海堤工程設計書

上海海事大學海岸工程課程設計某島嶼海堤工程設計 學 院：海洋科學與工程學院 專 業(yè)：港口航道與海岸工程 班 級：港航63* 姓 名：羅方* 指導教師：李俊花* 完成日期：2019年05月20日目 錄一、項目背景1.1 工程位置選擇1.2 工程主要內容二、自然條件2.1 氣象與水文條件2.2 工程地質條件三、防潮（洪）標準與級別3.1 海堤工程的防潮（洪）標準3.2 海堤工程的級別3.3 確定設計潮位3.4 確定設計波浪要素四、堤身設計4.1 斷面選型4.2 基本尺寸擬定 4.2.1 堤頂高程 4.2.2 堤頂寬度 4.2.3 胸墻設計 4.2.4 越浪量的驗算4.3 護坡 4.3.1 護面單個塊體的穩(wěn)定質量 4.3.2 護面層厚度 4.3.3 護墊 4.3.4 護底塊石 4.3.5 護腳設計五、防浪墻強度與穩(wěn)定性驗算5.1 波浪力作用計算 5.2防浪墻抗滑抗傾穩(wěn)定驗算摘要：擬在某島嶼附近通過圍懇工程建造中型規(guī)模電廠.工程岸線分為南段和北段，并依據(jù)當?shù)氐刭|條件和水文動力要素沿海建造海堤保護沿岸設施。關鍵詞：海堤、斜坡式、防浪墻、穩(wěn)定驗算Abstract:In a near islands by surrounding it with heartfelt construction medium size power plant. The engineering shoreline is divided into the south and the north, the coastal dynamic factors and according to the local geological conditions and hydrological construction of seawall protection facilities along the coast.Keywords: seawall, slope type, wave wall, stability checking.正文：一、工程位置1.1、工程位置擬在某島嶼附近通過圍懇工程建造中型規(guī)模電廠.工程岸線分為南段和北段. 該地區(qū)地震烈度為6度.1.2、工程內容 海堤設計內容包括南段堤和北段海堤，南段海堤總長1284m，北段海堤總長778m。二、自然條件2.1.1、氣象本地區(qū)屬熱帶雨林氣候，高溫、多雨、風小、濕度大，每年13月份為雨季，69月份為旱季，其它月份為旱濕轉換期。1）氣溫工程點氣溫特征值表分類月份123456789101112歷年月平均氣溫（C）24.223.924.424.424.424.123.923.724.024.324.424.0歷年月最高氣溫（C）33.033.433.436.233.03232.232.834.034.233.633.62）降水單位：mm 各月降水量統(tǒng)計表（1996年2005年） 類別1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年度降水量平均478618567299167210129721403935595784210最大1196153983379336653726835025169987214665795最小14027636312061020056834810225182.1.2、 水文1）設計水位(平均海平面為基準)設計高水位： 0.84m設計低水位： -0.77m2）50年一遇的設計波浪資料海堤設計波要素位置波向底高程(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)南海堤SW-43.22 3.22 3.22 2.99 2.20 11.65 78.4 W3.22 3.22 3.22 2.97 2.18 11.65 78.4 SW-5.34.08 3.67 3.59 3.18 2.25 11.65 87.7 W4.08 3.63 3.55 3.15 2.22 11.65 87.7 SW-64.31 3.83 3.74 3.29 2.30 11.65 92.2 W4.29 3.80 3.71 3.27 2.28 11.65 92.2 SW-6.54.45 3.93 3.83 3.37 2.33 11.65 95.3 W4.41 3.89 3.80 3.33 2.31 11.65 95.3 SW-7.64.68 4.14 4.03 3.52 2.40 11.65 101.6 W4.64 4.10 3.99 3.48 2.38 11.65 101.6 SW-8.95.00 4.42 4.30 3.73 2.52 11.65 108.4 NW5.04 4.45 4.33 3.76 2.55 9.14 96.5 W4.97 4.38 4.27 3.70 2.50 11.65 108.4 北海堤SW-8.14.80 4.23 4.12 3.59 2.44 11.65 104.3 W4.75 4.19 4.08 3.55 2.41 11.65 104.3 NW4.89 4.32 4.20 3.66 2.50 9.14 79.4 NW-6.84.62 4.08 3.98 3.49 2.42 9.14 74.3 NW-64.41 3.92 3.83 3.38 2.37 9.14 70.7 注：陰影部分為極限波高三、防潮標準與級別3.1.防潮標準海堤工程防潮（洪）標準依據(jù)防護對象的規(guī)模和重要性按表選定3.2.工程級別選取重現(xiàn)期為 50 年、海堤工程級別為 3 級。并以不可越浪進行設計。3.3根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 6.6 節(jié)，選取允許越浪量為 ，因此海堤三面需要防護3.4.確定設計潮位設計高水位（重現(xiàn)期50年一遇）： 0.84m設計低水位： -0.77m海底面高程： -6m水深d: d=0.84-(-6)=6.84m3.5.確定設計波浪要素為留出安全余量，選取南海堤SW向波要素以正向波計算位置波向底高程(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)南海堤SW-64.313.833.743.292.3011.6592.2四、海堤的結構設計4.1.斷面選型工程地質條件：海堤周邊土質：細沙、粉砂、淤泥質粉質粘土混砂、粉細砂、粉細砂混礫石或卵石、中等風化安山巖；地區(qū)屬熱帶雨林氣候，、多雨、風小、溫度、高濕度大。堤前最大波高水深比；同時根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.4 節(jié)，采用斜坡式防波堤。平臺寬度為設計波高的12倍，且不宜小于3m。故取平臺寬度（B）為4m平臺高程取1m，dw=1m護面類型采用扭工字塊體。（如圖所示）4.2. 基本尺寸擬定4.2.1 堤頂寬度根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)3級工程堤頂寬度=3m,取4m根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第E2.2 節(jié)，m 上=m 下=3；根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 E.0.4 節(jié)復式斜坡的坡度mx根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)表 8.3.1，選取安全加高值 A=0.7m。根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.3.1 節(jié)，堤頂高程計算如表 3.3 所示。本次設計允許越浪，取累積頻率為13%的波浪爬高值。Kb=1.130m B=5m dw=1m 所以計算得mx=3.2434.2.2.堤頂高程a. T=50、P=2%、h2%=0.84mb. A=0.7m（1）堤頂高程H13%=3.29mK=0.90 d=6.84根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 E.0.1 節(jié)，不允許越浪情況下以累計頻率 2%計算波浪爬高，極限波高為4.89m，取 H=4.89m。波浪爬高計算如表 3.2 所示。表3.2 波浪爬高計算M(R1)mR(M)R1H2.191.880.951.714.89m0.474.32式中 ；A計算值設計值0.843.660.7=+A=5.25.4根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)表 8.3.1，選取安全加高值 A=0.7m。根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.3.1 節(jié)，堤頂高程計算如表 3.3 所示。本次設計允許越浪，取累積頻率為13%的波浪爬高值。根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.3.6 節(jié)，由于本海堤高度為 8.1+5.4=13.3(m)。因此預留沉降量應按規(guī)范第10.3節(jié)的規(guī)定計算確定。但是因為沒有孔隙比數(shù)據(jù)無法計算，于是按照小于十米時的預留沉降量計算，即取預留沉降量為5%，海堤高度為13.3（1+0.05）=13.97m。那么這次海堤設計總高度最終定為為 14m。而根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.3.3的規(guī)定，當?shù)添斉R海側設有穩(wěn)定堅固的防浪墻時，堤頂高程可算至防浪墻頂面。但不計防浪墻的堤頂高程仍應高出設計高潮(水)位以上二分之一波列累計頻率為1% 的設計波高，且不應小于0.5m。顯然后者滿足，所以胸墻頂高度定為5.9m處。（2）越浪量驗算（無胸墻）A=0.056 m=3.243HC=3.43m TP=1.33T=15.4945H1/3=3.29m KA=0.4g=9.84.2.3胸墻設計凈高3m 頂寬 0.8m 底寬2m 埋深 0.5m 胸墻設計采用預制混凝土塊安砌迎浪面為直立墻，背面為1：0.2的陡墻面越浪量校核采用極限高水位進行計算。根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 F.0.1.3 節(jié)，取 B=0.38，KA=0.4，=1.33T=15.4945s。根據(jù)第 3.2 節(jié)，肩寬為 2m。通過以上數(shù)據(jù)，根據(jù)海堤工程設計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 F.0.1.3 節(jié)式（F.0.1-2），計算得越浪量Q=0.03172m3/(sm)100kg。護底塊石穩(wěn)定重量為：600kg護底塊石厚度：0.5m護底外坡度：1:2護底塊石層的寬度，堤身段不應小于5m，堤頭段不應小于10m，流速和水深較大時宜適當加大，堤身段不易小于10m，堤頭段不易小于15m。所以其寬度取6m，對于砂質海底，在護底塊石層下設置不小于厚度為0.3m的碎石層或土工織物層。在護底塊石層下設置厚度為0.3m的土工織物層。具體布置形式類似于下圖:4.3.5護腳的設計：水下拋石棱體的頂面高度：ZZ=-(0.84+3.37)=-4.38棱體頂寬寬度：2m棱體高度：1.5m護坡基腳坡面坡度設計為：1:2拋石棱體的重量：W=1/5WW=rbH3KDrb-rr3*cotaW=9.6741 W=1/5W=1.9T五.強度與穩(wěn)定性驗算5.1 波浪力作用計算式中；H為設計波高（m），；L為波長（m），。波峰作用在胸墻上的平均壓力強度按照下面公式計算，由于，所以 式中為無因次參數(shù)和平均壓力強度（與波坦有關），由和，由上圖查得到=2.7；是海水的重度，。=0.316,海港水文規(guī)范（JTS 145-2-2013）中圖8.2.11-2，如上圖 得到胸墻上波壓力分布高度=2.97單位長度胸墻上水平波浪力標準值為：.7單位長度胸墻面下的波浮托力標準值 ，當胸墻底面埋梁不小于1.0m時，內側地基土或填石的被動土壓力可按有關公式計算并乘以0.3的折減系數(shù)作為土壓力標準值。：