防波堤设计与施工规范

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1 总 则

1.0.1 为使防波堤工程的设计与施工,达到技术上先进,经济上合理以及确保结构的安全性、适用性和耐久性,制订本规范。 1.0.2 本规范适用于海港工程中防波堤,包括抛石潜堤的设计与施工,其它承受波浪作用的水工建筑物可参照执行。

1.0.3 防波堤的平面布置、水位、波浪和波浪力,应按现行行业标准《海港总平面及工艺设计规范》(JTJ211)和《海港水文规范》(JTJ213)的有关规定执行。此外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。

2 术语和符号 2.1 术语

肩台——斜坡堤坡面上的平台或称戗台。 护面块体——斜坡堤护面的块石或人工块体。

压载层——又称为反压台。坡脚处用以压载的棱体。 水下棱体——支承护面及加强对坡脚防护的棱体。

块体容许失稳率——计算水位上、下各一倍设计波高的护面范围内,允 许被波浪打击移动和滚落的块体个数所占的百率。 抛石潜堤——高潮时淹没,低潮时出水的抛石斜坡提。

正砌方块直立堤——墙身由预制的混凝土方块逐层砌筑而成的重力式直 立堤。

沉箱直立堤——墙身由钢筋混凝土沉箱构成的重力式直立堤。 开孔沉箱直立堤——外壁开孔,内设消浪室的沉箱直立堤。

座床式圆筒直立堤——墙身由大直径圆筒置于抛石基床上的防波堤。 透空式直立堤——堤身支撑在桩或墩上,下部透水的防波堤。 桩式直立堤——由桩构成的直立式防波堤。 堤头——防波堤的端部。 堤根——防波堤与岸相接处。

2. 2 符 号

A——护面层平均面积 ao——栅栏板的长边 B——堤身或堤底宽度 bo——栅栏板的短边 bc——消浪室的宽度 C——块体形状系数

D15——块石粒径分布曲线上与累积频率15%相对应的粒径 D50——砂粒的中值粒径

D85——块石粒径分布曲线上与累积频率85%相对应的粒径 d——堤前水深

d1——直立堤明基床顶面水深 Eb——被动上压力标准值

e——堤底合力作用点的偏心距 f——摩擦系数的设计值 G——自重力标准值 g——重力加速度 H——波高

HR——反射波高 HT——堤后传递波高 Hmax——最大波高

H1%——累积频率为1%的波高 H5%。——累积频率为5%的波高

H13%——累积频率为13%的波高,也称为有效波高 h——护面层厚度

hc——堤顶在计算水位以下的深度 KD——快体稳定系数

Kmd——与斜坡的m值和d/H值有关的系数 Kt——传递波高系数 K——波坦系数 L——波长

Lp——与谱峰周期几相应的波长 MG——自重力标准值产生的稳定力矩 MP——水平波浪力标准值产生的倾覆力矩 Mu——波浪浮托力标准值产生的倾覆力矩 ME——被动上压力标准值产生的稳定力矩 m——坡度系数 n——人工块体个数

ND——潜堤护面块石的稳定系数 n——块体容许失稳率 n’——护面块体层数 P——水平波浪力标准值 Pu——波浪浮托力标准值 P’——护面块体空隙率

Ps——静水面处波浪压力强度标准值 Pd——水底处波浪压力强度标准值 Q——人工块体混凝土量

Ru——波浪在斜坡上的爬高计算值 Sb——块体材料重度与水重度的比值 T——波浪的平均周期

Tp——谱峰周期 t——基床厚度

t0——挡板的入水深度

Umax——节点处最大波浪底流速度 Ucr——底砂的起动流速 V——人工块体的体积

Vmax——堤前最大波浪底流速度 W——护面块体的稳定重量

W’——潜堤护面块石的稳定重量

Wz——静水面以下深度大于0.7H时护面块体的稳定重量 Xc——相对粗砂型冲刷剖面曲线的水平坐标值 Xf——相对细砂型冲刷剖面曲线的水平坐标值 Zc——相对粗砂型冲刷剖面曲线的垂直坐标值 Zf——相对细砂型冲刷剖面曲线的垂直坐标值 Zmc——相对粗砂型冲刷谷的最大深度 Zmf——相对细砂型冲刷谷的最大深度 α——斜坡坡面与水平面的夹角 β——沙质海底冲刷形态的判别参数 γ ——水的重度 γb ——材料的重度 γ0 ——结构重要性系数 γp ——水平波浪力分项系数 γu ——波浪浮托力分项系数 △——沙粒的相对密度 μ——开孔率

ξ——堤底面合力作用点至后踵(波谷作用时为前趾)的距离 σmax——基床项面的最大应力 σmin——基床顶面的最小应力 σ’max ——地基表面的最大应力 σ’min ——地基表面的最小应力 ω——沙粒的静水沉降速度

3 一般规定

3.0.1防波堤的纵轴线由一段或几段直线组成,各段之间应以圆弧或折线相连接。防波堤纵轴线宜向港内拐折,避免堤轴线向港外拐折形成凹角,造成波能集中。如堤轴线必须向外拐折时,则两段堤轴线的外夹角不宜小于150°。

3.0.2 根据水深、波浪和地质条件的变化,应对防波堤进行分段,采用不同的断面尺度或不同的结构型式。

对于防波堤的结构选型,应根据自然条件、材料来源、使用要求和施工条件等,经技术经济比较确定。

斜坡堤适用于地基较差和石料来源丰富的情况;正砌方块和矩型沉箱直立堤,适用于水深较深和地基较好的情况;当采用其它型式直立堤,如透空沉箱、圆筒式、桩式、透空式等时,应通过模型试验或专门论证。 3. 0. 3 抛筑防波堤的石料,应满足下列要求:

(1)在水中浸透后的强度:对于护面块石和需要进行夯实的基床块石不应低于 50MPa;对于垫层块石和不进行夯实的基床块石不应低于 30MPa;

(2)不成片状,无严重风化和裂纹。

注:对堤心石和填料,可根据具体情况适当降低要求。

3. 0. 4 防波堤的混凝土和钢筋混凝土构件,应按现行行业标准《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ267)的规定选定抗冻等级。对于无抗冻要求的防波堤,混凝土强度等级不应低于表3.0.4的规定。 对于浆砌块石结构,其石料在水中浸透后的强度不应低于50MPa;水泥砂浆的强度等级不应低于M10,当有抗冻要求时不应低于M20;勾缝水泥砂浆的强度等级不应低于M20。

3.0.5 防波堤结构应进行模型试验验证,当有类似条件下的试验资料时,可不再进行试验。

3.0.6 沿防波堤纵轴线应设置一定数量的永久观测点。在施工和使用期间,对防波堤的沉降、位移和倾斜应定期进行观测。有条件时,可进行波浪爬高和波浪力等原体观测。

3.0.7 对于施工过程中未成型的防波堤堤段,应根据实际情况考虑采取必要的防浪措施。

4 斜 坡 堤 设 计 4.1 斜坡堤断面尺度的确定

4.1. 1 斜坡堤的主要断面型式如下:

4.1.1.1 当护面采用抛填块石,安放块石或混凝土人工块体时,断面的一般型式如图《4.1.1a)所示,港外侧宜设置水下抛石棱体以支承护面,对地基较好的情况,也可不设置抛石棱体。

4. 1.1.2 当水上部分的护面采用干砌块石、干砌条石或浆砌块石时,断面的一般型式如图4.1.1b)所示,在施工水位附近设置肩台,用

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