1、2022-2-2港口水工建筑1第七章 防波堤本章重點：防波堤的構造及設計要求2022-2-2港口水工建筑21、防波堤的功能n防御波浪對港灣的侵襲，維護港內水域平穩，保證船舶在港內安全停靠、正常作業。n防沙、防冰、導流或者其內側兼作碼頭停靠船舶n一旦被破壞，不僅會損壞港口的使用條件，而且還可能使停泊在港內的船舶發生事故，并可能引起其它港工建筑物的破壞。第一節 概述一、防波堤的功能和分類2022-2-2港口水工建筑32、防波堤的分類 n按平面布置：突堤、島堤式n按結構形式分類：（1）斜坡式n斷面為梯形，可單獨用塊石或混凝土塊體拋筑而成。n最常見的是在塊石堤心外面護以抗浪能力強、消浪效果好的人工塊體

2、，堤心也有用山皮示渣拋填。n斜坡坡角通常小于450。波浪反射弱，適用于較軟地基；施工簡便，易于維修。但是材料用量多，需要經常維修。n適用于水深不大，1012m，當地有大量塊石供應2022-2-2港口水工建筑42 2、直立式、直立式n斷面兩側均為直立墻，基礎為拋石基床。水下墻身一般采用混凝土方塊或者混凝土沉箱結構，上部為現澆混凝土結構。n當水深較大時，省材料；不需要經常維修，內側可作碼頭。n但是，波浪反射使波高增加，影響港內水面平靜；n波浪破碎對堤身產生很大的動水壓力，可能導致堤的造價增加。n對地基不均勻沉陷較敏感，一旦破壞修復困難。2022-2-2港口水工建筑53 3、混合式、混合式n包括透空

3、式、浮式、壓氣式、水力式n防波堤的結構形式，n應根據當地的自然條件、n施工條件、建筑材料供應、防波堤的功能，n通過技術經濟比較，必要時經過模型試驗選定2022-2-2港口水工建筑64 4、特殊式、特殊式n斷面兩側均為直立墻，基礎為拋石基床。水下墻身一般采用混凝土方塊或者混凝土沉箱結構，上部為現澆混凝土結構。n當水深較大時，省材料；不需要經常維修，內側可作碼頭。n但是，波浪反射使波高增加，影響港內水面平靜；n波浪破碎對堤身產生很大的動水壓力，可能導致堤的造價增加。n對地基不均勻沉陷較敏感，一旦破壞修復困難。2022-2-2港口水工建筑7二、防波堤的縱軸線設計二、防波堤的縱軸線設計n防波堤的縱軸線

4、由一段或幾段組成，各段之間用圓弧或折線相連。向港內拐，且外夾角不宜小于1500。n通常沿防波堤軸線各處的水深不同，其波高不同，地質情況可能不同，應分段設計。采用不同的結構形式。n堤頭、堤身、堤根三個部分。2022-2-2港口水工建筑81 1、堤頭、堤頭n堤頭所處水深大波浪也大，受三個方向波浪作用，受力復雜，堤前水底易被沖刷。n兩個堤頭之間形成港口的口門，是船舶進港的必經之地。n堤頭斷面形狀對此處波浪形態影響較大。 常用斜坡式、直立式n斜坡式波浪反射輕，口門附近水面平靜，船舶進出港較安全。但是船舶可能被推上斜坡，n要求口門較寬，對港內水域掩護不利。2022-2-2港口水工建筑9 直立式n口門水面

5、寬度較小，有利于對港內掩護，n但是波浪反射嚴重，在口門附近容易產生激浪，n船舶進出口門操作困難。n選擇堤頭斷面形式時，比較兩者特點，同時考慮堤身的結構形式。n由當地地質、水文、施工和建材供應情況確定。n一般是與堤身相同結構形式，施工較方便。n有時也有斜坡式堤身直立式堤頭，兩者連接處理特別注意。2022-2-2港口水工建筑10三、設計波浪的確定三、設計波浪的確定n確定設計波浪要素，波高、波長、波周期以及波向。n參考海港水文規范（JTJ21398）2022-2-2港口水工建筑11第二節第二節 直立式防波堤直立式防波堤一、直立式防波堤的結構形式（一）重力式n1、沉箱式：水上安放時間短，受氣候影響小，

6、不需要大型起重設備，但是箱壁薄水位變化區易受到海水侵蝕，需要采取加固措施。n2、方塊式：每塊重量30100t，結構可靠耐久，整體性差，對地基要求高。方塊長度為堤身寬度。n3、大圓筒式：無底鋼筋混凝土大圓筒組成，筒內填充砂石料。2022-2-2港口水工建筑12（二）樁式防波堤（二）樁式防波堤n1、單排樁式n2、雙排樁式n3、鋼板樁格型結構2022-2-2港口水工建筑13（三）、消浪防波堤（三）、消浪防波堤n1、頂部削角直立堤：在直立堤的上部結構靠海一側做成較緩的斜面，堤前波浪在斜面上破碎，可以消減波能，減小堤前波浪的反射，作用在斜面上的波浪有利于堤的穩定。但是削角斜面上的越浪較大。n2、開孔消浪

7、直立堤：將沉箱靠海測的箱壁上開一系列孔洞。2022-2-2港口水工建筑14二、波浪對直立式防波堤的作用二、波浪對直立式防波堤的作用（一）波浪基本形態有三種：立波、遠破波、近破波（二）作用與直立式防波堤的立波波壓力n1、波峰作用時立波波壓力n2、波谷時的立波波壓力2022-2-2港口水工建筑15（三）、作用與直立式防波堤的遠破波波壓力（三）、作用與直立式防波堤的遠破波波壓力n1、波峰作用時的波壓力n2、波谷作用時的波壓力2022-2-2港口水工建筑16三、直立式防波堤的斷面尺寸和構造三、直立式防波堤的斷面尺寸和構造1、拋石基床：n采用10100kg塊石拋填，用重錘夯實或爆炸夯實。n當地基很差時，

8、換砂墊層、排水砂井、深層水泥攪拌樁等。n避免防波堤前出現近破波，保證基床設計低水位時的水深不小于1.52.0倍設計波高值。2022-2-2港口水工建筑172 2、堤身結構、堤身結構n沉箱、方塊等結構形式n堤身寬度由穩定計算確定，一般取0.8倍的堤身高度。n堤頂高程確定，上部結構為現澆混凝土時，施工水位的0.30.5m以上。2022-2-2港口水工建筑183 3、上部結構、上部結構n由平臺和胸墻組成，整體現澆結構。增加整體性，防止風浪越頂。n一般水域較平靜情況，堤頂高程取設計水位以上設計波高的0.60.7n當堤頂有作業要求時，一般不允許越浪，取設計水位以上設計波高的1.01.25n有時波浪濺水高

9、達幾米至幾十米，將胸墻臨水面做成弧線型。2022-2-2港口水工建筑19四、重力式直立堤的計算四、重力式直立堤的計算1、重力式直立堤的承載力極限狀態設計及組合2、重力式直立堤計算n沿堤底、堤身和水平縫的抗傾穩定性計算n沿堤底、堤身和水平縫的抗滑穩定性計算n沿基床底面的抗滑穩定n基床頂面應力和地基表面應力n建筑物整體穩定和地基沉降量計算2022-2-2港口水工建筑20第二節第二節 斜坡式防波堤斜坡式防波堤一、斜坡式防波堤的結構形式n拋石、砌石護面、人工塊石護面三種。n人工塊體護面防波堤抗浪能力強，n拋石和砌石護面防波堤適用于波浪不大且當地石料豐富。2022-2-2港口水工建筑21二、波浪對斜坡式

10、防波堤的作用二、波浪對斜坡式防波堤的作用n1、波浪在斜面上破碎的臨界水深n2、波浪在斜面上的爬高2022-2-2港口水工建筑22三、斜坡式防波堤的斷面尺度和構造三、斜坡式防波堤的斷面尺度和構造1、斜坡式防波堤的斷面尺度n堤頂高程n堤頂寬度n斜坡坡度n護面塊石的支承棱體和肩臺2022-2-2港口水工建筑232 2、斜坡式防波堤的構造、斜坡式防波堤的構造n護面塊體n護面塊體墊層塊石n堤心石n其它部位2022-2-2港口水工建筑24四、斜坡式防坡堤的計算四、斜坡式防坡堤的計算1、計算內容和計算狀態2、護面塊體的穩定計算3、堤頂胸墻的設計計算4、斜坡護面層厚度、人工塊體個數、 混凝土用量5、地基整體穩

11、定性驗算2022-2-2港口水工建筑25四、重力式直立堤的計算四、重力式直立堤的計算1、重力式直立堤的承載力極限狀態設計及組合2、重力式直立堤計算n沿堤底、堤身和水平縫的抗傾穩定性計算n沿堤底、堤身和水平縫的抗滑穩定性計算n沿基床底面的抗滑穩定n基床頂面應力和地基表面應力n建筑物整體穩定和地基沉降量計算2022-2-2港口水工建筑262022-2-2港口水工建筑272022-2-2港口水工建筑282022-2-2港口水工建筑292022-2-2港口水工建筑302022-2-2港口水工建筑312022-2-2港口水工建筑322022-2-2港口水工建筑332022-2-2港口水工建筑342022-2-2港口水工建筑352022-2-2港口水工建筑362022-2-2港口水工建筑372022-2-2港口水工建筑382022-2-2港口水工建筑392022-2-2港口水工建筑402022-2-2港口水工建