海堤工程设计书

上海海事大学海岸工程课程设计某岛屿海堤工程设计 学 院：海洋科学与工程学院 专 业：港口航道与海岸工程 班 级：港航63* 姓 名：罗方* 指导教师：李俊花* 完成日期：2019年05月20日目 录一、项目背景1.1 工程位置选择1.2 工程主要内容二、自然条件2.1 气象与水文条件2.2 工程地质条件三、防潮（洪）标准与级别3.1 海堤工程的防潮（洪）标准3.2 海堤工程的级别3.3 确定设计潮位3.4 确定设计波浪要素四、堤身设计4.1 断面选型4.2 基本尺寸拟定 4.2.1 堤顶高程 4.2.2 堤顶宽度 4.2.3 胸墙设计 4.2.4 越浪量的验算4.3 护坡 4.3.1 护面单个块体的稳定质量 4.3.2 护面层厚度 4.3.3 护垫 4.3.4 护底块石 4.3.5 护脚设计五、防浪墙强度与稳定性验算5.1 波浪力作用计算 5.2防浪墙抗滑抗倾稳定验算摘要：拟在某岛屿附近通过围恳工程建造中型规模电厂.工程岸线分为南段和北段，并依据当地地质条件和水文动力要素沿海建造海堤保护沿岸设施。关键词：海堤、斜坡式、防浪墙、稳定验算Abstract:In a near islands by surrounding it with heartfelt construction medium size power plant. The engineering shoreline is divided into the south and the north, the coastal dynamic factors and according to the local geological conditions and hydrological construction of seawall protection facilities along the coast.Keywords: seawall, slope type, wave wall, stability checking.正文：一、工程位置1.1、工程位置拟在某岛屿附近通过围恳工程建造中型规模电厂.工程岸线分为南段和北段. 该地区地震烈度为6度.1.2、工程内容 海堤设计内容包括南段堤和北段海堤，南段海堤总长1284m，北段海堤总长778m。二、自然条件2.1.1、气象本地区属热带雨林气候，高温、多雨、风小、湿度大，每年13月份为雨季，69月份为旱季，其它月份为旱湿转换期。1）气温工程点气温特征值表分类月份123456789101112历年月平均气温（C）24.223.924.424.424.424.123.923.724.024.324.424.0历年月最高气温（C）33.033.433.436.233.03232.232.834.034.233.633.62）降水单位：mm 各月降水量统计表（1996年2005年） 类别1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年度降水量平均478618567299167210129721403935595784210最大1196153983379336653726835025169987214665795最小14027636312061020056834810225182.1.2、 水文1）设计水位(平均海平面为基准)设计高水位： 0.84m设计低水位： -0.77m2）50年一遇的设计波浪资料海堤设计波要素位置波向底高程(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)南海堤SW-43.22 3.22 3.22 2.99 2.20 11.65 78.4 W3.22 3.22 3.22 2.97 2.18 11.65 78.4 SW-5.34.08 3.67 3.59 3.18 2.25 11.65 87.7 W4.08 3.63 3.55 3.15 2.22 11.65 87.7 SW-64.31 3.83 3.74 3.29 2.30 11.65 92.2 W4.29 3.80 3.71 3.27 2.28 11.65 92.2 SW-6.54.45 3.93 3.83 3.37 2.33 11.65 95.3 W4.41 3.89 3.80 3.33 2.31 11.65 95.3 SW-7.64.68 4.14 4.03 3.52 2.40 11.65 101.6 W4.64 4.10 3.99 3.48 2.38 11.65 101.6 SW-8.95.00 4.42 4.30 3.73 2.52 11.65 108.4 NW5.04 4.45 4.33 3.76 2.55 9.14 96.5 W4.97 4.38 4.27 3.70 2.50 11.65 108.4 北海堤SW-8.14.80 4.23 4.12 3.59 2.44 11.65 104.3 W4.75 4.19 4.08 3.55 2.41 11.65 104.3 NW4.89 4.32 4.20 3.66 2.50 9.14 79.4 NW-6.84.62 4.08 3.98 3.49 2.42 9.14 74.3 NW-64.41 3.92 3.83 3.38 2.37 9.14 70.7 注：阴影部分为极限波高三、防潮标准与级别3.1.防潮标准海堤工程防潮（洪）标准依据防护对象的规模和重要性按表选定3.2.工程级别选取重现期为 50 年、海堤工程级别为 3 级。并以不可越浪进行设计。3.3根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 6.6 节，选取允许越浪量为 ，因此海堤三面需要防护3.4.确定设计潮位设计高水位（重现期50年一遇）： 0.84m设计低水位： -0.77m海底面高程： -6m水深d: d=0.84-(-6)=6.84m3.5.确定设计波浪要素为留出安全余量，选取南海堤SW向波要素以正向波计算位置波向底高程(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)南海堤SW-64.313.833.743.292.3011.6592.2四、海堤的结构设计4.1.断面选型工程地质条件：海堤周边土质：细沙、粉砂、淤泥质粉质粘土混砂、粉细砂、粉细砂混砾石或卵石、中等风化安山岩；地区属热带雨林气候，、多雨、风小、温度、高湿度大。堤前最大波高水深比；同时根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 8.4 节，采用斜坡式防波堤。平台宽度为设计波高的12倍，且不宜小于3m。故取平台宽度（B）为4m平台高程取1m，dw=1m护面类型采用扭工字块体。（如图所示）4.2. 基本尺寸拟定4.2.1 堤顶宽度根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)3级工程堤顶宽度=3m,取4m根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第E2.2 节，m 上=m 下=3；根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 E.0.4 节复式斜坡的坡度mx根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)表 8.3.1，选取安全加高值 A=0.7m。根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 8.3.1 节，堤顶高程计算如表 3.3 所示。本次设计允许越浪，取累积频率为13%的波浪爬高值。Kb=1.130m B=5m dw=1m 所以计算得mx=3.2434.2.2.堤顶高程a. T=50、P=2%、h2%=0.84mb. A=0.7m（1）堤顶高程H13%=3.29mK=0.90 d=6.84根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 E.0.1 节，不允许越浪情况下以累计频率 2%计算波浪爬高，极限波高为4.89m，取 H=4.89m。波浪爬高计算如表 3.2 所示。表3.2 波浪爬高计算M(R1)mR(M)R1H2.191.880.951.714.89m0.474.32式中 ；A计算值设计值0.843.660.7=+A=5.25.4根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)表 8.3.1，选取安全加高值 A=0.7m。根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 8.3.1 节，堤顶高程计算如表 3.3 所示。本次设计允许越浪，取累积频率为13%的波浪爬高值。根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 8.3.6 节，由于本海堤高度为 8.1+5.4=13.3(m)。因此预留沉降量应按规范第10.3节的规定计算确定。但是因为没有孔隙比数据无法计算，于是按照小于十米时的预留沉降量计算，即取预留沉降量为5%，海堤高度为13.3（1+0.05）=13.97m。那么这次海堤设计总高度最终定为为 14m。而根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 8.3.3的规定，当堤顶临海侧设有稳定坚固的防浪墙时，堤顶高程可算至防浪墙顶面。但不计防浪墙的堤顶高程仍应高出设计高潮(水)位以上二分之一波列累计频率为1% 的设计波高，且不应小于0.5m。显然后者满足，所以胸墙顶高度定为5.9m处。（2）越浪量验算（无胸墙）A=0.056 m=3.243HC=3.43m TP=1.33T=15.4945H1/3=3.29m KA=0.4g=9.84.2.3胸墙设计净高3m 顶宽 0.8m 底宽2m 埋深 0.5m 胸墙设计采用预制混凝土块安砌迎浪面为直立墙，背面为1：0.2的陡墙面越浪量校核采用极限高水位进行计算。根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 F.0.1.3 节，取 B=0.38，KA=0.4，=1.33T=15.4945s。根据第 3.2 节，肩宽为 2m。通过以上数据，根据海堤工程设计规范(GB/T 51015-2014)第 F.0.1.3 节式（F.0.1-2），计算得越浪量Q=0.03172m3/(sm)100kg。护底块石稳定重量为：600kg护底块石厚度：0.5m护底外坡度：1:2护底块石层的宽度，堤身段不应小于5m，堤头段不应小于10m，流速和水深较大时宜适当加大，堤身段不易小于10m，堤头段不易小于15m。所以其宽度取6m，对于砂质海底，在护底块石层下设置不小于厚度为0.3m的碎石层或土工织物层。在护底块石层下设置厚度为0.3m的土工织物层。具体布置形式类似于下图:4.3.5护脚的设计：水下抛石棱体的顶面高度：ZZ=-(0.84+3.37)=-4.38棱体顶宽宽度：2m棱体高度：1.5m护坡基脚坡面坡度设计为：1:2抛石棱体的重量：W=1/5WW=rbH3KDrb-rr3*cotaW=9.6741 W=1/5W=1.9T五.强度与稳定性验算5.1 波浪力作用计算式中；H为设计波高（m），；L为波长（m），。波峰作用在胸墙上的平均压力强度按照下面公式计算，由于，所以 式中为无因次参数和平均压力强度（与波坦有关），由和，由上图查得到=2.7；是海水的重度，。=0.316,海港水文规范（JTS 145-2-2013）中图8.2.11-2，如上图 得到胸墙上波压力分布高度=2.97单位长度胸墙上水平波浪力标准值为：.7单位长度胸墙面下的波浮托力标准值 ，当胸墙底面埋梁不小于1.0m时，内侧地基土或填石的被动土压力可按有关公式计算并乘以0.3的折减系数作为土压力标准值。：