新版海岸工程海岸防护工程

上次课知识点海岸防护工程定义（功效）海堤定义（功效）了解海堤规划与布设标准了解海堤设计标准、设计标准确定依据、早期海堤设计标准缺点70年代后海堤设计标准潮位、波浪重现期标准，波浪累积频率标准第1页掌握浙江省海塘工程技术要求提议波列累积频率掌握《海港水文规范》要求重现期标准了解一定重现期设计潮位计算方法和适用范围了解资料短缺情况下高潮位推算方法掌握《海港水文规范》要求一定重现期设计波高计算方法以及与该重现期设计波高对应设计波周期计算方法第2页此次课时需掌握内容四、海堤断面型式五、海堤基本断面确定六、海堤结构第3页四、海堤断面型式按海堤临水面外形特点来区分,海堤能够分为1.斜坡式2.陡墙式3.混合式第4页1.斜坡式A.形式-----坡度小于45度,堤身以土料填筑为主,迎水面设护坡.B.护坡种类-----干砌块石或条石、浆砌块石、抛石、混凝土预制板、现浇筑整体混凝土、沥青混凝土、人工块体、水泥土和草皮护坡。C.特点-----迎水面坡度迟缓、稳定性好、堤前反射小；堤身宽大，地基应力引发堤身变形和局部破化适应性强，便于修复。D.缺点------波浪爬高大；在滩地高程比较低情况下，因为施工时候往往要求先堆土方、后做护坡，轻易造成土方流失。所以常应用在小潮高潮位以上高滩围垦海堤工程。第5页第6页斜坡式种类:单坡、折坡、复坡复坡：在坡面某一高程上设置平台，组成复式斜坡，其有利方面包含：堤身稳定、对坡面上波浪爬高有比较大影响。注意点：平台转弯角度出波能集中处要加强防护办法。堤脚处理:设置抛石棱体,或作大方脚或丁砌条石、坡前做单桩夹石或两桩夹石等保持堤基稳定办法：海堤两侧底部做镇压层或在地基上铺排水砂垫层第7页2陡墙式第8页2.陡墙式A.形式-----坡度大于45度,迎水面采取块石和条石.后方以土料填筑为主，分布于浙江舟山为主。B.优点-----断面小，土方量少；施工中以石方掩护土方，降低土方流失，适合用于小潮低潮位附近、滩面高程比较低围堤工程；爬高小。C.缺点-----地基应力集中，地基要求高。(普通在基床上）；波浪反射大，时常引发底流速增大易产生堤角冲刷；波浪力作用强烈，对堤身破坏性大；破坏以后难修复。第9页第10页第11页3混合式：第12页混合式A.形式-----迎水面由陡墙和斜坡组成，2种主要形式

（1）迎水面上部斜坡，下部陡墙，陡墙顶在平均高潮位附近。（2）迎水面下部斜坡式抛石棱体，上部陡墙，棱体顶在平均高潮位附近。B.特点-----前两种海堤兼有。第13页海堤断面型式选择主要受地形、地质、水文、材料、施工条件等原因影响。在破波带以外，或者水深比较小波浪不大区域，能够考虑采取直立式，以内，则考虑采取斜坡式。波浪动力原因要考虑：波浪形态、爬高和波浪力作用也是主要原因。第14页五、海堤基本断面确实定1堤顶高程2堤顶宽度3堤身边坡第15页1堤顶高程(见堤防规范P15,P118)A、堤顶高程是指沉降以后高程，有防浪墙海堤，则指防浪墙顶高程。B、堤顶高程确实定影响原因：海堤防御标准中潮位和波浪重现期；波列累积频率确定；当地气象和水文条件；海堤结构特点。第16页1堤顶高程详细确定方法:必须高出设计高潮位0.5H1%以上第17页堤顶高程设计中几个问题设计波浪爬高累积率：对于不允许越浪，统计累积率取2%；对允许越浪情况取13%；

安全超高值---允许越浪取0.3~0.5M不允许取0.5~1.0m第18页2堤顶宽度考虑原因：本身稳定、地基稳定、防浪防渗要求、施工和防汛抢险要求。普通尺寸介绍:堤顶宽度大于3~4m,较大围垦工程取4-6m,淤泥质海岸也能够取6~8米，有公路考虑应该按公路宽度来设计。普通能够到达10m。第19页3堤身边坡考虑原因：稳定性要求确定断面型式、护坡类型及材料、堤身材料、波浪作用情况、地基条件及施工条件第20页海堤内外边坡初步确定海堤护坡类型外坡坡比内坡坡比斜坡式海堤干砌块石护坡1:2~1:3:水上（粘性土）1:1.5~1:3.0（砂性土）1：3.0~1：5.0:水下海泥惨沙1：5~1：10山土/砂壤土1：5~1：7浆砌块石混凝土护坡1:2~1:2.5抛石护坡大于1:1.5人工块石护坡1:1.25~1:2.0陡墙（防护墙）1:0.2~1:0.7混合式参考块石护坡和陡墙确定第21页堤身边坡确定过程:首先依据海堤内外边坡材料初步确定海堤坡面,然后进行稳定和风浪爬高试验,以确定合理海堤边坡.在进行内边坡坡度设计时候,对于干砌块石护坡、浆砌块石混凝土护坡等,其边坡能够参考外坡并适当加陡.第22页无护面土堤：粘土1：2~1：3砂质海堤1：5~1：15江苏如东地域为1：25~1：35一对矛盾：减小坡度（1：1.5~1：2.0），可能增加了波浪爬高；放缓坡度，增加工程量。第23页问题：怎样降低波浪爬高（1）设置消浪平台平台设计：高程在是设计高潮位附近，宽度为1~2倍设计波高，且大于2~3m。在《海港水文规范》要求，平台宽度为0.5~2H能够降低波浪爬高15%~25%.大型工程平台高程及宽度最好经过试验比较后确定。第24页六、海堤结构1堤顶及防浪墙2护坡3护坡垫层4护坡基脚5防护墙第25页1堤顶及防浪墙第26页堤顶：要结合实际分成几个情况（1）有公路要求情况下，要结合公路设计要求。（2）无公路要求，需要考虑雨水和浪花冲刷，需要有防护办法。（包含三合土、碎石盖面保护、混凝土板。（3）大型工程中堤顶内侧宜设置堤肩石，将条石长度方向垂直于堤轴，沿堤顶内侧边缘铺设一层条石。（4）堤顶护面向内坡侧倾斜，坡度为2%~4%，在内坡及内坡平台上设置排水系统。第27页防浪墙：（1）位置：普通安置在堤顶外侧，特殊情况下在内侧。（2）组成：由块石、条石干砌或浆砌、预制混凝土块。对于软土地基和风浪比较大海堤，普通先做干砌，等沉降完成，在做浆砌。（3）主要经验尺寸：高度0.8~1.2m,底宽是0.8~1.2m，顶宽是0.6~1.0，引水面为直立或弧形，背水面坡度：1：0.2~1：0.5，埋入深度大于0.3，同时与堤身连成一体，增加稳定性和整体性。第28页第29页迎浪面做成圆弧面有显著挑浪效果，能够大幅度降低越浪量。不过风作用下也会与一部分越堤。圆弧面挑浪墙比较大问题是波浪设计力增大.第30页2护坡护坡主要作用：保护堤身填土免受风浪、时尚冲刷，同时预防雨水侵蚀.护坡基本要求A在波浪水流作用和渗透压力作用下，护坡能够稳定安全，所以要有足够重量和厚度。B护坡下设置反滤层或者过分层预防因堤内渗流而流失堤土。C要有足够保护范围，不然坡脚或者坡顶受冲刷后危及堤身安全。D因就地取材、施工简单、便于维修、造价经济第31页护坡种类A块石（抛石，干砌和浆砌）B混凝土块体C沥青混凝土D人工块体E水泥土、草皮等第32页惯用护坡方法设计：A干砌块石，浆砌块石干砌块石优点:柔性好,能适应堤身变形,对于堤身土流失形成局部掏空能即使发觉。干砌块石缺点:整体稳定性差,抗御风浪和时尚能力差,渗流和波浪作用下堤身易流失堤土.浆砌块石优点:整体稳定性好,抗御风浪和时尚能力强浆砌块石缺点:柔性差,局部沉降回引发护面塌陷而破坏,同时护面空隙小,波浪爬高也对应增加.单个块石重量初步确定，浆砌块石设计变形缝和排水孔要求，混凝土标号要求。第33页第34页单个块石重量初步确定:(1)单块体重量参考海堤设计部分(2)同时满足最小厚度大于30~40cm浆砌块石设计变形缝和排水孔要求:(1)变形缝间距10~15cm(2)排水孔终横间距2~3m混凝土标号要求:(1)普通用10号混凝土砂浆砌筑,15号水泥砂浆勾缝,块石间砌缝宽度2~3cm(2)混凝土灌砌石护面,在块石间缝灌小粒径混凝土,同时块石间砌缝宽度大于混凝土骨料最大颗粒2~3倍.注意:C10号混凝土含义是轴心抗压强度为5.0MpaC20号混凝土含义是轴心抗压强度为10.0Mpa第35页B.抛石护坡优点:适应堤身变形,消浪性能好.缺点:整体稳定性差,整体抗御风浪和时尚能力差.用途:适合用于暂时性防护办法,或风浪不是很大永久性工程,厚度普通去50~90cm.普通使用在风浪不是很大地方和护脚防冲工程。第36页第37页C.混凝土板类型:预制和现浇预制平面形态:正方形和长方形尺寸:0.5m*0.5、1.0*1.0m厚度：15~20cm块体连接：搭接式、舌榫式，其中舌榫式要好于搭接式。现浇＿＿＿＿需要考虑变形尺寸:5m*5m～20m*20m厚度：15~40cm块体连接：沥青混凝土第38页D.人工块体类型:四角空心方块、栅栏板上海周围海堤、舟山北部岛屿E.水泥土护坡早期应用在公路，土石坝建设上，主要考虑到当地无石料．实例：秦淮新河护坡主要技术考虑：水泥含量控制７％～１５％．第39页3.护坡垫层A反滤层作用B土工布材料应用第40页3护坡垫层反滤层作用:预防堤身土在波浪渗流作用下流失，而且做护面基础。基本经验:

由2或3层无粘性材料组成,粒径从堤内向堤外逐步增大.粒径3~5cm碎石作为粘土填筑土堤层材料,厚度大于20~30cm.自然级配石渣作为过渡层,石渣片长度小于15cm,厚度大于50cm;对于砂性土堤身,过滤层厚度应该适当增加到60~80cm第41页B土工布材料应用

见土工材料规范p9/p45是很好材料,当前很多工程采取,能够省20~30cm砂砾过分层.要注意预防破坏.所以在护面与土工布直接用细砂覆盖，厚度15~20cm。不过要注意：计算稳定时候,除了沿圆弧滑动验证外，还需要沿土工布抗滑稳定验算。第42页第43页第44页第45页D土工布材料应用第46页4护坡基脚A、埋入式B、抛石棱体C、桩石基脚第47页4护坡基脚