁4、纵梁5和预制面板3预制装配为一体，构成梁板式结构。具体的，挡浪墙1和胸墙2在纵梁5延伸方向上均为方形结构。具体的，回填砂层8为中粗砂层。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的附带消浪板预制桩7的布置排数与水深度的关系可以为：附带消浪板预制桩7布置两排，间距为L的0.5～1倍；附带消浪板预制桩7布置一排或两排；附带消浪板预制桩7布置一排；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则附带消浪板预制桩7布置为两排，间距为L的1倍。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72高度与水深度的关系可以为：H＝h；其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72高度与水深度关系设置为为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72透空率与水深度的关系为：消浪板72的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％；消浪板72的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％；消浪板72下部和消浪板72上部的透空率均为10％～40％；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％。本发明实施例还公开了一种桩基透空型防波堤的施工工艺:1将钢筋混凝土双叉预制桩打设于施工区域的海床；2在低水位时，在钢筋混凝土双叉预制桩的上部现浇桩帽6；3在低水位时，在桩帽6上安装预制的纵梁5、横梁4与预制面板3；4在低水位时，现浇纵梁5、横梁4与桩帽6的接头，现浇预制面板3与横梁4的接头，构成梁板式结构；5在低水位时，在预制面板3上现浇胸墙2和挡浪墙1；6在预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充回填砂层8，回填砂层8上部现浇混凝土面层9。通过在桩头位置连接桩帽6，保护桩头，防止桩身倾斜；桩帽6上方安装横梁4、纵梁5和预制面板3，构成梁板式结构，支撑位于其上部的挡浪墙1和胸墙2；挡浪墙1用于防止波浪翻越堤顶；消浪板72主要起消浪作用，为港内提供掩护，由于消浪板72开孔，水体通过孔洞时发生紊动耗能，可以更加有效的起到消浪作用。实施例3：如图1、2、4所示，本发明实施例公开了一种桩基透空型防波堤，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽6、横梁4、纵梁5、预制面板3、挡浪墙1和胸墙2；其中，钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有桩帽6，桩帽6上固定设置有横梁4和纵梁5，横梁4和纵梁5上固定设置有预制面板3，预制面板3上固定设置有挡浪墙1和胸墙2，预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充有回填砂层8，回填砂层8上附有混凝土面层9；钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩7，附带消浪板预制桩7包括方桩71和消浪板72，方桩71与消浪板72整浇而成，消浪板72上开设有方形孔73。通过在钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧设置为附带消浪板预制桩7，又在消浪板72上开设方形孔73，可以达到理想的消浪效果，并且，通过桩基础设置为双叉预制桩，消浪板72为透空式，对周围水流的运动基本不造成影响，从而使位于防波堤两侧的海水能够顺畅的交换，提高了防波堤的水体交换能力，较小改变周边海域水动力环境。具体的，横梁4、纵梁5和预制面板3预制装配为一体，构成梁板式结构。具体的，挡浪墙1和胸墙2在纵梁5延伸方向上均为方形结构。具体的，回填砂层8为中粗砂层。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的附带消浪板预制桩7的布置排数与水深度的关系可以为：附带消浪板预制桩7布置两排，间距为L的0.5～1倍；附带消浪板预制桩7布置一排或两排；附带消浪板预制桩7布置一排；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则附带消浪板预制桩7布置为一排。为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72高度与水深度的关系可以为：H＝h；其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72高度与水深度关系设置为为了进一步体现本发明的技术效果，本实施例的消浪板72透空率与水深度的关系为：消浪板72的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％；消浪板72的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％；消浪板72下部和消浪板72上部的透空率均为10％～40％；其中，h为水深度，L为波长，本实施例中，水深度与波长的关系为则消浪板72下部和消浪板72上部的透空率均为10％～40％。本发明实施例还公开了一种桩基透空型防波堤的施工工艺:1将钢筋混凝土双叉预制桩打设于施工区域的海床；2在低水位时，在钢筋混凝土双叉预制桩的上部现浇桩帽6；3在低水位时，在桩帽6上安装预制的纵梁5、横梁4与预制面板3；4在低水位时，现浇纵梁5、横梁4与桩帽6的接头，现浇预制面板3与横梁4的接头，构成梁板式结构；5在低水位时，在预制面板3上现浇胸墙2和挡浪墙1；6在预制面板3、挡浪墙1和胸墙2之间填充回填砂层8，回填砂层8上部现浇混凝土面层9。通过在桩头位置连接桩帽6，保护桩头，防止桩身倾斜；桩帽6上方安装横梁4、纵梁5和预制面板3，构成梁板式结构，支撑位于其上部的挡浪墙1和胸墙2；挡浪墙1用于防止波浪翻越堤顶；消浪板72主要起消浪作用，为港内提供掩护，由于消浪板72开孔，水体通过孔洞时发生紊动耗能，可以更加有效的起到消浪作用。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求：1.一种桩基透空型防波堤，其特征在于，包括钢筋混凝土双叉预制桩、桩帽、横梁、纵梁、预制面板、挡浪墙和胸墙；其中，所述钢筋混凝土双叉预制桩上部现浇有所述桩帽，所述桩帽上固定设置有所述横梁和所述纵梁，所述横梁和所述纵梁上固定设置有所述预制面板，所述预制面板上固定设置有所述挡浪墙和所述胸墙，所述预制面板、所述挡浪墙和所述胸墙之间填充有回填砂层，所述回填砂层上附有混凝土面层；所述钢筋混凝土双叉预制桩迎浪一侧为附带消浪板预制桩，所述附带消浪板预制桩包括方桩和消浪板，所述方桩与所述消浪板整浇而成，所述消浪板上开设有方形孔。2.根据权利要求1所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述附带消浪板预制桩的布置排数与水深度的关系为：所述附带消浪板预制桩布置两排，间距为L的0.5～1倍；所述附带消浪板预制桩布置一排或两排；所述附带消浪板预制桩布置一排；其中，h为水深度，L为波长。3.根据权利要求2所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述消浪板高度与水深度的关系为：H＝h；其中，h为水深度，L为波长，H为消浪板高度。4.根据权利要求3所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述消浪板透空率与水深度的关系为：所述消浪板的下部透空率为0，上部透空率为20％～40％；所述消浪板的下部透空率为20％～40％、上部透空率为10％～30％；所述消浪板下部和所述消浪板上部的透空率均为10％～40％；其中，h为水深度，L为波长。5.根据权利要求1所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述横梁、所述纵梁和所述预制面板预制装配为一体，构成梁板式结构。6.根据权利要求1所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述挡浪墙和所述胸墙在所述纵梁延伸方向上均为方形结构。7.根据权利要求1所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述回填砂层为中粗砂层。8.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的一种桩基透空型防波堤，其特征在于，所述一种桩基透空型防波堤的施工工艺如下:1将钢筋混凝土双叉预制桩打设于施工区域的海床；2在低水位时，在钢筋混凝土双叉预制桩的上部现浇桩帽；3在低水位时，在桩帽上安装预制的纵梁、横梁与预制面板；4在低水位时，现浇纵梁、横梁与桩帽的接头，现浇预制面板与横梁的接头，构成梁板式结构；5在低水位时，在预制面板上现浇胸墙和挡浪墙；6在预制面板、挡浪墙和胸墙之间填充回填砂层，回填砂层上部现浇混凝土面层。

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