防波堤设计与施工规范（条文说明）.doc

防波堤设计与施工规范条文说明JTJ 298-98 修订说明 遵照交通部关于“八五”期间规范工作的安排，于1991年开始对港口工程技术规范第四篇防波堤进行修订。有关设计计算方面的修订主要以国家标准港口工程结构可靠度设计统一标准（GB5015892）为依据。 本规范的主编单位为第一航务工程勘察设计院，参加单位有：中交水运规划设计院、交通部第一航务工程局、交通部第三航务工程勘察设计院、交通部第四航务工程局科研所、交通部第四航务工程勘察设计院。修订组主要成员名单如下： 组 长：王美茹 副组长：孙毓华、盘荣亨 组 员：谢世楞、刘颖、谢善文、吕江华 黄正平、夏智清、卢永昌、黎志均 本规范在修订过程中，调查总结了近10多年来国内港口工程的设计和施工经验，参考和引用了美国、日本和前苏联等国家有关标准的先进技术，并在广泛征求各有关设计、科研、施工和高等院校等单位意见的基础上，经编写组反复讨论和修改后，于1995年11月完成送审稿。 本规范修订工作的分工如下： 第1章 王美茹 第2章 王美茹 第3章 王美茹 第4章 孙毓华、黎志均、谢善文、吕江华、王美茹 第5章 盘荣亨、卢永昌、刘颖、谢世榜 第6章 王美茹、夏智清 第7章 黄正平 第8章 黄正平 附 录 谢世楞、王美茹、孙毓华 规范总校工作领导小组： 组长： 仉伯强 副组长：姜明宝 成员：杜廷瑞 贺铮 孙毓华 王美茹 本规范总校组： 组长：贺铮 副组长：孙毓华 王美茹 成员：姜明宝 谢世楞 张树仁 盛周伟 本规范于1996年11月通过部审，1998年4月20日发布，1999年6月1日起实施。目 次1 总则3 一般规定4 斜坡堤设计 4. 1 斜坡堤断面尺度的确定 4. 2 斜坡堤计算 4. 3 斜坡堤构造 4. 4 抛石潜堤设计5 正砌方块和矩形沉箱直立堤设计 5. 1 直立堤断面尺度的确定 5. 2 直立堤计算 5. 3 直上堤构造6 其它型式防波堤设计 6. 1 开孔消浪沉箱直立堤 6. 2 座床式圆筒直立堤 63 桩式直立堤 6. 4 透空式防波堤7 斜坡堤施工 7. 1 砂垫层与土工织物垫层 72 堤身抛填块石和方块 7. 3 预制和安放护面块体 7. 4 安放块石和砌石护面 7. 5 斜坡堤胸墙 7. 6 竣工尺度8 直立堤施工 81 基础施工 82 方块和沉箱的预制 83 方块和沉箱的安装 84 直立堤上部结构85 竣工尺度1 总 则1. 0. 1 防波堤是港口工程的重要组成部分。同时也是一项技术上比较复杂的工程。在总结国内外防波堤工程经验基础上制订的本规范，不仅其内容较充实和完整，且具有先进性、科学性、实用性和指导作用。102 防波堤的结构型式，除常用的斜坡式和直立式（正砌方块、矩形沉箱）以外，还有消浪沉箱式、圆筒式、桩式及透空式等新型直立堤。对于上述新型直立堤，近年来虽已取得一些经验，但还处于试验研究阶段。对于由直墙和斜坡基床组成的所谓混合式堤，当直墙高度较小，而以抛石斜坡为主体时，作为是带胸墙的斜坡提；当直墙高度较大时，则作为是明基床上的直立堤，因此本册取消了“混合式”这个名词。 根据港工技术发展和国内使用经验，本册主要对常用的斜坡堤（包括抛石潜堤）和直立堤作了具体的规定。对于新型的消浪沉箱、圆筒式、桩式和透空式则给出原则性的规定。其它承受波浪作用的类似建筑物（如护岸等）可参照使用。1. 0. 3 直立堤的计算、构造和施工要求等与重力式码头有很多共同之处，为了避免重复，本册中主要针对防波堤的特点作出了相应的规定。因此对于沉箱、方块和圆筒等重力式结构还应按有关规范的规定执行。3 一般规定301 防波堤的轴线向港外拐折，则在凹角处将造成波浪能量的集中，该凹角处的堤身破坏最为严重。根据国外的实践经验，当外夹角大于150 时，波能集中的情况不显著。302 防波堤的结构选型与水深、潮差、波浪、地质等自然条件，以及石料来源、使用要求和施工条件等都有关。对于同一地区而言，一般在水深较小处都采用斜坡式，而在水深变大后，则采用直立式可能比较经济合理。303 对于基床块石的强度要求与重力式码头设计与施工规范规范的规定相同。对于护面块石和垫层块石的强度要求，也根据其重要性和实际受力条件而分别提出两种规定，从过去的工程情况来看，一般均能满足。 对于堤心石，根据其重要性、受力条件以及过去有些工程中实际采用的情况，规定可适当降低要求。304 因防波堤经常遭受波浪的作用，故本条中规定的混凝土和钢筋混凝土构件的混凝土强度等级均比重力式码头设计与施工规范相应的要求提高一级。305 防波堤结构断面的水力模型试验验证，是防波堤设计的重要手段之一。根据过去防波堤工程的情况来看，除了波高较小、工程量不大的工程或有类似条件下的试验资料时，一般均进行模型试验。 根据近年来不规则波试验设施的发展，对较重要的建筑物应考虑进行不规则波试验验证。306 本条中除规定应进行防波堤的沉降和位移等观测外，并建议有条件时可进行波浪爬高和波浪力等原体观测工作，以积累工程实际资料，总结经验，不断提高设计、施工水平。307 为了避免或减少防坡堤的施工过程中遭受风浪袭击而造成损失，设计和施工均应根据实际情况进行复核并考虑采取必要的防风浪措施。4 斜坡堤设计4. 1 斜坡堤断面尺度的确定4. 1. 1 条文中推荐的前四种断面型式主要是根据国内采用过的各种斜坡堤型式总结出来的。 图411（e）是本次修订中新增加的一种型式，它是一种与常规的抛石斜坡堤断面不同的宽肩台式抛石斜坡堤。这种抛石堤的最大特点是容许堤身断(外侧部分）在波浪作用下发生变形，直至外坡形成一个动力平衡剖面。由于构成宽肩台的护面块石空隙较大，因而当波浪通过宽肩台时，将产生较大的能量损失。412 斜坡堤的堤顶高程主要与它所掩护的港口水域要求的水面平稳程度有关。我国斜坡堤的顶高程一般说来是比较低的，一些老港口的防波堤顶通常高出设计高水位不到1.0m。条文中推荐的堤顶高程的数值，主要是根据对我国港口的调查，并统计了近年来一些新建防波堤的堤顶高程而得出来的。 根据国外试验资料，当堤顶在设计高水位以上（0.60.7）H时，越浪以后堤背后的波高为（0.150.2） H。上述标准是适用于容许少量越浪的情况，当要求基本不越浪时，则应提高堤顶高度为在设计高水位以上不小于10H处。 对宽肩台式抛石堤，其堤顶和港内侧部分不容许在波浪作用下变形，因而要求堤顶有足够的高度以防止过量的越浪，条文中确定堤顶不低于设计高水位以上1.0H是根据实例统计而得。 胸墙顶高程根据使用要求一般按基本不越浪考虑，本条所推荐的数值主要是根据对国内一些新老防波堤设计情况的调查和统计及参考国外有关标准而得出来的。41. 3 斜坡堤的顶宽，除满足施工及使用要求外，还应保证在波浪作用下堤顶的稳定性。 为稳定所需的堤顶宽度，主要取决于允许波浪越顶的程度。因此，它与堤顶高程密切相关。 堤顶宽度小于设计波高的斜坡堤断面是不稳定的，条文推荐的数值是综合分析国内外实际工程资料及有关模型试验成果而确定的。 对采用陆上推进法施工的斜坡提，尚应考虑堤项通行机械对顶宽的要求，对设在施工水位以上的单车道宽度不宜小于5m。4. 14 一般在设计水位上、下约1.0倍设计波高范围内的护面块体受波浪的作用最剧烈，因此水下抛石棱体的顶面，最好设在设计低水位以下约1.0H处。棱体顶面的宽度与其高程、波高的大小、块石的尺度等都有关，结合实际工程经验条文规定为不小于2m 。415 对于设置肩台的断面，肩台宽度通常为1.5m至3.0m，故条文中规定直不小于2m。4. 1. 6 抛填方块的断面，透浪较大，因此堤身宽度不宜太窄，以免影响港内平稳。本条规定的数值主要参考有关文献资料确定。417 斜坡堤在堤须设置胸墙，一般都是因为在使用上有减少堤顶越浪程度的要求。当胸墙前斜坡护面为块石或单层四脚空心方块时，根据一些工程的模型试验结果，若要求在设计情况下基本不越浪，则胸墙顶高程一般需在设计高水位以上约15倍设计波高处。 胸墙前斜坡护面为扭工字块体或四脚锥体时，一般适用于波高较大的情况。根据对几个工程模型试验资料分析的结果，当胸墙前人工块体斜坡的高度较低，宽度较窄时，由于波浪在斜坡上激烈破碎等原因，作用在胸墙上的波压力有增大的趋势，胸墙很不容易稳定，所以在条文中规定对此类断面的坡顶高程木宜低于胸墙顶高程，且在墙前坡肩范围内宜安放两排两层护面块体。4. 18 肩台顶面高程，一般在设计高水位以上1.0m3.0m处；而肩台宽度则根据对国内外十一座防波堤统计的结果，多为2330倍设计波高，因此推荐采用2329倍设计波高值。由于波高小时，一般无需采用宽肩台型式，另一方面若肩台太窄又不能起到宽肩台式的作用，因此控制最小为6.0m。41. 9 各种型式的斜坡堤边坡坡度，是按国内各工程实际采用的数值统计归纳而得出的。 宽肩台斜坡堤的上、下坡坡度的规定是根据工程实例得出的。 4. 2 斜坡堤计算4. 22 按本条规定，以设计波高（对持久状况，重视期为50年或25年，施工期为25年）及其对应的波长确定的波浪力作为作用的标准值。 斜坡堤应根据不同的波高和水位考虑持久组合、短暂组合和偶然组合。一般说来，设计波高总是和较高的水位同时出现的，因为我国沿海大的波浪主要由台风或寒潮所引起，而台风或寒潮同时也会产生较大的风增水。因此设计波高与设计高水位或极端高水位组合的情况是比较合理的。 在设计低水位时，一般波高要比高水位时为小，因此规定当有推算出来的外海设计波浪时，要对设计低水位另作波浪折射分析，而得出与之相应的设计波高。但若只有建筑物附近不分水位统计出来的重现期为50年的波浪，则只能与设计高水位采用相同的设计波高，而稍偏于安全。 由于设计波高通常是由向岸大风所产生的，而极端低水位则通常是离岸大风造成较大的风减水所致，放两者不能组合。 对未成型的斜坡堤进行施工期复核作为短暂组合，其计算水位采用设计高、低水位即可，波高的重现期根据实际工程的调查，一般采用25年。4. 2. 3 斜坡堤顶部胸墙的稳定计算采用以分项系数表达的设计表达式，其分项系数的确定系依据对典型断面胸墙稳定性（抗滑和抗倾）的可靠度分析。在可靠度分析中，胸墙所受的波浪荷载（水平波浪力及波浪浮托力）仍采用海港水文规范给出的计算公式，波浪要素则取自秦皇岛港23年的波浪观测资料。对波浪力的统计分析结果表明，波浪荷载的年极值符合极值1型分布，而由极值I型得出的50年荷载极大值分布仍为极值I型分布。对水平波浪力与波浪浮托力之间进行的相关分析，两者之间相关程度很高（相关系数值接近于1）。所以，对所有胸墙的可靠度分析都考虑了水平波浪力与波浪浮托力间的相关性。 根据安全系数与可靠指标之间的关系确定目标可靠指标值，再根据可靠指标与分项系数之间的关系确定与目标可靠指标相对应的分项系数。由此可见，分项系数的确定基于可靠度分析，因此，以分项系数表达的胸墙设计表达式更合理。4. 24 条文中确定护面块体重量的公式，采用了目前国内外常用的赫德逊（Hudson）公式。 本条给出了宽肩台斜坡堤护面块石重量的取值标准，是根据国外有关资料得出的。但在实际工程中不一定取最小值，而可取当地能开采到的大块石。4. 2. 542. 8 本条内容与海港水文规范中的有关条文规定是一致的。 （1）根据我国实际工程的经验，对不同的护面块体和构造型式规定了不同的容许失稳率n。这种规定考虑了各种护面抵御波浪的能力，包括决体间的嵌固作用、损坏后的影响特点和修复的难易程度等。 （2）稳定系数KD是根据国内外有关试验资料和工程实践经验而确定的，其中安放块石时KD的数值，国外试验时为安放两层，根据国内工程使用经验改为安放一层。4. 2. 9 当波浪周期较长或坦波时，护面块体重量不仅与波高有关，且与波长有关。附录C引自国外有关规范的规定。4. 210 波浪作用下砌石护面的破坏特点是坡面的法线方向内外压力差使块石脱出失稳。确定砌石护面的稳定性，一般按护面层厚度控制。 （1）干砌块石护面计算，根据近年来使用实践，当m较小时，计算值偏大。根据实测波浪浮托力对原公式中的系数K ma。作了修正。 （2）干砌条石护面厚度的计算公式，原方法规定适用于m0.62.0，经计算当m由1.5变至2.0时，砌石厚度需增大，但目前国内外较多的研究成果与此趋势不同，且试验资料中两种不同趋势都出现，因此，对m的适用范围限定为m=0.81.5。42114213 水下抛石棱体的重量是综合分析了国内外有关规范标准和国内实际工程模型试验资料、专题试验研究成果，对原规范进行了适当调整。 外坡在设计低水位以下1.01.5倍设计波高值之间的护面块体重量同原条文；外坡护面垫层的重量，通过近年的试验研究和实际工程经验而适当提高了。4214 当堤顶允许越浪时，越顶的水体将直接冲击到内坡坡肩附近的护面块体上。如 1972年3号台风袭击，有几个防波堤均出现内坡被冲坏情况，因此规定，在设计低水位以上的内坡护面块体重量应与外坡护面块体重量相同。国内工程试验得出的结果与上述规定是接近的。4215 国内外试验表明，当堤顶约在0.050.2倍设计波高时，堤顶块体的稳定性最差。根据国内外有关试验成果，认为堤顶块体重量取为外坡块体重量的1.5倍以上为宜。4216 堤头部分的块体重量以增大20%30%为宜，它与国外有关资料所得的结论基本一致。关于波浪处于破碎范围，参考有关文献的规定，要求堤身和堤头部分块体重量均应相应再增加10%25%。4. 217 栅栏板的面积较大，因此在波浪作用时，不是在板的所有位置都同时出现最大波浪力。一般沿堤的轴线方向，力的大小只随时间变化；而在沿斜坡的坡面方向，波浪力只在某一位置出现最大值，在其上下两侧则逐渐减小，所以对于同样面积的栅栏板，长边（沿斜坡方向）a0取得大一些，短边（沿堤轴线方向）b0取得小一些，对板的稳定是有益的。 从栅栏板的稳定角度看，虽然总面积大些是有益的，但从栅栏板本身结构强度及施工吊装设备能力来考虑，板的平面尺度又不宜过大，因此条文中给出了a0、b0与堤前设计波高H的关系。 栅栏板护面是以其条形空隙起消浪作用的。空隙大一些，对消浪是有益的，但从板的结构强度方面考虑，空隙率P又不宜过大。目前工程上根据强度计算得到的结果，P为30%40%，而试验中采用33%39%。由实验观测得到的结果，在此范围内的空隙率变化，对板的稳定及波浪爬高无明显影响，故建议取P=37%或P=3339% 。 栅栏板护面是以其大面积的整体性来抵御波浪作用的，对板的稳定性有影响的特征值有a0、b0、P和厚度h，但对板的稳定性和混凝土用量起主要作用的是h，因此取h为主要特征值。 栅栏板的厚度h的经验公式是通过对板的稳定受力分析、板块稳定的量纲分析以及模型试验资料分析得出的。 作用栅栏板上的最大波浪压力强度设计值的经验公式是由模型试验得出的，它与斜坡坡度无关，与设计波高有关，发生在静水位附近。42. 21 主要根据模型试验验证及实际工程经验而得出的。4. 222 作用于斜坡提顶部胸墙上波浪力的计算方法（有块体与无块体掩护）按海港水文规范中的方法进行计算。有块体掩护时，波浪力的折减是根据有关试验成果得出的。4. 224 关于斜坡堤软基加固方法及其适用范围的提法等基本上与港口工程地基规范相同。 当淤泥层厚度在3m以下时，采用抛石挤淤可取得较好的效果。 爆炸排淤填石法是一种水下处理软基的新技术，已在国内工程中获得成功，它具有施工简便，经济效益好、施工质量高，工期短等优点。 4. 3 斜坡堤构造431 当堤心石采用开山石或石碴等代用材料时，则应注意防止在施工期间的波浪、水流作用下填料的散失，为此在代用材料与护面垫层间应按反滤的原则设置足够厚度的堤心石。432 护底的作用是防止堤前的地基土壤被冲刷，造成护面层和抛石棱体的下滑或局部坍塌，从而影响堤的稳定性。条文中护底块石层的厚度和宽度，以及在护底块石层下铺设碎石层的厚度是实际工程中一般采用的数值。 对沙质海底，护底层的宽度和厚度是以有关文献的研究成果为基础给出的。433 本条的规定是根据实际工程经验而提出的。在模型试验中发现坡脚大块石下的填沙被冲刷，而形成一个淘刷坑。在把坡脚前的护底块石层伸入水下核体或护面大块石的底面时仍有淘刷。这说明波脚大块石下的流速可大于堤前的底流速，所以在条文中规定被脚大块石不得直接抛于可冲刷的地基上。434 对随机安放扭工字块体，难以达到全部块体保持垂直杆件在堤坡下方，但至少应有60以上的块体的垂直杆件在堤坡下方，这样块体的抗倾力矩较大，否则在波浪作用下将会有一些块体沿坡滚动。435 混凝土护面块体一般不需配置钢筋，近年来由于某些港口如葡萄牙锡尼斯港42t杜洛斯块体（即扭工字块体）、的黎波里港188t四脚锥体、DAED港48t四脚锥体接连发生断裂破坏后，引起国内外有关部门对人工块体强度问题研究的重视。试验表明，空隙率大、消浪性能好的长细型混凝土块体，特别是杜洛斯（扭工字）块体，在各自的设计波浪作用下，块体越大，其内应力就越大，因此，大块体比小块体更容易断裂。根据对国内外实际工程块体应用情况的综合分析，本规范规定20t以上的扭工字块体和40t以上的四脚锥体应采取适当措施，增加快体的抗拉能力，如配置钢筋或调整腰杆粗细等。4. 36 浆砌块石护面层的破坏，主要由于堤身的不均匀沉降，而使护面层开裂；或由于在波浪作用下护面层后水位上升，而在退波时因泄水不畅，致使护面层在水压作用下局部掉落，并逐渐发展。因此浆砌块石护面层应设置变形缝和排水孔。条文中提出的数值要求是总结实际工程的经验得出的。437 国外一般斜坡堤的堤头均仍为斜坡结构。但是由于两个斜坡堤堤头形成的口门，其通航的有效口门宽度为两堤头的坡脚间的距离，而在考虑港内波浪绕射时的口门宽度，却为两堤头的堤坡在设计水位处的距离，后者显然要大于前者。但当采用直立式堤头时，上述两种口门宽度是一致的，所以对港内水面平稳程度而言比较有利。 国内外工程实例以及模型试验，均证明堤头段内外两侧的护面块体的稳定性要比堤身外坡为差，这主要因为越过堤头的波浪破碎水流将直接把护面块体从堤坡上向外推，而不同于波浪对堤身护面块体的作用。堤头处理的办法，一般采用加大护面块体的重量，或放缓坡度而使护面块体的重量不变。堤头段的护底块石可比照堤身段适当加强。4384310 一般在防波堤建成后，堤根部分将很快被泥沙淤浅，波浪作用将逐渐减弱。但如在岩石海岸上建堤，岩岸较陡，堤根水深较大，则有可能由于波浪在海岸上的反射，造成堤根段波能集中，此时应考虑适当的加强措施。如果有专门的模型试验研究测出堤根段反射后的波高时，则可按实测的情况考虑加强。 4. 4 抛石潜堤设计4. 4. 1 通常均将潜堤后的传递波高系数Kt表示为参数hcH的函数，hc为堤顶在计算水位以上的高度，潜堤时hc为负值。 潜堤的消浪效果取决于传递波高系数的大小，根据对国内外有关规则波与不规则波模型试验结果的分析和比较，条文推荐用不规则波的方法来确定抛石潜堤的传递波高系数。44. 2 根据国外不规则波对潜堤作用的模型试验结果，潜堤抛石护面的稳定系数N，主要与参数 (d+hc)/d 以及表示损坏程度的参数S有关。S=2表示护面开始损坏；S=5表示中等程度损坏；S=812表示严重损坏（露出垫层块石，不可接受）。虽然斜坡坡度对不越浪抛石堤的护面稳定性有很大影响，但对潜堤来说，由于波浪的打击集中于堤顶部位，对斜坡的作用较轻，因此在稳定计算公式中没有有关斜坡坡度的因子，模型试验中的斜坡坡度为1：1.51：2.0，但认为当坡度为1：2.5左右时也还可适用。 当S取为2时，即为条文中ND的表达式。5 正砌方块和矩形沉箱直立堤设计5. 1 直立堤断面尺度的确定511 我国直立堤的墙身结构以短形沉箱和正砌方块结构为最常见。削角直立堤上的水平波压力较全直立墙时为小，且作用在斜面上的波压，其垂直分力还对堤的稳定有利，故其断面比较经济。弧面胸墙则可减少波浪的爬高。 当直立堤前产生的破碎波浪较大时，常采用在堤前堆放人工块体的办法以减少作用在直立堤上的巨大的破波冲击压力，保持直立堤的稳定。512 我国建成较早的直立堤多为允许越浪的，其堤顶高程均较低。若按不越浪考虑时，则又很高（可达设计高水位以上1.21.5倍波高）。高出设计水位所推荐的堤顶高程数值是根据我国新、老防波堤的现状统计而得出来的，尚能满足使用的要求，根据国外试验资料，直立堤堤顶在设计高水位以上（0.60.7） H时，越浪以后堤背后的波高约为（0.10.2） H。513 直立式防波堤其上部结构底部高程，应考虑施工期波浪的影响，故参照一些实际工程情况，本条文确定墙身的顶高程宜高出施工水位 0.3m0.5m。514 直立提抛石基床外肩和内肩的宽度，根据国外有关规范规定和国内明基床直立堤的统计结果给出的。 条文中墙身宽度是指“计算宽度”，也就是说若因使用上的要求而将墙身加宽，则基肩宽度一般不用作相应的增加。 根据本条确定的外肩和内肩宽度，尚应核算基床的抗滑稳定性。 关于明基床的边坡坡度，根据统计国内各堤的边坡数值，均在本条文所推荐数值的范围以内。515 根据经验，条文中对各类土地基上的抛石基床厚度的推荐值均为最小值，其值与国外有关规范的规定基本一致。 52 直立堤计算521 按照本条规定，以设计波高（对持久状况，重现期为50年；施工期为510年）及其对应的波长确定的波浪力作为作用的标准值。 在确定以下各条中有关波浪力的分项系数时，均采用本条规定的波浪力标准值。52. 5 本条给出直立堤抗倾稳定性极限状态的设计表达式。根据对实际工程以及典型直立堤断面的核算结果，可以得出持久组合抗倾计算时水平波浪力和波浪浮托力的分项系数p和u。为与抗滑稳定计算时的p和u协调，在条文式（5251）中又采用结构系数d作调整。调整后d=1.25，p=1.3，u=1.3。 施工期复核时，将采用与波高重现期为510年相应的倾覆力矩代表值。对于短暂组合时的p和u系比照原规范中核核组合时K值的降低作相应的调整。527 直立堤抗滑稳定性极限状态的设计表达式。根据对实际工程以及典型直立堤断面的核算结果，可以得出抗滑计算时水平波浪力和波浪浮托力的分项系数p和u分别为13和16，为与现有工程实例相接近，统一采用p=13，u=1.3。52. 8 本条分别按明、暗基床的两种情况，给出了沿基床底面抗滑稳定性极限状态的设计表达式。当沿基床底面滑动时，与沿堤底滑动时相近，因此p和u等仍可用条文中表5271中的数值。5213 地基沉降的计算，规定要考虑基底垂直附加压力，基底水平力和边载三部分荷载的作用。鉴于水平力对沉降的影响较小，作用在直立堤上的水平力主要是波浪力，不是长期荷载，且过去设计中也均不考虑，因此本条文中规定可不考虑水平力引起的沉 降值。 5. 2. 15 附录F关于明基床基肩和坡面决体的稳定重量计算图是根据加拿大的试验结果绘制的。稳定系数N与d1d、dL和HL有关。该试验报告中认为波陡HL的影响较小，可忽略；又认为在水深较大的情况下，相对水深dL的影响也是次要的，但国内一些工程试验的结果表明，若不考虑dL对N值的影响，有时计算结果明显偏大，因此在附录F的计算图中根据原试验数据考虑了dL的影响。试验表明肩宽的变化对N值的影响不大。 实际工程中明基床护肩块石常采用安放的形式，参照斜坡提护面块体稳定重量的计算公式，当失稳率n均为0%1%时，安放与抛填块石重量的比值W安W抛KD抛KD安=3.25.506。 国内某些明基床护肩块石试验，当d1d=0.3和0.41，H=3.0m和3.6m时，安放750kg900kg块石处于稳定状态，而根据附录G计算得出安放块石的稳定重量为735kg1035kg，即与试验结果大致相符。 当明基床的基肩和坡面上采用安放四脚空心方块护面时，参考了一些试验数据，发现其规律与块石是一致的，只要堤在护肩块石稳定重量的计算公式中，把b改为混凝土的重度，并乘上当斜坡护面块体失稳率n均为0O1时，抛填块石与安放四脚空心方块 KD的比值3.2 14，即可得到明基床安放一层四脚空心方块的稳定重量。 当坡度为1:1.5时，也是参照斜坡堤的计算公式，对于块体的稳定重量，近似乘上2.01.5=1.33的改正系数。 还应该说明，对于直立堤前采用抛石棱体作为护脚的情况，与直立堤明基床的情况是不同的，因此不能套用附录F的计算图。5. 2. 16 堤前产生立波时，最大波浪底流速度采用浅水立波底流速度的理论公式；远破波时，采用孤立波的理论公式；近破波时，采用浅水进行波底流速度的公式。 而堤前护底块石的稳定重量则根据最大波浪底流速度的大小来确定。由于目前尚找不出成熟的计算方法，因此条文中给出了经验值。5217 根据国内以往工程设计经验，直立堤护底块石层的宽度均按0.25L考虑。我国曾专门进行过这方面的研究工作，附录G就是试验的结果，设计时可参考。5. 3 直立堤构造531 直立堤的抛石基床一般都用重锤进行夯实处理。但有一些高基床直立堤，直立墙身部分高度较小，甚至只有一层方块，作用在基床项面的压力较小，基床沉降对墙身结构的影响不大；另一方面由于基床部分高度较大，甚至在低水位时基床顶已露出水面，基床坡脚伸出较远，也不易利用船舶进行重锤务实。因此规定可视具体条件确定是否需要进行夯实处理。近年我国北方逐渐推广爆夯工艺，效果较好，故条文规定也可用爆夯方法。533 直立堤的上部结构应有足够的刚度和良好的整体性，否则易被波浪所击毁，对平方块墙身来说，还要依靠上部结构使整个堤身断面连成整体，因此上部结构的刚度和整体性就更为必要了。近年来随着起重设备能力的增大，不少工程为减小现浇混凝土量，常把上部结构做成预制构件，在这种情况下，预制构件相互之间以及它们和墙身之间应有可靠的连接，即成为装配整体式。5. 3. 4 由于在砌方块墙时不可能使得墙身中的每一块方块都被其上一层方块压住，当方块重量不足时，未被压住的方块有可能被波浪所吸出。因此条文规定了方块的最小重量。 实践证明空心方块中灌混凝土，对于保证堤身的整体性而言，是一种有效的构造措施。 根据经验，重力式方块结构的层数一般不超过78层。对于防波提而言，受波浪的振动荷载的作用，层数太多更不易保持整体性，故建议超过7层时，也可采用空心方块中灌混凝土的型式。539 削角直立堤模型试验中，比较了削角斜面的坡角 a4O 、35、3O、25 等时的堤身抗滑稳定性和堤前反射波高的情况，以 a=253O时效果较好。5310 目前国内直立堤沉箱间的接头型式大都采用平接，但在波浪经常较大的地区，宜采用对头接的型式减少缝隙间的透浪，并可增加相邻沉箱的整体稳定。5311 本条文所指变形缝既是温度缝又是沉降缝。对于沉箱结构，除非为岩基且基床较薄，否则若每两个沉箱设置一道变形缝，则两沉箱间的上部结构极易出现裂缝，因此在条文中明确一般将沉箱间的垂直缝均作为变形缝。5312 堤头处的波浪、水流均较紊乱，而且波浪对直立堤堤头段明基床护面块体的作用，类似于波浪对斜坡堤堤头护面块体的作用，即比堤身段为恶劣，因此规定堤头段的基肩部位需加强，明基床内外侧的边坡需放缓，护底块石重量也应加大。6 其它型式防波堤设计61 开孔消浪沉箱直立堤611613 开孔沉箱为一种低反射率的新型防波提结构。 国内外的研究结果均表明，开孔沉箱结构反射率的大小与沉箱内消浪室的大小（1个或多个）、开孔面积、开孔部位、上部结构及堤前水深和波浪要素等有关。开孔沉箱各部分的构造，应根据消浪目的和波浪条件确定，一般情况下，消浪室的宽度，按构造的可能，可取宽一些，但在波浪周期较大时，所需的最佳消浪室宽度往往很大，使沉箱结构的一个前舱格难以达到此要求，因此在很多情况下，需考虑将消浪室扩大为使沉箱的前后舱格连通，开孔范围宜定在高水位上下一定深度内，也可一直延深到水底。 一般说开孔率小则反射率大，消浪效果差。但开孔率如大于50%时则不但影响沉箱面板结构强度，且消浪效果也并不会增加，国内外工程所采用的开孔率多在20%40%左右。开孔部位至少应保证在设计高水位上下各一倍设计波高的范围以内。 开孔的形状和大小，如开圆孔、方孔、长方形孔（横条孔或竖条孔）等，应考虑开孔面板的结构强度及便于施工。试验证明在开孔部位和开孔率相似的情况下，开孔型式对消波效果并没有显著的影响，反射率的差值一般不大。 有关试验结果表明：当消浪室的相对宽度BL=0.1250.25，开孔率在20%4O%时，消浪效果最佳，墙前反射率约为20%60%。 对于以改善泊稳条件为主的消浪结构（多为防波堤兼码头），其消浪室和结构尺度往往较大，断面稳定性一般足够。对于水深较浅、墙前波态为破碎波的情况下，采用开孔消浪结构可使波压力明显降低。此外，对在有波能集中的防波堤凹角区采用开孔消浪结构也是有利的。 开孔沉箱结构的构造，当作为防波堤时，消浪室的上部可考虑设计为不设顶板的敞开型，当作为码头时，通常有上部结构且底面较低，此时其顶板应开有足够的泄压孔。615 开孔消浪况箱上波浪力的公式，均是以合田良实公式为基础，再考虑两项修正而得出的，这些修正公式的问题在于其作用在外壁上的波压力均与开孔率以及消浪室相对宽度bc/L无关，因此具有较大的局限性，附录H中给出的为南京水利科学研究院的实验公式，其中Ps和 Pd的公式虽也有一定的局限性，但可给出具体的适用条件。 经与试验的液压力分布图形作比较，条文推荐公式的结果是偏于安全的。 应当指出，当消浪室有顶板或有上部结构时，消浪结构的反射波高将增加，波压力也将增大。如大连理工大学试验结果，当开孔消浪沉箱有一定高度的上部结构时，其波浪力约为不开孔直立堤时的60%80，比用附录H中公式计算所得要大。62 座床式圆筒直立堤6. 2. 2 圆筒的尺寸包括：简高、直径和壁厚等。圆筒一般由钢筋混凝土制成。筒身为整体，当受起重能力限制必须分节预制时，分节高度不宜太小否则简圈纵向刚度小，容易开裂。圆筒的高度决定于建筑物的水深和地基条件。筒顶标高宜在施工水位以上（有上部结构时）；圆筒的直径主要根据结构的稳定性、地基承载力和变形计算确定。目前工程上所采用的圆筒直径最小为3m，一般8m15m，最大已达21.5m。圆筒直径与建筑物高度之比，原苏联有关文献资料中多采用0.70.9；圆筒的壁厚从结构受力、耐久性、构造和施工条件等综合考虑，一般采用200mm400mm。当圆筒壁厚一定时，圆筒钢筋混凝土量与直径无关。623 作用于圆筒墙面上波压力的确定目前尚未提出统一的方法来解决，它不同于平面直立墙，国内外有关试验成果多表明圆筒墙面上的总液压力要比平面直墙小，当HL=110130时，其总波压力约比直墙小5%15% 。为安全起见，确定作用于圆筒墙面上的波压力可近似按平面直立墙计算，圆筒底面不考虑浮托力。 座床式圆筒结构其稳定性计算中与重力式结构的木同之处在于： （1）抗滑计算中其基底的摩擦系数应为圆筒混凝土与基床之间以及填料与基床之间摩擦系数的综合值。当填料为块石时一般为0.650.70； （2）抗倾稳定计算时，其圆筒内部填料的重量应扣除从简底漏出的那部分重量。624 由于圆筒结构本身刚度较小，可根据受力情况或施工需要，局部采取加强措施，如顶部加圈梁等。此外，对座落在基床项面上的圆筒，为增加其抗倾稳定性和减少底脚下的基床应力，一般在圆筒底脚处增设内、外趾。625 为减少透浪（或作围堤时防漏土）左右相邻圆筒之间可采用凹、凸榫槽联接的型式或凹槽对接的型式。对于分节的圆筒，宜采用凹槽对接的型式且在对接形成的空腔内填充碎石或灌筑钢筋混凝土，以增加其整体稳定性。62. 6 圆筒内部回填材料的特性和填料的密实度，将直接影响圆筒的抗倾稳定性。试验表明，当简内填料密度减少时，则填料坍落拱高迅速增大，其抗倾稳定性也随之降低，因此，简内填料的夯实极为重要。 圆筒结构的内部填料，宜采用能自然密实的中粗砂或级配较好的天然石料，如采用石渣时应控制其含泥量不大于10% 。对座床式圆筒底部及装配式圆筒其上、下节的接缝处应设置倒滤层或采取其它防漏砂的措施。 63 极式直立堤631 桩式防波堤一般适用于具备打桩条件的软土地基，由于极本身强度小宜在水深较浅和波浪不大的地区兴建。632 单排桩直立堤所用的桩或板桩，考虑其强度和使用寿命，宜采用钢管极或钢筋混凝土管桩。管桩内可填砂，极顶需用帽梁联结，管极之间的缝隙可用钢筋混凝土构件等堵缝，内外构件用螺栓拉紧。这种防波堤构造简单，施工方便，但整体性较差。 受桩的尺寸的限制，只适宜在水深较浅，波浪不大和地基较差的情况下采用，一般来说，直桩应能独立承担所受的外力（有时也考虑间隔加斜桩），但如果在桩前后抛填块石棱体，既可以保护桩前地基不被冲刷，也改善了极的工作状态，使其能承受更大的波浪作用力。633 计算桩的入土深度，可将桩墙视为受水平波浪力作用的埋入土壤中的弹性地基梁，设计时可按有关规范的规定执行。 64 透空式防波堤641 桩基透空堤，首先要求有桩基结构可行的地质条件，有足够厚度的软土层可以满足基桩的理置深度和被基承载力。根据波浪理论研究和实验表明，波浪的能量约90%集中在水体表层水深等于23倍波高范围内，这样只有在水深较大、波浪较小且以风浪为主的短周期波的条件下，建造伸入水中一定深度的上部结构（挡浪板），其消波效果才较显著。64. 2 根据波能集中于水体表层的特性，在栈桥式高桩梁板上部结构的单侧或双侧设置挡浪结构，可以达到一定的消浪效果，这种结构型式目前在国内外的工程实践中尚不多见，南京水利科学研究院的模型试验验证结果表明，挡浪板有明显的消浪效果。64. 3 在已定的自然条件和使用要求的基础上，桩基透空堤的设计关键在于求出满足的透浪系数KT所对应的挡浪板入水深度（t0）、堤宽（B）和其结构型式及尺度。这种结构的消浪效果与透浪系数见成反比，KT与波长（L）、水深（d）、堤宽（B）、挡浪板入水深度（t0）等参数有关，当dL、t0 d、BL增大时，KT就减小; 浪效果较好，反之，KT增大，消浪效果较差。 该公式为前苏联拉帕教授建议的经验公式，其结果与试验结果较为符合。 利用上式计算外侧挡板透浪系数时，用原始波要素代入，计算内侧挡浪板时，波高值取用被外侧挡浪板消减后的值。6. 4. 4 本条文根据深水薄板式防波堤的理论分析给出的。645 挡浪板入水深度确定以后，桩基透空堤各部位的波压力主要是指外侧挡浪板的内外侧波压力、内侧挡浪板的内外侧波压力以及内外侧挡浪板之间各梁、板的侧向力和上托力，这些部位的液压力目前尚未有成熟的计算公式。7 斜坡堤施工71 砂垫层与土工织物垫层713 对砂垫层施工质量的要求。为保证砂垫层的排水效果，故规定砂垫层的厚度不得小于设计厚度、砂料的含泥量不宜大于5。714 近些年许多工程采用土工织物加筋垫处理软土地基，取得了明显的技术经济效益，积累了大量经验。目前交通部已组织编制港口工程土工织物应用技术规程（JTJT239），故规定：当采用土工织物处理软土地基时，应按该规程规定执行。72 堤身抛填块石和方块7. 2. 2 据调查，有的工程因抛填程序、加荷速率控制不严而造成质量事故。为引起重视，故对软土地基上的抛填做了具体规定。尤其是对设计有控制加荷速率要求的工程，更应注意并做好沉降监测。725 爆破排淤填石法处理软土地基是一项新技术。1985年以来已在多项工程中成功采用。现行行业标准爆炸法处理水下软基技术规程中对爆破排淤填石的设计方法、施工要点已有明确规定，因此指出，当采用爆炸法处理软土地基时应按现行行业标准的规定执行。726 条文中“堤心石暴露长度宜控制在30m50m”是根据一些工程的经验教训规定的，其目的在于要求防波堤的堤心抛填和护面应按“及时成型同步推进”的原则施工，以尽量减少防波堤在施工期间的“风损”。72. 9 对防波堤堤心石、垫层石理波和护面大块石安放允许偏差的规定。本次修订对原规范关于四脚空心方块垫层石的施工方法和允许偏差进行了修正：一是将原规范的垫层“宜用块石铺砌”改为“理坡”；二是将其允许偏差相应放宽了50mm。其主要理由是块石铺砌垫层施工费用高、坡面粗糙率低、透水性较差、对护面块体稳定不利。考虑到四脚空心方块重量过大必然要求垫层块石重量大而难以理坡，故本规范设计部分也相应进行了修改，对四脚空心方块的重量进行了限制，这样垫层块石的重量不会太大，用一般的理坡方法即可满足规范要求。7. 3 预制和安放护面块体735 本条强调护面块体应蹬紧水下棱体，以防止护面块体发生下滑或变形“拔缝”。施工中应先做压脚校体，再安护面块体，同时要坚持自下而上的安装方法，才能有效地保证块体与棱体接触紧密。73. 7 对扭王字块体安放的要求，从扭王字块体应用的实际效果看，规则安放没有定点随机安放好，正向放置没有斜向放置好。因此本条规定扭王字诀体宜采用定点随机安放。条文中“使块体的一半杆件与垫层接触”，是指块体胶杆中有一个肢杆和另一肢杆端同时“着地”，在吊放中辅以人工扶位，基本就可做到。73. 8 对四脚空心块和栅栏板安放的要求。条文中“不宜用二片石支垫”是指四脚空心块四个脚下，不宜用二片石同时支垫其两脚，或用二片石叠支其一脚，以保证护面块体安放后的稳固性。74 安放块石和砌石护面74. 2 对立放一层块石护面层施工质量的要求。原规范规定坡面上不允许有垂直护面的通缝，较为严格并难于做到。据调查，已完成的工程中