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越浪海堤的断面设计(2)

2013-09-20 01:12
 
有后坡（海堤）
 堤顶为混凝土或浆砌块石护面，内坡为生长良好的草地堤顶为混凝土或浆砌块石护面，内坡为垫层完好的干砌块石护面
 ≤0.02 ≤0.05
 
无后坡（护岸）
 堤顶有铺砌
 ≤0.09
 
滨海城市堤路结合海堤
 堤顶为钢筋混凝土路面，内坡为垫层完好的浆砌块石护面
 ≤0.09
    　　以上述值作为堤身越浪量的控制上限，通过越浪量计算，方法见[1]第8章，可以令堤身的越浪量满足设计要求。当越浪量超出允许值时，可采取改变断面布置、调整护面结构措施削减波浪或增强护面的抗冲强度。对防护级别较高的1、2级海堤或有重要防护对象的海堤应结合模型试验确定允许越浪量，同时验证堤顶和内坡护面的防冲稳定性。当堤顶为混凝土或浆砌石护面、内坡为垫层完好且有效的干砌石护面时，除按设计重现期波浪条件计算越浪量外，还应提高一级波浪设计重现期校核越浪量，在校核条件下允许越浪量可放宽至0.07(m3/s·m)。　　目前海堤允许越浪量和越浪量计算方法均建立在简单单坡和陡墙模型试验的基础上，计算方法和计算公式比较单一且精度有限，难于适应复杂断面结构型式海堤的越浪量计算。从安全和经济的角度考虑，对重要海堤结合模型试验确定越浪量是必要的。 2.3 堤身断面　　断面设计时，先参照已建类似工程初拟断面形式，根据波浪要素及海堤等级，确定堤顶高程，经过稳定计算，反复调整尺寸，最终确定合理的断面。断面调整的大前提是，降低堤顶高程，控制稳定，应从以下两各方面着手：（1）断面内部调整　　内部调整包括调整边坡、调整护面、调整高程。　稳定不能满足时，放缓边坡是比较奏效的措施；调整护面结构，可以不改变断面形状而仅改变堤身护面，利用不同护面的糙率，削减波浪爬高，降低堤顶高程。（2）断面形式调整　　可对堤身设置消浪平台，平台位设置于多年平均高潮位加50cm超高处，可以减少波浪爬高，且有利于断面的稳定性。堤前有滩涂的应采用非工程措施，种植红树林，既可减少波浪爬高，又能固滩保堤护岸。堤前水深较大时，可考虑堤前设置潜堤的工程措施来减少波浪爬高。 2.4 护面强度　　护面主要指的是临海侧面、堤顶、背海侧面护面的强度。（1）临海面　　临海侧直接经受波浪作用，护面结构主要从整体性、抗冲刷、消浪等角度综合考虑。该部分结构上部应能够承受波浪的打击、上吸。下部应能承受波浪的反复掏刷。因此要求护面结构强度要高，稳定性要满足要求，护面底要做好反滤，同时坡面要留足排水孔，浆砌或混凝土砌石护坡具有较好的整体性，外表美观，抗波浪能力较强，返修率低，管理方便。但适应变形能力差，当岸坡发生不均匀沉陷时，砌缝容易出现裂缝。应在堤身土体充分固结，基础沉降已基本完成，且土坡基本稳定后的堤段经稳定厚度计算，确定护面厚度。混凝土砌石，虽造价稍高于浆砌石，但砌筑质量要优于浆砌石。混凝土护面下的砂心堤段，在波浪破碎时，自波峰抛出的水流的冲击，对板产生周期性动力荷载，引起护面下砂土的运动。当波浪爬升和自斜坡上下落时，护面构件上的压力交换也引起运动。在波浪作用下，混凝土面板即使止水做得够好，也避免不了板下部填料的移动，这种移动最终导致板底脱空，波浪作用时击碎板面。对淤泥质堤基，堤身土体充分固结后，当迎潮面封闭时，可不留排水孔。护脚要有足够的支承力，要能防止底脚被淘刷，或发生淘刷时，仍有足够的能力支承护面结构。（2）堤顶　　堤顶则由于要满足越浪的强度要求，护面的强度要求同迎潮面，由于堤顶一般兼作防汛公路，根据这一特点，护面一般采用混凝土结构。为保证堤顶护面混凝土结构的平整度，要求堤身填土的沉降、固结量已基本完成，此时的堤顶护面结构不再留沉降缝，而只留伸缩缝，路面设计的术语为胀缝，缩缝。胀缝一般设在堤轴线平面曲线曲率变化的起止部位，直线段较长时，可每200m设一条，缝间通过可以伸缩的拉力杆（钢筋）连接。缩缝一般4～6m设置一条，采取诱导切割方式，在护面上切割深3～5cm，宽3～8mm的假缝形式，当护面板收缩时，将沿此最薄弱断面有规则地自行断裂。缝间填灌沥青类材料。（3）背海侧面　　爬上海堤临海侧坡的浪花，越过防浪墙，直接与堤顶或后坡碰撞，因此流速哀减迅速，故背海侧坡的防护主要以能承受垂直于坡面的冲击力为主，无波浪的回流水流的拖拽力，因此护面设置原则应为透水、消能。在保证良好的反滤垫层的基础上，按其造价高低排序，应为干砌石砂浆勾缝，预制混凝土板勾缝，浆砌石。虽然按部分允许越浪设计，但应按越浪量计算成果，使海水在堤顶汇集，通过排水沟排向前坡脚，创造条件使背水坡仍能采用生物措施保护，加铺一定厚度的腐质类土，一来可保证提高成活率，二来可为其繁植提供较丰富的营养积蓄地。背海侧坡脚应设置矮挡墙，既可得保护堤脚，又使工程界限明确，增加美观。