防波堤設(shè)計與施工規(guī)范_第1頁
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文檔簡介

關(guān)于發(fā)布《防波堤設(shè)計與施工規(guī)范》的通知

交基發(fā)(1998)217號

由我部組織交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院等單位修訂的《防波堤設(shè)計與施

工規(guī)范》,業(yè)經(jīng)審查,現(xiàn)批準(zhǔn)為強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),編號為JTJ298-98,自1999年

6月1日起施行,《防波堤規(guī)范》(JTJ218-87)同時廢止。

本規(guī)范的管理和出版組織工作由部基建管理司負(fù)責(zé),具體解釋工作由交通部

第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院負(fù)責(zé)。

中華人民共和國交通部

一九九八年四月二十日

修訂說明(條文說明)

遵照交通部關(guān)于“八五”期間規(guī)范工作的安排,于1991年開始對港口工程

技術(shù)規(guī)范第四篇《防波堤》進(jìn)行修訂。有關(guān)設(shè)計計算方面的修訂主要以國家標(biāo)準(zhǔn)

《港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50158-92)為依據(jù)。

本規(guī)范的主編單位為第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院,參加單位有:中交水運規(guī)劃

設(shè)計院、交通部第一航務(wù)工程局、交通部第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院、交通部第四

航務(wù)工程局科研所、交通部第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院。修訂組主要成員名單如下:

組長:王美茹

副組長:孫毓華、盤榮亨

組員:謝世楞、劉穎、謝善文、呂江華

黃正平、夏智清、盧永昌、黎志均

本規(guī)范在修訂過程中,調(diào)查總結(jié)了近10多年來國內(nèi)港口工程的設(shè)計和施工

經(jīng)驗,參考和引用了美國、日本和前蘇聯(lián)等國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)技術(shù),并在廣泛

征求各有關(guān)設(shè)計、科研、施工和高等院校等單位意見的基礎(chǔ)上,經(jīng)編寫組反復(fù)討

論和修改后,于1995年H月完成送審稿。

本規(guī)范修訂工作的分工如下:

第1章王美茹

第2章王美茹

第3章王美茹

第4章孫毓華、黎志均、謝善文、呂江華、王美茹

第5章盤榮亨、盧永昌、劉穎、謝世楞

第6章王美茹、夏智清

第7章黃正平

第8章黃正平

附錄.世楞、王美茹、孫毓華

規(guī)范總校工作領(lǐng)導(dǎo)小組:

組長:仇伯強(qiáng)

副組長:姜明寶

成員:杜廷瑞賀錚孫毓華王美茹

本規(guī)范總校組:

組長:賀錚

副組長:孫毓華王美茹

成員:姜明寶謝世楞張樹仁盛周偉

本規(guī)范于1996年11月通過部審,1998年4月20日發(fā)布,1999年6月1日

起實施。

刖a

隨著我國港口工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展和需要,1987年出版發(fā)行的《港口工程

技術(shù)規(guī)范》,由于歷時較長,需要進(jìn)行補充和修訂。

本次規(guī)范的修訂是在原《防波堤規(guī)范》(JTJ218—87)基礎(chǔ)上,通過大量的

調(diào)查研究,總結(jié)和吸收了近10多年來國內(nèi)、外防波堤工程的設(shè)計、科研和施工

經(jīng)驗,對原規(guī)范作了補充和修改。計算方法向以分項系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計法

轉(zhuǎn)軌的過程中,進(jìn)行了可靠度分析和校準(zhǔn)工作,使本規(guī)范不僅安全可靠且便于操

作。修訂后的新規(guī)范內(nèi)容充實、覆蓋面較廣,較充分地反映出我國在該項領(lǐng)域的

技術(shù)水平,能較好地適應(yīng)港口工程發(fā)展的需要。

本規(guī)范的修訂,主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

(GB50158—92)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水運工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》(JTJ200—95)等。

本規(guī)范的主要內(nèi)容除包括常用的斜坡式和直立式防波堤的設(shè)計、施工有關(guān)規(guī)

定外,還包括某些新型式的防波堤,并對其計算原則和計算方法作了規(guī)定。

修訂后的規(guī)范和原規(guī)范相比,設(shè)計計算部分全部改為以分項系數(shù)表達(dá)的概率

極限狀態(tài)設(shè)計法。斜坡堤設(shè)計,增加了拋石潛堤、寬肩臺斜坡堤、新型護(hù)面塊體、

斜坡堤前的海底沖刷與防護(hù)等。正砌方塊和矩形沉箱直立堤設(shè)計增加了墻前有人

工塊體掩護(hù)的直立堤斷面型式、直立堤堤前海底的沖刷與防護(hù)等;同時還增加了

其它型式防波堤設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容。此外,規(guī)定了防波堤施工期波浪重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)的

確定。施工部分增加了用土工布、爆炸排淤法加固軟基、直立堤拋石基床采用爆

夯等新工藝、新技術(shù)和新方法;針對不同情況,適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了防波堤的施工精度

和允許偏差。本規(guī)范共分8章、9個附錄及條文說明。

本規(guī)范由交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院負(fù)責(zé)解釋,在執(zhí)行過程中請將發(fā)現(xiàn)

的問題和意見及時向解釋單位反映,以便今后修訂時參考。

本規(guī)范如有局部修訂,其修訂內(nèi)容將在《水運工程標(biāo)準(zhǔn)與造價管理信息》上

刊登。

1總貝U

1.0.1為使防波堤工程的設(shè)計與施工,達(dá)到技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理以及確保

結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性,制訂本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于海港工程中防波堤,包括拋石潛堤的設(shè)計與施工,其它承

受波浪作用的水工建筑物可參照執(zhí)行。

1.0.3防波堤的平面布置、水位、波浪和波浪力,應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海港總

平面及工藝設(shè)計規(guī)范》(JTJ211)和《海港水文規(guī)范》(JTJ213)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)

行。止匕外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

條文說明

1.0.1防波堤是港口工程的重要組成部分。同時也是一項技術(shù)上比較復(fù)雜的工

程。在總結(jié)國內(nèi)外防波堤工程經(jīng)驗基礎(chǔ)上制訂的本規(guī)范,不僅其內(nèi)容較充實和完

整,且具有先進(jìn)性、科學(xué)性、實用性和指導(dǎo)作用。

1.0.2防波堤的結(jié)構(gòu)型式,除常用的斜坡式和直立式(正砌方塊、矩形沉箱)

以外,還有消浪沉箱式、圓筒式、樁式及透空式等新型直立堤。對于上述新型直

立堤,近年來雖已取得一些經(jīng)驗,但還處于試驗研究階段。對于由直墻和斜坡基

床組成的所謂混合式堤,當(dāng)直墻高度較小,而以拋石斜坡為主體時,作為是帶胸

墻的斜坡堤;當(dāng)直墻高度較大時,則作為是明基床上的直立堤,因此本冊取消了

“混合式”這個名詞。

根據(jù)港工技術(shù)發(fā)展和國內(nèi)使用經(jīng)驗,本冊主要對常用的斜坡堤(包括拋石潛

堤)和直立堤作了具體的規(guī)定。對于新型的消浪沉箱、圓筒式、樁式和透空式則

給出原則性的規(guī)定。其它承受波浪作用的類似建筑物(如護(hù)岸等)可參照使用。

1.0.3直立堤的計算、構(gòu)造和施工要求等與重力式碼頭有很多共同之處,為了

避免重復(fù),本冊中主要針對防波堤的特點作出了相應(yīng)的規(guī)定。因此對于沉箱、方

塊和圓筒等重力式結(jié)構(gòu)還應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。

2.1術(shù)語

肩臺——斜坡堤坡面上的平臺或稱俄臺。

護(hù)面塊體——斜坡堤護(hù)面的塊石或人工塊體。

壓載層一又稱為反壓臺。坡腳處用以壓載的棱體。

水下棱體一支承護(hù)面及加強(qiáng)對坡腳防護(hù)的棱體。

塊體容許失穩(wěn)率——計算水位上、下各一倍設(shè)計波高的護(hù)面范圍內(nèi),允許被

波浪打擊移動和滾落的塊體個數(shù)所占的百分率。

拋石潛堤一高潮時淹沒,低潮時出水的拋石斜坡堤。

正砌方塊直立堤一一墻身由預(yù)制的混凝土方塊逐層砌筑而成的重力式直立

堤。

沉箱直立堤一墻身由鋼筋混凝土沉箱構(gòu)成的重力式直立堤。

開孔沉箱直立堤一外壁開孔,內(nèi)設(shè)消浪室的沉箱直立堤。

座床式圓筒直立堤——墻身由大直徑圓筒置于拋石基床上的防波堤。

透空式直立堤——堤身支撐在樁或墩上,下部透水的防波堤。

樁式直立堤——由樁構(gòu)成的直立式防波堤。

堤頭一防波堤的端部。

堤根一防波堤與岸相接處。

2.2符號

A——護(hù)面層平均面積

劭——柵欄板的長邊

B---堤身或堤底寬度

bo—柵欄板的短邊

g

一消浪室的寬度

cG--塊體形狀系數(shù)

_

A5一塊石粒徑分布曲線上與累積頻率15%相對應(yīng)的粒徑

-

AO一砂粒的中值粒徑

_

Q5一塊石粒徑分布曲線上與累積頻率85%相對應(yīng)的粒徑

公-堤前水深

與一直立堤明基床頂面水深

-

L—被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值

/-堤底合力作用點的偏心距

摩擦系數(shù)的設(shè)計值

GL-

-自重力標(biāo)準(zhǔn)值

//-

HR-重力加速度

/-波高

一反射波高

H,

H5—堤后傳遞波高

Hl——最大波高

/7—na%>

AC-

后—累積頻率為1%的波高

%

扃9—累積頻率為5%的波高

口—累積頻率為13%的波高,也稱為有效波高

此一護(hù)面層厚度

_-堤頂在計算水位以下的深度

力}一塊體穩(wěn)定系數(shù)

流n_d——與斜坡的m值和值有關(guān)的系數(shù)

G

該_

p-傳遞波高系數(shù)

機(jī)_

u一波坦系數(shù)

_

此E一波長

k—與譜峰周期7.相應(yīng)的波長

一自重力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩

一水平波浪力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的傾覆力矩

一波浪浮托力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的傾覆力矩

一被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩

-坡度系數(shù)

-人工塊體個數(shù)

一潛堤護(hù)面塊石的穩(wěn)定系數(shù)

n-一塊體容許失穩(wěn)率

n'~-護(hù)面塊體層數(shù)

P-「水平波浪力標(biāo)準(zhǔn)值

Pu一波浪浮托力標(biāo)準(zhǔn)值

P'~-護(hù)面塊體空隙率

Ps--靜水面處波浪壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

PU-水底處波浪壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

Q--人工塊體混凝土量

Ru—波浪在斜坡上的爬高計算值

sb--塊體材料重度與水重度的比值

T——波浪的平均周期

TP—譜峰周期

t——基床厚度

t0——擋板的入水深度

Umax——節(jié)點處最大波浪底流速度

Ucr——底砂的起動流速

r—人工塊體的體積

/一堤前最大波浪底流速度

此-護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量

次-潛堤護(hù)面塊石的穩(wěn)定重量

畋—靜水面以下深度大于0.7H時護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量

&-相對粗砂型沖刷剖面曲線的水平坐標(biāo)值

w-相對細(xì)砂型沖刷剖面曲線的水平坐標(biāo)值

-相對粗砂型沖刷剖面曲線的垂直坐標(biāo)值

zc-相對細(xì)砂型沖刷剖面曲線的垂直坐標(biāo)值

zr-—相對粗砂型沖刷谷的最大深度

zmc—相對細(xì)砂型沖刷谷的最大深度

az——斜坡坡面與水平面的夾角

B——m沙質(zhì)海底沖刷形態(tài)的判別參數(shù)

7——水的重度

出——材料的重度

%——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

力——水平波浪力分項系數(shù)

%——波浪浮托力分項系數(shù)

A——沙粒的相對密度

〃一開孔率

f—堤底面合力作用點至后踵(波谷作用時為前趾)的距離

ffmax--------基床頂面的最大應(yīng)力

O-min---------基床頂面的最小應(yīng)力

〃max-------地基表面的最大應(yīng)力

ffmin-------地基表面的最小應(yīng)力

①——沙粒的靜水沉降速度

3一般規(guī)定

3.0.1防波堤的縱軸線由一段或幾段直線組成,各段之間應(yīng)以圓弧或折線相連

接。防波堤縱軸線宜向港內(nèi)拐折,避免堤軸線向港外拐折形成凹角,造成波能集

中。如堤軸線必須向外拐折時,則兩段堤軸線的外夾角不宜小于150。。

3.0.2根據(jù)水深、波浪和地質(zhì)條件的變化,應(yīng)對防波堤進(jìn)行分段,采用不同的

斷面尺度或不同的結(jié)構(gòu)型式。

對于防波堤的結(jié)構(gòu)選型,應(yīng)根據(jù)自然條件、材料來源、使用要求和施工條件

等,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

斜坡堤適用于地基較差和石料來源豐富的情況;正砌方塊和矩型沉箱直立

堤,適用于水深較深和地基較好的情況;當(dāng)采用其它型式直立堤,如透空沉箱、

圓筒式、樁式、透空式等時,應(yīng)通過模型試驗或?qū)iT論證。

3.0.3拋筑防波堤的石料,應(yīng)滿足下列要求:

(1)在水中浸透后的強(qiáng)度:對于護(hù)面塊石和需要進(jìn)行夯實的基床塊石不應(yīng)

低于50MPa;對于墊層塊石和不進(jìn)行夯實的基床塊石不應(yīng)低于30MPa;

(2)不成片狀,無嚴(yán)重風(fēng)化和裂紋。

注:對堤心石和填料,可根據(jù)具體情況適當(dāng)降低要求。

3.0.4防波堤的混凝土和鋼筋混凝土構(gòu)件,應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《港口工程混凝

土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(JTJ267)的規(guī)定選定抗凍等級。對于無抗凍要求的防波堤,

混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于表3.0.4的規(guī)定。

對于漿砌塊石結(jié)構(gòu),其石料在水中浸透后的強(qiáng)度不應(yīng)低于50MPa;水泥砂漿

的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M10,當(dāng)有抗凍要求時不應(yīng)低于M20;勾縫水泥砂漿的強(qiáng)度

等級不應(yīng)低于M20。

混凝土強(qiáng)度等級表氐0.4

混觥土構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件

C20C25

3.0.5防波堤結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行模型試驗驗證,當(dāng)有類似條件下的試驗資料時,可不

再進(jìn)行試驗。

3.0.6沿防波堤縱軸線應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的永久觀測點。在施工和使用期間,對

防波堤的沉降、位移和傾斜應(yīng)定期進(jìn)行觀測。有條件時,可進(jìn)行波浪爬高和波浪

力等原體觀測。

3.0.7對于施工過程中未成型的防波堤堤段,應(yīng)根據(jù)實際情況考慮采取必要的

防浪措施。

條文說明

3.0.1防波堤的軸線向港外拐折,則在凹角處將造成波浪能量的集中,該凹角

處的堤身破壞最為嚴(yán)重。根據(jù)國外的實踐經(jīng)驗,當(dāng)外夾角大于150。時,波能集

中的情況不顯著。

3.0.2防波堤的結(jié)構(gòu)選型與水深、潮差、波浪、地質(zhì)等自然條件,以及石料來

源、使用要求和施工條件等都有關(guān)。對于同一地區(qū)而言,一般在水深較小處都采

用斜坡式,而在水深變大后,則采用直立式可能比較經(jīng)濟(jì)合理。

3.0.3對于基床塊石的強(qiáng)度要求與《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》規(guī)范的規(guī)定

相同。對于護(hù)面塊石和墊層塊石的強(qiáng)度要求,也根據(jù)其重要性和實際受力條件而

分別提出兩種規(guī)定,從過去的工程情況來看,一般均能滿足。

對于堤心石,根據(jù)其重要性、受力條件以及過去有些工程中實際采用的情況,

規(guī)定可適當(dāng)降低要求。

3.0.4因防波堤經(jīng)常遭受波浪的作用,故本條中規(guī)定的混凝土和鋼筋混凝土構(gòu)

件的混凝土強(qiáng)度等級均比《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》相應(yīng)的要求提高一級。

3.0.5防波堤結(jié)構(gòu)斷面的水力模型試驗驗證,是防波堤設(shè)計的重要手段之一。

根據(jù)過去防波堤工程的情況來看,除了波高較小、工程量不大的工程或有類似條

件下的試驗資料時,一般均進(jìn)行模型試驗。

根據(jù)近年來不規(guī)則波試驗設(shè)施的發(fā)展,對較重要的建筑物應(yīng)考慮進(jìn)行不規(guī)則

波試驗驗證。

3.0.6本條中除規(guī)定應(yīng)進(jìn)行防波堤的沉降和位移等觀測外,并建議有條件時可

進(jìn)行波浪爬高和波浪力等原體觀測工作,以積累工程實際資料,總結(jié)經(jīng)驗,不斷

提高設(shè)計、施工水平。

3.0.7為了避免或減少防波堤的施工過程中遭受風(fēng)浪襲擊而造成損失,設(shè)計和

施工均應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行復(fù)核并考慮采取必要的防風(fēng)浪措施。

4.1斜坡堤斷面尺度的確定

4.1.1斜坡堤的主要斷面型式如下:

4.1.1.1當(dāng)護(hù)面采用拋填塊石,安放塊石或混凝土人工塊體時,斷面的一般

型式如圖4.1.1a)所示,港外側(cè)宜設(shè)置水下拋石棱體以支承護(hù)面,對地基較好

的情況,也可不設(shè)置拋石棱體。

4.1.1.2當(dāng)水上部分的護(hù)面采用干砌塊石、干砌條石或漿砌塊石時,斷面的

一般型式如圖4.1.1b)所示,在施工水位附近設(shè)置肩臺,用以支承水上的護(hù)面,

肩臺部分可安放大塊石或混凝土方塊。

4.1.1.3當(dāng)施工時期波浪經(jīng)常較大、石料缺乏,且有足夠起重能力時,可采

用拋填塊體的斷面,如圖4.1.1c)所示。

4.1.1.4當(dāng)?shù)添斪魍ǖ阑虻虄?nèi)兼作碼頭時,宜在堤頂設(shè)置胸墻,如圖4.1.Id)

所示。胸墻的型式有L型、反L型和弧型等。

4.1.1.5當(dāng)石料來源豐富,利用塊石作護(hù)坡,且采用陸上推進(jìn)法施工時,可

采用寬肩臺拋石斜坡堤,如圖4.Lie)所示。

注:當(dāng)護(hù)面塊體采用規(guī)則安放如四腳空心方塊、柵欄板等型式時,應(yīng)設(shè)置拋

石或方塊水下棱體。

4.1.2斜坡堤的堤頂高程應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1)對允許少量越浪的斜坡堤,宜定在設(shè)計高水位以上不小于0.6~0.7倍

設(shè)計波高值處;

(2)對基本不越浪的斜坡堤,宜定在設(shè)計高水位以上不小于1.0倍設(shè)計波

高值處;

(3)對寬肩臺拋石斜坡堤,宜按基本不越浪確定;

(4)對設(shè)胸墻的斜坡堤,胸墻的頂高程宜定在設(shè)計高水位以上1.0?1.25

倍設(shè)計波高值處。當(dāng)?shù)添敳患孀魍ǖ罆r,胸墻的頂高程可適當(dāng)降低。

陽G1.1科城提斯式

?)人工塊體護(hù)面斜坡堤,b)砌石護(hù)面敘坡堤,

c)處填方塊斜坡堤,力堤值設(shè)"1?的制坡堤,

e>蜜《|白斜坡堤

注:①本章中的設(shè)計波高,除特別注明者外均按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海港水文規(guī)范》確定;

②對塊石護(hù)面的堤頂高程可取條文中的較高值,對人工塊體護(hù)面可取較低值;

③對防護(hù)要求較高的斜坡堤,宜按波浪爬高計算確定其堤頂高程。

4.1.3斜坡堤的堤頂寬度,可取1.10~1.25倍設(shè)計波高值,且在構(gòu)造上至少應(yīng)

能安放兩排或隨機(jī)安放3塊人工塊體。對采用陸上推進(jìn)法施工的斜坡堤,尚應(yīng)考

慮施工機(jī)械對頂寬的要求。

4.1.4對港外側(cè)設(shè)置水下拋石棱體的斷面,棱體的頂面高程宜定在設(shè)計低水位

以下約1.0倍設(shè)計波高值處;棱體的頂面寬度不宜小于2.0m;棱體的厚度不宜

小于1.0mo

4.1.5對設(shè)置肩臺的斷面,肩臺寬度不宜小于2m,肩臺頂高程應(yīng)根據(jù)施工條件

確定。

4.1.6對拋填塊體的斷面,堤身在設(shè)計高水位處的寬度不宜小于3倍設(shè)計波高

值。

4.1.7對堤頂設(shè)置L型胸墻或反L型胸墻的斷面,其坡頂高程和坡肩寬度應(yīng)符

合下列規(guī)定:

(1)當(dāng)胸墻前斜坡護(hù)面為塊石或單層塊體時(圖4.Lid)),其坡頂高程

可定在設(shè)計高水位以上0.6?0.7倍設(shè)計波高值處;墻前坡肩寬度不應(yīng)小于1.0m,

且在構(gòu)造上至少應(yīng)能安放一排護(hù)面塊體;

(2)當(dāng)胸墻前斜坡護(hù)面為扭工字塊體或四腳錐體時,其坡頂高程不宜低于

胸墻頂高程,且在墻前坡肩范圍內(nèi)應(yīng)能安放兩排兩層護(hù)面塊體,如圖4.1.7所示。

4.1.8寬肩臺斜坡堤的肩臺頂高程,可定在設(shè)計高水位以上1.0m?3.0m處;肩

臺寬度b(見圖4.Lie))宜取2.3?2.9倍設(shè)計波高值,且不宜小于6.0m。

4.1.9斜坡堤的邊坡坡度可按表4.1.9采用。

ffi4.17堤值憫墻

a)b)反L型憫*

斜坡堤坡度表4.1.9

護(hù)面型式坡度

拋填或安放塊石m*3

干砌或漿砌塊石1

干砌條石1?0.8~1?2

安放人工塊體1*1.25—1?2

拋項方塊1?1<-1?1.25

注:對寬肩臺斜坡堤,肩臺以上和以下的邊坡坡度可分別取1*1.5,?1/3和1,

1—1*1.5.

條文說明

4.1.1條文中推薦的前四種斷面型式主要是根據(jù)國內(nèi)采用過的各種斜坡堤型式

總結(jié)出來的。

圖4.1.1(e)是本次修訂中新增加的一種型式,它是一種與常規(guī)的拋石斜

坡堤斷面不同的寬肩臺式拋石斜坡堤。這種拋石堤的最大特點是容許堤身斷面

(外側(cè)部分)在波浪作用下發(fā)生變形,直至外坡形成一個動力平衡剖面。由于構(gòu)

成寬肩臺的護(hù)面塊石空隙較大,因而當(dāng)波浪通過寬肩臺時,將產(chǎn)生較大的能量損

失。

4.1.2斜坡堤的堤頂高程主要與它所掩護(hù)的港口水域要求的水面平穩(wěn)程度有

關(guān)。我國斜坡堤的頂高程一般說來是比較低的,一些老港口的防波堤頂通常高出

設(shè)計高水位不到1.0m。條文中推薦的堤頂高程的數(shù)值,主要是根據(jù)對我國港口

的調(diào)查,并統(tǒng)計了近年來一些新建防波堤的堤頂高程而得出來的。

根據(jù)國外試驗資料,當(dāng)?shù)添斣谠O(shè)計高水位以上(0.6~0.7)H時,越浪以后

堤背后的波高為(0.15?0.2)Ho上述標(biāo)準(zhǔn)是適用于容許少量越浪的情況,當(dāng)要

求基本不越浪時,則應(yīng)提高堤頂高度為在設(shè)計高水位以上不小于1.0H處。

對寬肩臺式拋石堤,其堤頂和港內(nèi)側(cè)部分不容許在波浪作用下變形,因而要

求堤頂有足夠的高度以防止過量的越浪,條文中確定堤頂不低于設(shè)計高水位以上

1.0H是根據(jù)實例統(tǒng)計而得。

胸墻頂高程根據(jù)使用要求一般按基本不越浪考慮,本條所推薦的數(shù)值主要是

根據(jù)對國內(nèi)一些新老防波堤設(shè)計情況的調(diào)查和統(tǒng)計及參考國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而得出

來的。

4.1.3斜坡堤的頂寬,除滿足施工及使用要求外,還應(yīng)保證在波浪作用下堤頂

的穩(wěn)定性。

為穩(wěn)定所需的堤頂寬度,主要取決于允許波浪越頂?shù)某潭?。因此,它與堤頂

高程密切相關(guān)。

堤頂寬度小于設(shè)計波高的斜坡堤斷面是不穩(wěn)定的,條文推薦的數(shù)值是綜合分

析國內(nèi)外實際工程資料及有關(guān)模型試驗成果而確定的。

對采用陸上推進(jìn)法施工的斜坡堤,尚應(yīng)考慮堤頂通行機(jī)械對頂寬的要求,對

設(shè)在施工水位以上的單車道寬度不宜小于5m。

4.1.4一般在設(shè)計水位上、下約1.0倍設(shè)計波高范圍內(nèi)的護(hù)面塊體受波浪的作

用最劇烈,因此水下拋石棱體的頂面,最好設(shè)在設(shè)計低水位以下約1.0H處。棱

體頂面的寬度與其高程、波高的大小、塊石的尺度等都有關(guān),結(jié)合實際工程經(jīng)驗

條文規(guī)定為不小于2mo

4.1.5對于設(shè)置肩臺的斷面,肩臺寬度通常為1.5m至3.0m,故條文中規(guī)定宜

不小于2mo

4.1.6拋填方塊的斷面,透浪較大,因此堤身寬度不宜太窄,以免影響港內(nèi)平

穩(wěn)。本條規(guī)定的數(shù)值主要參考有關(guān)文獻(xiàn)資料確定。

4.1.7斜坡堤在堤頂設(shè)置胸墻,一般都是因為在使用上有減少堤頂越浪程度的

要求。當(dāng)胸墻前斜坡護(hù)面為塊石或單層四腳空心方塊時,根據(jù)一些工程的模型試

驗結(jié)果,若要求在設(shè)計情況下基本不越浪,則胸墻頂高程一般需在設(shè)計高水位以

上約1.5倍設(shè)計波高處。

胸墻前斜坡護(hù)面為扭工字塊體或四腳錐體時,一般適用于波高較大的情況。

根據(jù)對幾個工程模型試驗資料分析的結(jié)果,當(dāng)胸墻前人工塊體斜坡的高度較低,

寬度較窄時,由于波浪在斜坡上激烈破碎等原因,作用在胸墻上的波壓力有增大

的趨勢,胸墻很不容易穩(wěn)定,所以在條文中規(guī)定對此類斷面的坡頂高程不宜低于

胸墻頂高程,且在墻前坡肩范圍內(nèi)宜安放兩排兩層護(hù)面塊體。

4.1.8肩臺頂面高程,一般在設(shè)計高水位以上1.0m?3.0m處;而戶臺寬度則根

據(jù)對國內(nèi)外十一座防波堤統(tǒng)計的結(jié)果,多為2.3-3.0倍設(shè)計波高,因此推薦采用

2.3?2.9倍設(shè)計波高值。由于波高小時,一般無需采用寬肩臺型式,另一主面

若肩臺太窄又不能起到寬肩臺式的作用,因此控制最小為6.0m。

4.1.9各種型式的斜坡堤邊坡坡度,是按國內(nèi)各工程實際采用的數(shù)值統(tǒng)計歸納

而得出的。

4.2斜坡堤計算

4.2.1斜坡堤設(shè)計應(yīng)計算以下內(nèi)容:

(1)護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量和護(hù)面層厚度;

(2)柵欄板的強(qiáng)度;

(3)堤前護(hù)底塊石的穩(wěn)定重量;

(4)胸墻的強(qiáng)度和抗滑、抗傾穩(wěn)定性;

(5)地基的整體穩(wěn)定性;

(6)地基沉降(確定堤頂預(yù)留高度)。

4.2.2斜坡堤承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)以設(shè)計波高及對應(yīng)的波長確定的波

浪力作為標(biāo)準(zhǔn)值,并應(yīng)考慮以下三種設(shè)計狀況及相應(yīng)的組合。

4.2.2.1持久狀況,應(yīng)考慮以下的持久組合:

(1)設(shè)計高水位時,波高應(yīng)采用相應(yīng)的設(shè)計波高;

(2)設(shè)計低水位時,波高的采用分為以下兩種情況:當(dāng)有推算的外海設(shè)計

波浪時,應(yīng)取設(shè)計低水位進(jìn)行波浪淺水變形分析,求出堤前的設(shè)計波高;當(dāng)只

有建筑物附近不分水位統(tǒng)計的設(shè)計波浪時,可取與設(shè)計高水位時相同的設(shè)計波

高,但不超過低水位時的淺水極限波高;

(3)極端高水位時,波高應(yīng)采用相應(yīng)的設(shè)計波高。極端低水位時,可不考

慮波浪的作用。

4.2.2.2短暫狀況,應(yīng)考慮以下的短暫組合:對未成型的斜坡堤進(jìn)行施工期

復(fù)核時,水位可采用設(shè)計高水位和設(shè)計低水位,波高的重現(xiàn)期可采用2?5年。

4.2.2.3偶然狀況,在進(jìn)行斜坡堤整體穩(wěn)定計算時,應(yīng)考慮地震作用的偶然

組合,水位采用設(shè)計低水位,不考慮波浪對堤體的作用,其計算方法應(yīng)符合現(xiàn)行

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水運工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ225)的有關(guān)規(guī)定。

4.2.3計算堤頂胸墻抗滑和抗傾穩(wěn)定性時,應(yīng)按下列方法進(jìn)行。

4.2.3.1沿墻底抗滑穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式如下:

("L匚)j+力4(4.2.3-1)

式中G——胸墻自重力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);

P—作用在胸墻海側(cè)面上的水平波浪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);

P"—作用在胸墻底面上的波浪浮托力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);

Eb—胸墻底面埋深大于等于1m時,內(nèi)側(cè)面地基土或填石的被動土壓力

(kN),可按有關(guān)公式計算并乘以折減系數(shù)0.3作為標(biāo)準(zhǔn)值;

Yo——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);

Yp-----水平波浪力分項系數(shù);

Yu——波浪浮托力分項系數(shù);

YG——自重力分項系數(shù),取L0;

YE—土壓力分項系數(shù),取1.0;

F—胸墻底面摩擦系數(shù)設(shè)計值。

4.2.3.2沿墻底抗傾穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式如下:

力(4.2.3-2)

式中MP——水平波浪力的標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩(kN?m);

<——波浪浮托力的標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩(kN?m);

MG---胸墻自重力的標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩(kN?m);

ME---土壓力的標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾底面的穩(wěn)定力矩(kN?m);

Yd——結(jié)構(gòu)系數(shù),取1.25。

4.2.3.3在抗滑、抗傾穩(wěn)定性極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式中,各分項系數(shù)丫。、YP、

Vu和f可分別按表4.2.3-1、表4.2.3-2和表4.2.3-3采用;對持久狀態(tài)中的極

端高水位組合情況,其分項系數(shù)可采用短暫組合時的數(shù)值。

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)表42.3-1

安全等級一級二級三級

po1.11.00.9

分項系數(shù)表4232

水平波浪力分項系數(shù)波浪浮托力分項系數(shù)

組合情況穩(wěn)定情況

於加

持久抗滑1.31.1

組合抗偵1.31.1

矩哲抗滑1.21.0

組合抗偵1.21.0

摩擦系數(shù)設(shè)計值表42.%3

材料摩擦系數(shù)

混凝土與混凝土0.55

漿砌塊石與漿砌塊石0.65

堤底與堤身為預(yù)制混凝土或鋼筋混瀚土結(jié)構(gòu)0.60

拋石基床堤身為漿砌塊石結(jié)構(gòu)565

地基為細(xì)砂T且砂0.50-0.60

拋石基床

地基為粉砂0.40

地基為砂質(zhì)粉土0.35—0,50

地基土

地基為粘土、粉質(zhì)粘土0.30-0.45

注:混凝土胸墻與有伸出鋼筋的預(yù)制件之間的摩擦系數(shù)可采用1.0。

4.2.4在波浪正向作用下,且堤前波浪不破碎,斜坡堤堤身在計算水位上、下

一倍設(shè)計波高之間的護(hù)面塊體中,單個塊體的穩(wěn)定重量可按下列公式計算:

r=ai————

4⑸(4.2.4-1)

號=*

,(4.2.4-2)

式中用—單個塊體的穩(wěn)定重量(t);

Vb——塊體材料的重度(kN/m3);

If-設(shè)計波高(m);

Ko——塊體穩(wěn)定系數(shù);

Y——水的重度(kN/m3);

a——斜坡與水平面的夾角(°)o

對寬肩臺斜坡堤護(hù)面塊石的重量,可取拋填塊石穩(wěn)定重量的1/20?1/5,其粒徑

級配以5/〃5可取1.25~2.250

4.2.5各種護(hù)面塊體的穩(wěn)定系數(shù)可按表4.2.5采用。

穩(wěn)定系數(shù)表4.2.5

護(hù)面型式說明

X<%)KD

護(hù)面塊體構(gòu)造型式

塊石拋填兩層1~24.0

安放一層-1&5

方塊拋填兩層1?2&0

四腳椎體安放兩層&5

四腳空心方塊安放一層014

018B汐.5m

招工字塊體安放兩層

124H<7.6tn

扭王字塊體安放一層0*24

注:①《為護(hù)面塊體容許失穩(wěn)率.

②省設(shè)計波高大于4m時,不宜選用四腳空心方塊護(hù)面型式.

4.2.6對斜向波,當(dāng)波峰線與斜坡堤軸線間的夾角小于45。時,可近似作為正

向作用;當(dāng)夾角大于45°時,宜通過模型試驗確定人工塊體的穩(wěn)定重量。

4.2.7四腳錐體、四腳空心方塊、扭工字塊體和扭王字塊體的形狀和尺寸可按

附錄A確定。

4.2.8各種護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量、護(hù)面層厚度和人工塊體的個數(shù)與混凝土量可

按附錄B確定。

4.2.9對于設(shè)計波浪周期較長或H/LW1/30的坦波,L為波長,其堤身護(hù)面塊

體的穩(wěn)定重量可按附錄C確定。

4.2.10斜坡堤干砌塊石、漿砌塊石和干砌條石護(hù)面層應(yīng)按厚度控制,其厚度可

分別按下列公式確定。

4.2.10.1干砌塊石或漿砌塊石的厚度可按下列公式計算:

L3——做J蟲±1

力*(4.2.10-1)

m=ctga(4.2.10-2)

式中h—塊石厚度(m);

H--計算波高(m);當(dāng)d/LNO.125時,取蜃;當(dāng)d/L<0.125時,取

幾——與斜坡的m值和d/H值有關(guān)的系數(shù),d為堤前水深(m);

Ks—波坦系數(shù);

m——坡度系數(shù);

a—斜坡角度(°)o

星一和“可分別按表4.2.10-1和表4.2.10-2確定。

系數(shù)心表4.2.104

m

i/H

1.520XO

L5Q3110.238Q130

200.2580L1800.087

260.2420L1640.076

&0156(X070

&562290L1510.067

400.2260L1478065

系數(shù)K,表4.2.1,2

L/H10152025

Kia081a122a162a202

4.2.10.2對/〃=1.7?3.3和£/〃=12?25的情況,干砌條石護(hù)面層厚度可

按下式計算:

k=0.7447^-^-(0.476+0.157rf/tf)tf

*,7*+?(4.2.10-3)

式中h—干砌條石護(hù)面層厚度,即條石長度(m);

3

Yb——護(hù)面條石的重度(kN/m);

A——系數(shù),斜縫干砌可取1.2,平縫干砌可取0.85;

m——坡度系數(shù),取0.8?1.5。

注:①設(shè)置排水孔的漿砌塊石護(hù)面層可采用與干砌塊石相同的厚度;

②對m為2?3的加糙干砌條石護(hù)面的厚度也可按式(4.2.10-1)計算,但應(yīng)乘以折減

系數(shù)a。當(dāng)平面加糙度為25%,即沿建筑物軸線方向每隔三行凸起一行,條石凸起高度等于截面

尺度a時,即凸起條石厚度為h+a,a通常為h/3左右,a可取為0.85。對加糙干砌條石護(hù)面的

波浪爬高值,也應(yīng)乘以0.7的折減系數(shù)。

4.2.11當(dāng)水下拋石棱體的頂面高程在設(shè)計低水位以下約1.0倍設(shè)計波高值和

1.5倍設(shè)計波高值時,棱體的塊石重量可分別按式(4.2.4-1)確定的塊石重量

的1/5和l/10o

4.2.12外坡在設(shè)計低水位以下1.0~1.5倍設(shè)計波高值之間的護(hù)面塊體重量可

取按式(4.2.4-1)確定的塊體重量的1/5。

4.2.13外坡護(hù)面墊層塊石的重量可取按式(4.2.4T)確定的塊體重量的1/20-

l/10o當(dāng)有困難時,其重量不得小于l/40o對于四腳空心方塊和柵欄板護(hù)面,

其墊層塊石按不超過護(hù)面空隙尺度確定。

4.2.14內(nèi)坡護(hù)面塊體的重量應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1)當(dāng)允許少量波浪越過堤頂時,從堤頂?shù)皆O(shè)計低水位之間的內(nèi)坡護(hù)面塊

體重量,應(yīng)與外坡護(hù)面的塊體重量相同;設(shè)計低水位以下的內(nèi)坡護(hù)面塊體,宜采

用與外坡護(hù)面墊層相同重量的塊石,但不應(yīng)小于150kg?200kg,且應(yīng)按堤內(nèi)側(cè)

波浪進(jìn)行復(fù)核;

(2)當(dāng)不允許波浪越過堤頂時,內(nèi)坡護(hù)面應(yīng)按堤內(nèi)側(cè)波浪進(jìn)行計算,一般

情況下可采用與外坡護(hù)面墊層塊石相同的重量。

4.2.15堤頂塊體的重量,一般情況下應(yīng)與外坡的塊體重量相同。當(dāng)?shù)添敻叱淘?/p>

設(shè)計高水位以上不足0.2倍設(shè)計波高值時,其重量不應(yīng)小于外坡護(hù)面塊體重量的

1.5倍。

4.2.16斜坡堤堤頭部分的塊體重量,可按式(4.2.4-1)計算的結(jié)果增加20%~

30%o位于波浪破碎區(qū)的堤身和堤頭的塊體重量,均應(yīng)相應(yīng)再增加10%?25%,必

要時可通過模型試驗確定。

4.2.17當(dāng)斜坡堤采用柵欄板護(hù)面時,柵欄板的平面尺度、厚度及波壓強(qiáng)度設(shè)計

值,應(yīng)符合下列規(guī)定。

4.2.17.1柵欄板的平面形狀宜采用長方形(圖4.2.17),其長邊與短邊的

比值可取為L25。柵欄板的平面尺度與設(shè)計波高的關(guān)系可按下列公式計算:

%=1.25〃(4.2.17-1)

b0=l.0H(4.2.17-2)

式中——柵欄板長邊,沿斜坡方向布置(m);

b0—柵欄板短邊,沿堤軸線方向布置(m)。

圖4.2.17栩欄板結(jié)構(gòu)田

4.2.17.2柵欄板的空隙率P'宜采用33%?39%,當(dāng)尸'=37%時的細(xì)部尺度可

按下列公式計算:

a=曳」

■一石16(4.2.17-3)

54(4.2.17-4)

(4.2.17-5)

158(4.2.17-6)

4=0.1瓦(4.2.17-7)

式中h——柵欄板的厚度(m)。

4.2.17.3當(dāng)需調(diào)整柵欄板的平面尺度時,長邊與短邊的比值保持不變,寬度

人每增加或減少1m,厚度力可相應(yīng)減少或增加50mmo8按構(gòu)造至少取100mm。

4.2.17.4當(dāng)斜坡堤的坡度系數(shù)m=1.5?2.5時,柵欄板的厚度可按下式計

算:

DO.5Hd61藝*5

23

(4.2.17-8)

4.2.17.5作用于柵欄板面上的最大正向波壓強(qiáng)度設(shè)計值可按下式計算:

4=0.8丫〃(4.2.17-9)

式中&——作用于柵欄板面上的最大正向波壓強(qiáng)度(kPa)。

4.2.18斜坡堤護(hù)面層厚度、人工塊體個數(shù)、混凝土量可按下式計算:

4.2.18.1護(hù)面層厚度可按下式計算:

(4.2.18-1)

式中h——護(hù)面層厚度(m);

n——護(hù)面塊體層數(shù);

c一塊體形狀系數(shù)。

4.2.18.2人工塊體個數(shù)可按下式計算:

AJ(4.2.18-2)

式中N——人工塊體個數(shù);

A——垂直于厚度的護(hù)面層平均面積;

P'—護(hù)面層的空隙率4)。

4.2.18.3塊體形狀系數(shù)和塊體空隙率可按表4.2.18確定。

塊體形狀系數(shù)c和護(hù)面塊體空隙率P表42.18

護(hù)面塊體構(gòu)造型式0P〈%〉說明

拋埴兩層1,040-

塊石

立波一層1.3—1,4--

四腳錐體安放兩層1.050-

1,260隨機(jī)安放

扭工字塊體安放兩層

1.160規(guī)則安放

扭王字塊體安放一層1.3650隨機(jī)安放

4.2.18.4人工塊體混凝土量可按下式計算:

w

Q=if

(4.2.18-3)

式中Q—人工塊體混凝土量(m3)o

注:①扭王字塊體,安放一層的護(hù)面厚度約為其邊長的0.9倍;

②護(hù)面層厚度人工塊體個數(shù)和混凝土量也可按附錄B確定。圖中水的重度采用

10.25kN/m3o

4.2.19斜坡堤護(hù)面的塊石墊層厚度不應(yīng)小于按式(4.2.18-1)計算的兩層塊石

的厚度。

4.2.20斜坡堤前最大波浪底流速可按下式計算:

-修.

L(4.2.20)

式中曦*——斜坡堤前最大波浪底流速(m/s)。

4.2.21護(hù)底塊石的穩(wěn)定重量,可根據(jù)堤前最大波浪底流速按表4.2.21確定。

堤前護(hù)面底塊石的穩(wěn)定重量表42.21

W<kft>W<kft)

2.0604.0400

*01505.0800

4.2.22斜坡堤頂部胸墻穩(wěn)定性的驗算,應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1)當(dāng)胸墻前有塊體掩護(hù)且掩護(hù)的寬度和高度滿足并列兩排和兩層時,作

用在胸墻上的水平波浪力和波浪浮托力可乘以折減系數(shù)0.6;

(2)當(dāng)胸墻埋入堤頂?shù)纳疃却笥?m時,應(yīng)考慮填石的有利作用。

4.2.23非巖基上的斜坡堤,其整體穩(wěn)定性可采用圓弧滑動面方法計算;有軟土

夾層等情況時,尚宜用非圓弧滑動面方法計算。

注:整體穩(wěn)定性計算時,可不計波浪的作用。

4.2.24斜坡堤的軟基加固可采用下列方法:

(1)當(dāng)?shù)鼗鶠橛倌嗲液穸容^小時,可采用拋石擠淤法;

(2)當(dāng)淤泥厚度小于5m時,可采用排水砂墊層或鋪設(shè)土工布法,砂墊層的

厚度可取1m?2m,其寬度應(yīng)大于堤底寬度;

(3)當(dāng)軟土層較厚時,宜采用排水砂井或排水板法;

(4)當(dāng)淤泥較厚,且采用陸上推進(jìn)填石的施工方法時,可采用爆炸排淤法。

條文說明

4.2.2按本條規(guī)定,以設(shè)計波高(對持久狀況,重現(xiàn)期為50年或25年,施工

期為2?5)及其對應(yīng)的波長確定的波浪力作為作用的標(biāo)準(zhǔn)值。

斜坡堤應(yīng)根據(jù)不同的波高和水位考慮持久組合、短暫組合和偶然組合。一般

說來,設(shè)計波高總是和較高和水位同時出現(xiàn)的,因為我國沿海大的波浪主要由臺

風(fēng)或寒潮所引起,而臺風(fēng)或寒潮同時也會產(chǎn)生較大的風(fēng)增水。因此設(shè)計波高與設(shè)

計高水位或極端高水位組合的情況是比較合理的。

在設(shè)計低水位時,一般波高要比高水位時為小,因此規(guī)定當(dāng)有推算出來的外

海設(shè)計波浪時,要對設(shè)計低水位另作波浪折射分析,而得出與之相應(yīng)的設(shè)計波高。

但若只有建筑物附近不分水位統(tǒng)計出來的重現(xiàn)期為50年的波浪,則只能與設(shè)計

高水位采用相同的設(shè)計波高,而稍偏于安全。

由于設(shè)計波高通常是由向岸大風(fēng)所產(chǎn)生的,而極端低水位則通常是離岸大風(fēng)

造成較大的風(fēng)減水所致,故兩者不能組合。

對未成型的斜坡堤進(jìn)行施工期復(fù)核作為短暫組合,其計算水位采用設(shè)計高、

低水位即可,波高的重現(xiàn)期根據(jù)實際工程的調(diào)查,一般采用2?5年。

4.2.3斜坡堤頂部胸墻的穩(wěn)定計算采用以分項系數(shù)表達(dá)的設(shè)計表達(dá)式,其分項

系數(shù)的確定系依據(jù)對典型斷面胸墻穩(wěn)定性(抗滑和抗傾)的可靠度分析。在可靠

度分析中,胸墻所受的波浪荷載(水平波浪力及波浪浮托力)仍采用《海港水文

規(guī)范》給出的計算公式,波浪要素則取自秦皇島港23年的波浪觀測資料。對波

浪力的統(tǒng)計分析結(jié)果表明,波浪荷載的年極值符合極值I型分布,而由極值I型

得出的50年荷載極大值分布仍為極值I型分布。對水平波浪力與波浪浮托力之

間進(jìn)行的相關(guān)分析,兩者之間相關(guān)程度很高(相關(guān)系數(shù)P值接近于1)。所以,

對所有胸墻的可靠度分析都考慮了水平波浪力與波浪浮托力間的相關(guān)性。

根據(jù)安全系數(shù)與可靠指標(biāo)之間的關(guān)系確定目標(biāo)可靠指標(biāo)值,再根據(jù)可靠指標(biāo)

與分項系數(shù)之間的關(guān)系確定與目標(biāo)可靠指標(biāo)相對應(yīng)的分項系數(shù)。由此可見,分項

系數(shù)的確定基于可靠度分析,因此,以分項系數(shù)表達(dá)的胸墻設(shè)計表達(dá)式更合理。

4.2.4條文中確定護(hù)面塊體重量的公式,采用了目前國內(nèi)外常用的赫德遜

(Hudson)公式。

本條給出了寬肩臺斜坡堤護(hù)面塊石重量的取值標(biāo)準(zhǔn),是根據(jù)國外有關(guān)資料得

出的。但在實際工程中不一定取最小值,而可取當(dāng)?shù)啬荛_采到的大塊石。

4.2.5~4.2.8本條內(nèi)容與《海港水文規(guī)范》中的有關(guān)條文規(guī)定是一致的。

(1)根據(jù)我國實際工程的經(jīng)驗,對不同的護(hù)面塊體和構(gòu)造型式規(guī)定了不同

的容許失穩(wěn)率n。這種規(guī)定考慮了各種護(hù)面抵御波浪的能力,包括塊體間的嵌固

作用、損壞后的影響特點和修復(fù)的難易程度等。

(2)穩(wěn)定系數(shù)區(qū)是根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)試驗資料和工程實踐經(jīng)驗而確定的,其

中安放塊石時心的數(shù)值,國外試驗時為安放兩層,根據(jù)國內(nèi)工程使用經(jīng)驗改為安

放一層。

4.2.9當(dāng)波浪周期較長或坦波時,護(hù)面塊體重量不僅與波高有關(guān),且與波長有

關(guān)。附錄C引自國外有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

4.2.10波浪作用下砌石護(hù)面的破壞特點是坡面的法線方向內(nèi)外壓力差使塊石

脫出失穩(wěn)。確定砌石護(hù)面的穩(wěn)定性,一般按護(hù)面層厚度控制。

(1)干砌塊石護(hù)面計算,根據(jù)近年來使用實踐,當(dāng)m較小時,計算值偏大。

根據(jù)實測波浪浮托力對原公式中的系數(shù)Q作了修正。

(2)干砌條石護(hù)面厚度的計算公式,原方法規(guī)定適用于m=0.6?2.0,經(jīng)

計算當(dāng)m由1.5變至2.0時,砌石厚度需增大,但目前國內(nèi)外較多的研究成果與

此趨勢不同,且試驗資料中兩種不同趨勢都出現(xiàn),因此,對m的適用范圍限定為

m=0.8-1.5o

4.2.11?4.2.13水下拋石棱體的重量是綜合分析了國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和國

內(nèi)實際工程模型試驗資料、專題試驗研究成果,對原規(guī)范進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。

外坡在設(shè)計低水位以下1.0~1.5倍設(shè)計波高值之間的護(hù)面塊體重量同原條

文;外坡護(hù)面墊層的重量,通過近年的試驗研究和實際工程經(jīng)驗而適當(dāng)提高了。

4.2.14當(dāng)?shù)添斣试S越浪時,越頂?shù)乃w將直接沖擊到內(nèi)坡坡肩附近的護(hù)面塊體

±o如1972年3號臺風(fēng)襲擊,有幾個防波堤均出現(xiàn)內(nèi)坡被沖壞情況,因此規(guī)定,

在設(shè)計低水位以上的內(nèi)坡護(hù)面塊體重量應(yīng)與外坡護(hù)面塊體重量相同。國內(nèi)工程試

驗得出的結(jié)果與上述規(guī)定是接近的。

4.2.15國內(nèi)外試驗表明,當(dāng)?shù)添敿s在0.05~0.2倍設(shè)計波高時,堤頂塊體的穩(wěn)

定性最差。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)試驗成果,認(rèn)為堤頂塊體重量取為外坡塊體重量的

1.5倍以上為宜。

4.2.16堤頭部分的塊體重量以增大20%?30%為宜,它與國外有關(guān)資料所得的

結(jié)論基本一致。關(guān)于波浪處于破碎范圍,參考有關(guān)文獻(xiàn)的規(guī)定,要求堤身和堤頭

部分塊體重量均應(yīng)相應(yīng)再增加10%?25虬

4.2.17柵欄板的面積較大,因此在波浪作用時,不是在板的所有位置都同時出

現(xiàn)最大波浪力。一般沿堤的軸線方向,力的大小只隨時間變化;而在沿斜坡的坡

面方向,波浪力只在某一位置出現(xiàn)最大值,在其上下兩側(cè)則逐漸減小,所以對于

同樣面積的柵欄板,長邊(沿斜坡方向)a。取得大一些,短邊(沿堤軸線方向)

b。取得小一些,對板的穩(wěn)定是有益的。

從柵欄板的穩(wěn)定角度看,雖然總面積大些是有益的,但從柵欄板本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)

度及施工吊裝設(shè)備能力來考慮,板的平面尺度又不宜過大,因此條文中給出了

a。、b。與堤前設(shè)計波高H的關(guān)系。

柵欄板護(hù)面是以其條形空隙起消浪作用的??障洞笠恍?,對消浪是有益的,

但從板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面考慮,空隙率P又不宜過大。目前工程上根據(jù)強(qiáng)度計算得

到的結(jié)果,P為30%?40%,而試驗中采用33%?39虬由實驗觀測得到的結(jié)果,

在此范圍內(nèi)的空隙率變化,對板的穩(wěn)定及波浪爬高無明顯影響,故建議取一'=

37%或2'=33%~39虬

柵欄板護(hù)面是以其大面積的整體性來抵御波浪作用的,對板的穩(wěn)定性有影響

的特征值有a。、bo./和厚度H,但對板的穩(wěn)定性和混凝土用量起主要作用的是

H,因此取H為主要特征值。

柵欄板的厚度H的經(jīng)驗公式是通過對板的穩(wěn)定受力分析、板塊穩(wěn)定的量綱分

析以及模型試驗資料分析得出的。

作用柵欄板上的最大波浪壓力強(qiáng)度設(shè)計值的經(jīng)驗公式是由模型試驗得出的,

它與斜坡坡度無關(guān),與設(shè)計波高有關(guān),發(fā)生在靜水位附近。

4.2.21主要根據(jù)模型試驗驗證及實際工程經(jīng)驗而得出的。

4.2.22作用于斜坡堤頂部胸墻上波浪力的計算方法(有塊體與無塊體掩護(hù))按

《海港水文規(guī)范》中的方法進(jìn)行計算。有塊體掩護(hù)時,波浪力的折減是根據(jù)有關(guān)

試驗成果得出的。

4.2.24關(guān)于斜坡堤軟基加固方法及其適用范圍的提法等基本上與《港口工程地

基規(guī)范》相同。

當(dāng)淤泥層厚度在3m以下時,采用拋石擠淤可取得較好的效果。

爆炸排淤填石法是一種水下處理軟基的新技術(shù),已在國內(nèi)工

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