第32章海堤2海堤构造1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四、海堤断面型式,斜坡式,陡墙式,混合式海堤,海堤断面型式,按海堤临水面外形特点来区分,海堤可以分为,斜坡式海堤断面图,这是最常用的断面型式，主要为,梯形断面,。,护面（外坡,）,防浪墙,堤身,内坡,海测,1,、斜坡式海堤,1.,斜坡式,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,-,迎水面坡度缓慢、稳定性好、堤前反射小；堤身宽度大，地基应力引起的堤身变形适应性强，便于修复。,D.,缺点,-,波浪爬高大；在滩地高程比较低的情况下，由于施工时候往往要求先堆土方、后做护坡，容易导致土方流失。所以常应用在小潮高潮位以上的高滩围垦海堤工程,A.,形式,-,坡度小于,45,度,堤身以土料填筑为主,迎水面设护坡,.,防浪墙,：,设置位置：,设于堤顶外侧与边坡顶部相接,砌筑结构：,干砌石勾缝，浆砌石，混凝土,防浪墙作用：,节省工程量，减轻堤身对地基的荷载，,防止或减小越浪,斜坡式海堤分类：,单坡,指坡度自上而下只有一种；,折坡,指坡面有一折点，折点的上、下为两种不同的坡度；,复坡,是在坡面的某一高程上设置平台，构成复式斜坡。复坡的,平台高程,一般在,高潮位附近,。,有利的方面,包括：堤身稳定、对坡面上的波浪爬高有比较大的影响,注意点：,平台转弯角度出的波能集中处要加强防护措施。,2,、陡墙式海堤,2.,陡墙式,B.,优点,-,断面小，土方量少；施工中以石方掩护土方，减少土方流失，适用于小潮低潮位附近、滩面高程比较低的围堤工程；爬高小。,C.,缺点,-,地基应力集中，地基要求高。,(,一般在基床上）；波浪反射大，以立波为主，时常引起底流速增大易产生堤角冲刷；堤前有破波，波浪力作用强烈，对堤身破坏性大；破坏以后难修复。,A.,形式,-,坡度大于,45,度,迎水面采用块石和条石,.,后方以土料填筑为主，分布于浙江舟山为主。,3,、混合式海堤,混合式海堤的迎水面由,陡墙,及,斜坡,混合组成。,混合式,B.,特点,-,前两种海堤兼有。,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。,海堤断面型式确定应考虑的因素,（,1,）海堤型式的确定应根据水文地质、材料来源、施工条件等具体情况综合考虑，进行方案比较，选定经济、合理的结构型式。,（,2,）一般情况下,地质条件较差、堤身相对较高的堤段，海堤断面宜选择,斜坡式；,地基条件较好、滩涂面较高的堤段，或者有软弱土层存在，但经地基加固处理后在经济上合理的堤段，海堤断面宜选择,陡墙式；,地质条件较差、水深大、受风浪影响较大的堤段，海堤断面宜选择,混合式,。,五、海堤基本断面的确定,1,堤顶高程,2,堤顶宽度,3,堤身边坡,1,堤顶高程,定义：,堤顶高程是指海堤沉降稳定后的高程。对于设有防浪墙的海堤，堤顶高程则是防浪墙顶面的高程，但防浪墙必须稳定、坚固。,方法：,堤顶高程有潮位和波浪的重现期和波列累积频率确定，具体确定方法：,堤顶高程具体确定方法,注：,堤顶高程需高出设计高潮位,1.52m,。,堤顶安全加高值,堤身顶面高程的确定,堤身顶面高层有两层含义：,一是指防浪墙顶面；,二是指堤身断面顶面（不计防浪墙）。,堤身断面顶面高程应高出设计高潮位,0.5 ;,且不得低于设计高潮位,0.5m.,堤身,预留沉降量,海堤竣工后还会发生固结沉降，为保证设计高程，在设计时需预留沉降量。,沉降量包括堤身沉降量和堤基沉降量，一般压实较好的海堤，根据经验沉降量可为堤高的,3%,5%,，一般在筑堤竣工验收后,5,10,年沉降基本完成。,对于堤身较高、建筑在软基之上、无法压实或压实较差的土堤，沉降过程较长且沉降量较大，对这些条件下的海堤要计算沉降量。,2,、堤顶宽度,定义：,除去防浪墙后的净宽度。,考虑因素：,自身稳定、地基稳定、防浪防渗要求、施工和防汛抢险要求。,堤顶宽度一般不小于,3,4,米，重要的围垦工程,4,6,米。,一般双向交通堤顶公路的堤顶宽度可定为,8,米。杭州湾戚家墩至金山嘴一段海堤，因与沪杭公路结合，顶宽达,20,米以上。,堤顶宽度的取值可参照下表,:,一般尺寸：,淤泥质海岸也可取,6,8,米。,重要海岸可以再增加。如上海石化总厂海堤，堤顶宽度达到,10,米左右。,对于兼作公路的按公路标准设计。,3,堤身边坡,考虑因素：,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,海堤内外边坡的初步确定,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,1:21:3,:,水上,（粘性土）,:1.51:3.0,（砂性土）,1,：,3.01,：,5.0,:,水下海泥惨沙,1,：,51,：,10,山土,/,砂壤土,1,：,51,：,7,浆砌块石混凝土护坡,1:21:2.5,抛石护坡,不小于,1:1.5,人工块石护坡,1:1.251:2.0,陡墙（防护墙）,1:0.21:0.7,混合式,参照块石护坡和陡墙确定,堤身边坡确定过程,:,首先根据海堤内外边坡的材料初步确定海堤的坡面,然后进行稳定和风浪爬高实验,以确定合理的海堤边坡,.,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,其边坡可以参考外坡并适当加陡,.,无护面的土堤：,粘土,1,：,21,：,3,砂质海堤,1,：,51,：,15,江苏如东地区为,125,：,135,一对矛盾：,减小坡度（,1,：,1.51,：,2.0,），增加了波浪爬高；,放缓坡度，增加工程量。,六、海堤的构造,1,堤顶及防浪墙,2,护坡,3,护坡垫层,4,护坡基脚,5,防护墙,1,堤顶及防浪墙,堤顶：,要结合实际分成几种情况,（,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的冲刷，需要有防护措施。（包括三合土、碎石盖面保护、混凝土板）,（,3,）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。,（,1,）,位置,：一般安置在堤顶外侧，特殊情况下在内侧。,防浪墙：,（,2,）,构成,：由块石、条石干砌或浆砌、预制混凝土块。,（,3,）,主要经验尺寸,：,高度,0.81.2m,底宽,是,0.81.2m,，,顶宽,是,0.61.0,，引水面为直立或弧形，,背水面坡度,：,1,：,0.21,：,0.5,入土深度,不小于,0.3m,护坡的主要作用：,保护堤身填土免受风浪、潮流的冲刷，同时防止雨水的侵蚀,.,2,护坡,护坡基本要求：,A,在波浪潮流作用下，护坡能够稳定安全，因此要有足够的重量和厚度,B,护坡下设置反滤层或者过度层防止因堤内渗流而流失堤土,C,要有足够的保护范围,D,因就地取材、施工简单、便于维修、造价经济,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,常用护坡方法的设计：,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时发现。,干砌块石缺点,:,整体稳定性差,抗御风浪和潮流能力差,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,抗御风浪和潮流能力强,浆砌块石缺点,:,柔性差,局部沉降回引起护面塌陷而破坏,同时护面空隙小,波浪爬高也相应增加,.,单个块石重量的初步确定，浆砌块石设计变形缝和排水孔的要求，混凝土标号要求。,单个块石重量的初步确定,:,(1),单块体重量参考海堤设计部分,(2),同时满足最小厚度不小于,3040cm,浆砌块石设计变形缝和排水孔的要求,:,(1),变形缝间距,1015cm,(2),排水孔终横间距,23m,混凝土标号要求,:,(1),一般用,10,号混凝土砂浆砌筑,15,号水泥砂浆勾缝,块石间砌缝宽度,23cm,(2),混凝土灌砌石护面,在块石间缝灌,100,号小粒径混凝土,同时块石间砌缝宽度不小于混凝土骨料最大颗粒的,23,倍,.,注意,:,C10,号混凝土含义是轴心抗压强度为,5.0Mpa,C20,号混凝土含义是轴心抗压强度为,10.0Mpa,B.,混凝土板,类型,:,预制和现浇,现浇需要考虑变形,尺寸,:,5m*5m,20m*20m,厚度：,1540cm,块体连接：,沥青混凝土,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：,1520cm,块体连接：,搭接式、舌榫式，其中舌榫式要好于搭接式。,D.,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：秦淮新河的护坡,主要技术考虑：水泥含量的控制,C.,人工块体,类型,:,四角空心方块、栅栏板,上海周边的海堤、舟山北部岛屿,3,护坡垫层,A,、反滤层作用,:,防止堤身土的在波浪渗流作用下流失，并且做护面基础。,基本经验,:,粒径,35cm,的碎石作为粘土填筑的土堤层材料,厚度不小于,2030cm.,自然级配的石渣作为过渡层,石渣片长度小于,15cm,厚度不小于,50cm;,对于砂性土的堤身,过滤层厚度应当适当增加到,6080cm,由,2,或,3,层无粘性材料组成,粒径从堤内向堤外逐渐增大,.,国内,:,表示反滤层不能太粗,表示反滤层不能太细,B,非粘性土堤的反滤层设计,美国,:,在抛石护坡与堤身之间设置反滤层,在最大波高,=2.53.8cm,最大波高,1.2m,时候,D,85,反滤层材料,=3.,5.0cm,规律：波高大,反滤层粒径比较粗,厚度大,.,问题,:D,15,的意义：颗粒分布曲线的百分数，是小于某粒径的重量百分比。,D,15,反滤层材料粒径,d,85,被保护层粒径,单层设置,(,美国,):,在最大波高,1.,m,最小厚度为,15cm,在最大波高,1.,m,且,.4m,最小厚度为,23cm,在最大波高,2.4m,且,3.7m,最小厚度为,30cm,前苏联,:,不均匀系数,层间系数,俄罗斯,:,对于本层内的材料,:,不均匀系数,当波高大于,2m,时候,层间系数,要求反滤层不能太粗,垫层材料要求,:,含粘土颗粒,(=7,含水量大于塑限的粘性土壤,最底垫层的不均匀系数,C,粘性土堤的反滤层设计,反滤层颗粒组成,:,总体而言粘性填料颗粒要求细,不均匀系数大,.,粘土与反滤层接触面允许剥蚀时,填料颗粒的粒径,=68mm;,粘土与反滤层接触面不能有剥蚀时,填料颗粒的粒径,=23mm;,D,土工布材料的应用,见土工材料规范,p9/p45,是很好的材料,目前很多工程采用,可以省,2030cm,的砂砾过度层,.,要注意防止破坏,.,因此在护面与土工布直接用细砂覆 盖，厚度,1520cm,。,和孔径选择,不过要注意：计算稳定时候,除了沿圆弧滑动验证外，还需要沿土工布的抗滑稳定验算。,4,护坡基脚,主要作用,:,支撑护坡体,防止其沿堤坡面发生滑坡,同时保护坡脚,免受波浪作用下可能出现的强烈冲刷,.,三种基本结构型式,:,A,、埋入式,;,B,、抛石棱体,;,C,、桩石基脚,对于滩面比较高,护脚可以采用,”,埋入式,”,相反情况,可以采用抛石棱体,或者用柴排压石护滩,适当提高护坡高程。,5,防护墙（陡墙式海堤）,防护墙体的设计,:,作用,:,主要承受波浪和水流的冲刷,保护墙后的堤身填土,起到海堤护面的作用,同时有时承受来自堤身的土压力，维持堤身土体的稳定,.,防护墙底宽一般不小于,1/2,墙高，顶宽,0.81.2cm;,坡度,1:0.31:0.5,内部用干砌块石,外部用干砌条石,面层的条石尺寸一般,20*25*6530*30*80cm;,防护墙的顶部同防浪墙连接成整体,墙底下应设砂垫层,墙后与填土间设置碎石或石渣过渡层,厚度为,0.61.0m.,七、海堤设计,2,护坡计算,1,波浪在堤坡上爬高计算,3,防护墙稳定计算,4,防浪胸墙稳定计算,5,海堤抗滑稳定计算,6,地基沉降计算,7,软土地基加固,8,海堤防渗和堵