【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 海防堤為梯形斷面，由于當(dāng)?shù)厝鄙偕笆?，采用就地取土填筑而成。交通橋?biāo)準(zhǔn)為汽10級(jí)，橋長(zhǎng)為20m，共兩跨，每跨10m，橋面寬均為5m，橋臺(tái)、橋墩為素混凝土結(jié)構(gòu)，橋面、基礎(chǔ)及墩帽采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。6主要建筑物設(shè)計(jì) 潮汐?。。?！。潮位特征值見(jiàn)表61。表61 ！?。。≌境蔽惶卣髦当碚久Y料年限（年）平均高潮位（m）平均低潮位（m）潮差（m）最高高潮位（m）最低低潮位（m）平均最大?。。?！22⑴ 風(fēng)場(chǎng)要素根據(jù)氣象站提供的連續(xù)36年實(shí)測(cè)資料，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，確定對(duì)擬建海防堤最不利風(fēng)向?yàn)镾SW，其最大風(fēng)速為20m/s，利用皮爾遜三型曲線進(jìn)行頻率分析，現(xiàn)將分析成果列于表62。表62 陸上風(fēng)速頻率分析成果表 單位m/s重現(xiàn)期30年一遇20年一遇10年一遇設(shè)計(jì)風(fēng)速⑵ 波浪要素?cái)M建海防堤波浪要素采用莆田試驗(yàn)站方法計(jì)算，重現(xiàn)期采用10年，求得風(fēng)區(qū)波浪要素結(jié)果列于表63。 　 61 62 　　　 63　式中：g——重力加速度，；d——風(fēng)區(qū)平均水深(m)，（由風(fēng)區(qū)內(nèi)SSW風(fēng)向水下剖面圖計(jì)算而得，詳見(jiàn)圖（53）；（平均水深＝設(shè)計(jì)潮位值－設(shè)計(jì)渠底高程）；V——設(shè)計(jì)風(fēng)速(m/s)，V=（V海上10m=V陸KzK，其中Kz—風(fēng)速高度換系數(shù)，Kz=；K—風(fēng)速增大系數(shù)，K=）；F——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(m)，由有效風(fēng)區(qū)法求得，海防堤風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度F=10000m；回水堤風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度F=500m；T——平均周期，(s)；L——平均波長(zhǎng)，(m)；H——平均波高，(m)；圖61 SSW風(fēng)向水下剖面簡(jiǎn)圖地區(qū)重現(xiàn)期為10年，求得風(fēng)區(qū)波浪要素結(jié)果列于表63。表63 風(fēng)區(qū)波浪要素計(jì)算成果表項(xiàng)目平均波高（m）平均周期（s）平均波長(zhǎng)（m）海防堤當(dāng)波浪由風(fēng)區(qū)深水處向堤線位置傳播，按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求進(jìn)行波浪的淺水變形計(jì)算：現(xiàn)將計(jì)算成果列于表64。 　64式中：H——計(jì)算點(diǎn)波高，(m)；Kr——波浪的折射系數(shù)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)取Kr=1；Ks——波浪的淺水變形系數(shù)，查《港口工程技術(shù)規(guī)范》第三篇海港水文附錄十；H0——深水波高，(m)；表64 設(shè)計(jì)風(fēng)浪要素成果表項(xiàng)目堤前水深（m）堤前波高（m）平均周期（s）堤前波長(zhǎng)（m）海防堤⑶ 波浪爬高擬建海防堤迎潮面坡比1：2，波浪爬高按下式確定： 65式中：RP——波浪爬高（m）；K△——斜坡糙率，；Kr——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，；Kp——爬高累計(jì)頻率換算系數(shù)，；Kβ——波浪與堤軸線的角度系數(shù)，；m——斜坡坡率為2；H——堤前波浪的平均波高（m），；L——堤前波長(zhǎng)（m）。海防堤風(fēng)浪爬高計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表65。表65 風(fēng)浪爬高計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目名稱(chēng)波浪爬高（m）海防堤⑷ 風(fēng)雍水面增高風(fēng)雍水面增高按下式計(jì)算：式中：e——計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)雍水面高度，（m）；k——綜合摩阻系數(shù)，k=106；V——設(shè)計(jì)風(fēng)速，v=（海上風(fēng)速）；F——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，（m）；海防堤為10000m，回水堤為500m；D——平均水深，（m）；，；β——風(fēng)向與垂直于堤軸線的法線的夾角，海防堤為180，回水堤700。海防堤風(fēng)雍水面增高計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表66。表66 風(fēng)雍水面增高計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目名稱(chēng)風(fēng)雍高度（m）海防堤海防堤堤頂高程按海防堤設(shè)計(jì)潮位加堤頂超高來(lái)確定。按下式計(jì)算：H=h+y 67Y=r+e+a 68式中：H——堤頂高程，（m）；h——設(shè)計(jì)潮位，（m）；y——堤頂超高，（m）；r——設(shè)計(jì)波浪爬高（m）；e——設(shè)計(jì)風(fēng)雍水面高度，（m）；a——安全超高（m），按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5028698）選取。海防堤堤頂高程計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表67。表67 海防堤堤頂高程項(xiàng)目設(shè)計(jì)潮位波浪爬高風(fēng)雍增高安全超高計(jì)算堤頂高程單位mmmmm海防堤海堤為陸地與海域的分界線，根據(jù)堤頂有防護(hù)維修、防汛搶險(xiǎn)、產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)冉煌ㄒ?，依?jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5028698）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合已有海防堤工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與基礎(chǔ)資料的分析，，迎潮坡比為1:2，背潮坡比確定為1:。 對(duì)堤基進(jìn)行滲流穩(wěn)定計(jì)算。海防堤在擋潮過(guò)程中，不能形成穩(wěn)定滲流，按不穩(wěn)定滲流進(jìn)行計(jì)算。滲流在背水坡坡腳出現(xiàn)所需時(shí)間T為： 69 　　 　610式中： k——堤身滲透系數(shù)，k =104cm/s；n0——土的有效孔隙率；n——孔隙率，n=%；H——堤前水深，(m)；Sw——飽和度，Sw=。經(jīng)計(jì)算得背水側(cè)坡腳滲出最短時(shí)間T=173h，由于渤海潮型為非正規(guī)半日潮，間隔12小時(shí)25分，所以堤體內(nèi)不能形成穩(wěn)定的滲流。計(jì)算斷面圖見(jiàn)圖64。圖62不穩(wěn)定滲流浸潤(rùn)線計(jì)算簡(jiǎn)圖浸潤(rùn)線鋒面距迎水坡腳的距離L：L=2√KHt/n0式中：參數(shù)同上式經(jīng)計(jì)算得L=。筑堤土料為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土，土堤的失穩(wěn)破壞形式為圓弧滑動(dòng)。采用瑞典條分法計(jì)算。 611式中：Ks——計(jì)算安全系數(shù)；C——滑動(dòng)面的凝聚力，取C＝；L——滑弧總長(zhǎng)，(m)；r——土的密度，取r＝；bi，hi——土條的寬度和高度，(m)；W——土條重量 ，（kN/m）, W=rbi；ai——土條弧邊的弦與水平線夾角度；φ——土的內(nèi)摩擦角度，取φ＝176。計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖65。圖63 堤體穩(wěn)定分析計(jì)算簡(jiǎn)圖海防堤的穩(wěn)定分析計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表68。表68 海防堤穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果表部位堤高（m）穩(wěn)定安全系數(shù)海堤經(jīng)計(jì)算分析，施工期最小安全系數(shù)Ks==[K]=，滿足《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5028698）、土堤抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)5級(jí)工程、正常運(yùn)用條件下的Ks=。工程場(chǎng)地地震烈度為Ⅶ級(jí)，地堪過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有地震液化遺跡，且海防堤等級(jí)為Ⅴ級(jí)時(shí)，按規(guī)范要求不需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。取單位延米護(hù)坡段進(jìn)行受力分析。土工織物重量忽略不計(jì)，其穩(wěn)定安全系數(shù)K： 612式中：K——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；G——單位延米護(hù)坡垂直層重量，塊石和碎石重量，土工織物重量忽略不計(jì)；L——坡長(zhǎng)，m；α——邊坡角度，α＝176。；f——護(hù)坡體與堤體的摩擦系數(shù)；c——咬合凝聚力，由Φ確定；Φ=Min(Φ1，Φ2) 　613式中：Φ1——護(hù)坡體內(nèi)摩擦角；Φ2——護(hù)坡體與填土的摩擦角，由于堤體迎水坡有編織布防護(hù)，固f2應(yīng)取護(hù)坡體與編織布的摩擦角；176。，Φ=24176。 在土工織布鋪設(shè)時(shí)，為便于施工用鉚釘固定，這更增加其與堤體之間的抗滑阻力。另外堤坡護(hù)腳工程是護(hù)坡工程穩(wěn)定的重要因素，所以堤腳齒槽砌石應(yīng)確保質(zhì)量，只有當(dāng)護(hù)腳工程已全部滿足設(shè)計(jì)要求之后，再實(shí)施后序的護(hù)坡工程。上述穩(wěn)定計(jì)算方法同樣適用于與回水堤和納潮渠，其結(jié)果滿足規(guī)范要求。*******海防堤加固三期工程采用冬季高含水量土壤筑堤技術(shù)、凍暖土相結(jié)合的方式進(jìn)行筑堤。根據(jù)*******海防堤一、二期工程的實(shí)際觀測(cè)資料，沉降量在20%左右，本次設(shè)計(jì)海防堤沉降量按堤高的20%予留。海防堤位于冰情較為嚴(yán)重的遼東灣東部，一般每年12月上旬見(jiàn)初冰，終冰在翌年3月下旬，1～2月冰情最為嚴(yán)重。工程地區(qū)近海海域以流冰為主，近岸的淺水海岸地帶則為固定冰。固定冰分布在淺灘上，受地形影響寬度不等，厚度一般為20～30cm。為防止堤體被冰凌破壞引起土體淘刷流失失穩(wěn)，需在堤前采取防冰措施。初設(shè)考慮采取堤前布置木樁和放置葦捆方法，木樁直徑15cm以上，長(zhǎng)3～4米，打入水中1米，間距1米。葦捆置于木樁與土堤之間。 海防堤因潮汐、風(fēng)浪等作用需要進(jìn)行防護(hù)，回水堤與海防堤相比基本上只起擋潮作用。為了節(jié)省工程投資，回水堤不進(jìn)行防護(hù)。根據(jù)已有海防堤工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用干砌石護(hù)坡。干砌石護(hù)坡：，干砌石下鋪10cm厚碎石墊層，碎石墊層下設(shè)置400g/m2無(wú)紡布的反濾層。堤腳采用齒槽加固，，；在堤肩處設(shè)置齒墻固定無(wú)紡布。干砌石護(hù)坡見(jiàn)附圖。 ①干砌石厚度按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5028698)計(jì)算公式： 614式中：K1——系數(shù)，取K1 =；rb——塊石的重度（kN/m3），rb=；r——海水的重度（kN/m3），r=；H——計(jì)算波高(m)，d/L=,H取H4%=；L——波長(zhǎng)（m），L=；m——斜坡坡率，m=2。經(jīng)計(jì)算t=31cm。本設(shè)計(jì)中護(hù)坡設(shè)計(jì)方案定為：。② 護(hù)坡、護(hù)腳塊石抗沖粒徑計(jì)算斜坡堤護(hù)坡、護(hù)腳塊石抗沖粒徑計(jì)算采用《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的公式()： 　　　　　　　　 　615式中：d——折算直徑（m），按球型折算；V——水流流速，（m/s）；C——石塊運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定系數(shù)，傾斜底坡C＝；rs——石塊的重度，取rs=(kN/m3)；r——海水的重度，r=(kN/m3)。經(jīng)計(jì)算得抗沖粒徑d=34cm。③ 反濾層為防止海防堤在風(fēng)浪的作用下筑堤土顆粒流失，需要設(shè)置反濾層加以保護(hù)。無(wú)紡布濾層按《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T22598）規(guī)定要求選用，初步選擇的無(wú)紡布規(guī)格為400g/m2。具體見(jiàn)表69表69 土工織物物理力學(xué)性能表項(xiàng)目重量g/m2厚度mm孔徑mm抗拉強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率滲透系數(shù)cm/s與土摩擦090050強(qiáng)力N/5cm伸長(zhǎng)率%凝聚力kpa摩擦角無(wú)紡布400橫向縱向橫向縱向*1031027滿足反濾準(zhǔn)則（095≤nd85）和滲透準(zhǔn)則（Kg≥ KVS ）的要求。采用400g/m2的無(wú)紡布做濾層能夠滿足設(shè)計(jì)要求。無(wú)紡布在鋪設(shè)前，先清除坡上雜草、雜物，坡面凸凹部位要進(jìn)行削坡填補(bǔ)，使之符合設(shè)計(jì)斷面。無(wú)紡布鋪設(shè)時(shí)，先縫合成約10米寬布?jí)K，然后沿坡面鋪設(shè)。相鄰兩塊之間采用搭接方法。無(wú)紡布上下兩端嵌入齒墻和齒槽內(nèi)。施工中嚴(yán)禁在無(wú)紡布上吸煙，避免織物被燒破，并防止利物扎破或刺破無(wú)紡布。無(wú)紡布鋪設(shè)后盡快鋪碎石，以免暴曬降低強(qiáng)度。⑤ 堤頂路面防護(hù)海防堤堤頂有交通、防汛等要求，堤頂路面可直接鋪設(shè)30cm的山皮土壓實(shí)作為交通道路。