海堤工程復坡斜坡堤計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3466海堤工程復坡斜坡堤計算案例 178841.1斷面尺寸的確定 1252041.1.1斷面結構設計 18071.1.2堤頂寬度的確定 2102951.1.3波浪爬高計算 212741.1.4堤頂高程的確定 398651.1.5越浪量計算 418661.2護面與墊層設計 435691.2.1單個塊石穩定重量計算 4214211.2.2護面層厚度 5143581.2.3墊層塊石的重量和厚度的計算 5250741.3護底設計 5141491.4防浪墻的設計與穩定性計算 6302141.4.1防浪墻的設計 659551.4.2防浪墻自重 735801.4.3防浪墻上波浪力計算 74321.4.4防浪墻內側土壓力Eb計算 9105971.4.5防浪墻的穩定性計算 10190771.4.6防浪墻穩定性計算結果分析 101.1斷面尺寸的確定1.1.1斷面結構設計橫斷面設計依據《海堤工程設計標準》（SL435-2008），外坡和內坡均設置消浪平臺。平臺標高最好位于設計水位附近。由于有路堤，這里統一采用外坡除浪。平臺高度為6m。平臺寬度范圍為設計波高的1～2倍。考慮到規范要求平臺寬度至少為3m，本設計的最終設計將選擇平臺寬度為4m，內坡的平臺高度為6m。考慮到規格和工程造價，平臺寬度為2m。替代面部保護方案：砂漿塊石；驅動巖石石；扭王座;扭塊。其中，砂漿海堤具有中等消浪作用，施工方便，工程造價低。干潮堤施工難度大，防浪效果低。扭花塊和扭花塊具有很強的消浪作用。護岸的重量降低了整個護岸的高度，減少了工程量，但工程造價相對較高。方案比選結果：由于路堤側的波浪和水動力影響較小，設計波高一般小于3m，這是考慮到路堤為淤泥灘的主要因素。沒有建筑物。此外，這條堤防的首要任務是促進淤泥和波浪的清除，以及灘涂的再生。使用扭曲的I塊或扭曲的王塊不僅建造成本高，而且還需要大量去除波浪。影響。干砌塊石的穩定性和除浪效果達不到要求。護岸高度過高，工程體積過大。因此，外護面結構選擇采用單層垂直灌漿砌塊，以達到就地取材、降低工程造價的目的。同時也滿足去浪要求。由于本工程地基較弱，考慮路堤整體穩定性，外坡邊坡比為1：2.0。路堤主體內坡背面填土，由于路堤存在，不易受風雨影響，故內坡與坡度之比為1：2.0，保護面是工程造價。它是一種砂漿砌筑，以降低成本。考慮到超過路堤波浪的允許部分，使用了玻璃罩。1.1.2堤頂寬度的確定根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)，在考慮工程造價的基礎上，由于條子泥工程地區地質較為軟弱，堤頂寬度按規范不宜小于6m（不含防浪墻），綜上，為保證整體穩定性且為施工及設計方便，本次設計兩斷面選取堤頂寬度皆為6.8m（含防浪墻寬度）。圖7復坡斷面形式1.1.3波浪爬高計算（1）根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)，波浪在復坡海堤上的爬高值，可視為單斜坡堤計算，即按第二章公式（2-1-1）計算：（3-1-1）式中符號意義不變，但是所采用的坡比m替換為所計算復坡的折算坡比me。得到底面高程為0.5m處的波浪爬高為1.45m，0.6m處為詳細結果見表3-1-2。（3）復坡斷面的折算坡比me按下述方法進行計算斜坡上下坡一致，即，則：（3-1-2）其中式中：m上、m下分別為消浪平臺以上、以下邊坡坡率；dw消浪平臺以上的水深（m），平臺在靜水面以下時取負值，以上時取正值；B平臺寬度（m）；L波長（m）。兩不同斷面的折算坡比me分別為2.46與2.48，具體見表3-1-1。表3-1-1折算坡比me表斷面底高程dwBLKbme0.5m2.00.14.051.71.242.460.6m2.0-0.184.044.41.262.48波浪爬高計算結果見表3-1-2。表3-1-2復坡斷面波浪爬高表meLDKΔKVKFR1%R132.45712751.78.80.781.240.714.85631.452.48126244.46.420.781.260.714.49341.191.1.4堤頂高程的確定堤頂高程計算公式見第二章公式（2-1-2）如下：（3-1-3）式中意義不變。計算結果見表3-1-3。表3-1-3復坡堤頂高程計算成果表計算項目相關參量取值波浪爬高計算（漿砌塊石）0.78水深-8.8m1.24水深-6.42m1.26水深-8.80m的R12.94水深-6.42m的R12.840.77Kβ0.82水深-8.80m的R13%1.45m水深-6.42m的R13%1.19m堤頂高程計算水深-8.80m的ZP11.05m水深-6.42m的ZP10.79m結合堤身等級和允許越浪的計算情況，堤頂高程取ZP|0.5=11.10m、ZP|0.6=10.80m。1.1.5越浪量計算復坡斜坡堤的越浪量計算與單斜坡一致，計算公式與第二章公式（2-1-3）相同，見下：（3-1-4）式中意義不變，具體計算結果見表3-1-4。表3-1-4越浪量計算成果表斷面底高程HHCTKΔABq0.5m2.7364.86.470.490.00580.4150.0020.6m2.5764.36.280.490.00580.4150.0019根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)中規定，背坡鋪設有草皮的臨界越浪量為0.03m3/(s·m)，由表格中易得q<0.03m3/(s·m)，所以該圍堤的越浪量滿足規范要求。1.2護面與墊層設計1.2.1單個塊石穩定重量計算復坡斜坡堤的塊石穩定計算方法與第二章單斜坡堤一致：（3-2-1）式中符號意義不變，坡度m取相應計算坡面坡度，計算流程見下。水深為8.8m時單個漿砌塊石的穩定重量：水深為6.42m時單個漿砌塊石的穩定重量：兩斷面單個漿砌塊石重量Q皆取2t。1.2.2護面層厚度護面層厚度計算方法與第二章無二，公式如下：（3-2-1）式中符號同前，計算結果見下。，取t=1.0m。1.2.3墊層塊石的重量和厚度的計算復坡形式圍堤護面層下亦須設置反濾墊層。墊層塊石重量取護面單個塊體穩定重量的1/10～1/20，由于兩斷面的單個塊石穩定重量一致，則墊層塊石的重量在0.1t～0.2t范圍內，取0.15t。墊層厚度的計算方法與公式按規范可知與第二章一致，公式如下：（3-2-3）式中符號意義同第二章，不再贅述。得，取h=1.30m。1.3護底設計根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)要求，堤前最大波浪底流速的計算公式如下：（3-3-1）式中符號意義同前。護底塊石重量的計算結果與第二章一樣，見表3-3-1。表3-3-1底流速計算成果表斷面底高程H（m）L（m）d（m）g（m/s2）Vmax（m/s）0.5m2.73651.78.809.804.320.6m2.57644.46.429.801.17結合表2-3-2，堤底高程在0.5m處W0.5結合內插法取整為600kg，同樣的，堤底高程在0.6m處W0.6取為400kg。1.4防浪墻的設計與穩定性計算1.4.1防浪墻的設計防浪胸墻的作用標準值計算內容包括自重荷載、波壓力荷載、土壓力荷載等。根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)，防浪墻墻身凈高1.1m，基礎底寬1.44m，墻頂頂寬0.8m，背海側坡比為1:0.25，臨海側直立，底端的埋置深度出于穩定考慮，取1.0m，整體大致呈L型，防浪墻具體斷面如圖3-4-1所示，采用混凝土砌石修筑。防浪墻的具體受力示意圖見圖3-4-2。圖3-4-1胸墻斷面圖3-42胸墻受力示意圖1.4.2防浪墻自重漿砌塊石的重度為21.0kN/m3，則單位長度防浪墻自重計算如下：1.4.3防浪墻上波浪力計算 防浪墻的作用標準值按《海堤工程設計規范》(SL435-2008)中的公式計算，與第二章一致。（1）無因次參數ξ、ξb的計算（3-4-1）（3-4-2）式中符號意義與第二章部分一致，無因次參數計算結果見表3-4-1。表3-4-1無因參數次計算表斷面底高程H(m)L(m)d(m)d1(m)ξξb0.5m2.73651.7-2.308.8-0.3850.3150.6m2.57644.4-1.786.42-0.8210.332 由表格中易知ξ﹤ξb，因此胸墻上的平均波壓力標準值，可用公式計算。（2）胸墻上的平均波壓力計算胸墻平均波壓力的計算，與第二章一致：（3-4-3）式中符號參數意義不變。胸墻平均波壓力在斷面高程為0.5m處為46.73(kPa)，在0.6m處為36.12(kPa)，詳見表3-4-2。表3-4-2胸墻平均波壓力標準值計算表斷面底高程H(m)γ（kN/m3）KP0.5m2.73610.256.246.730.6m2.57610.255.736.12（3）胸墻上波壓力的分布高度計算（3-4-4）式中符號意義不變。計算得到底高程0.5m處波壓力分布高度為0.63m，底高程0.6m處為0.30m，詳見表3-4-3。表3-4-3波壓力分布高度計算表斷面底高程d（m）H（m）Kzd1+Z（m）0.5m8.82.7360.290.630.6m6.422.5760.160.30（4）單位長度胸墻上水平波浪力標準值P的計算由《海堤工程設計規范》(SL435-2008)中的公式可得到斷面的最大波浪力和均布波浪力，見表3-4-4。（3-4-5）表3-4-4波浪力標準值計算表斷面底高程d1+Z（m）P（kN/m）0.5m0.6346.7326.130.6m0.3036.1210.72（5）單位長度上胸墻底部的浮托力標準值Pu計算：（3-4-6）在式中符號意義與第二章相同，兩斷面的浮托力標準值計算結果見表3-4-5。表3-4-5浮托力標準值Pu計算表斷面底高程μB（m）0.5m0.71.446.7319.340.6m0.71..436.1216.741.4.4防浪墻內側土壓力Eb計算當防浪墻基礎埋深≥1.0m時，內側地基土層的主動土壓力與被動土壓力可按下列方式計算，在乘以0.3的折減系數后得到內側土壓力的標準值。墻后填土ψ=45°，γ=18kN/m3 當波壓力P大于Eb時，取Eb計算；波壓力P小于Eb時，按Ea計算。1.4.5防浪墻的穩定性計算防浪墻的抗滑、抗傾穩定性驗算與第二章計算方式一致。防浪墻的抗滑穩定安全系數計算：（3-4-9）式中符號意義不變。抗滑安全系數分別為1.55與1.74，具體計算結果如下表。表5-4-6抗滑安全系數計算成果表斷面fΣW（kN/m）ΣP（kN/m）Kc0.5m0.6524.8410.391.550.6m0.6527.4410.261.74（3）防浪墻的抗傾穩定安全系數計算與第二章相同：（3-4-10）式中符號