海堤工程設(shè)計書

1、上海海事大學(xué)海岸工程課程設(shè)計某島嶼海堤工程設(shè)計 學(xué) 院：海洋科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)：港口航道與海岸工程 班 級：港航63 姓 名：羅方 指導(dǎo)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(nèi)容二、自然條件2.1 氣象與水文條件2.2 工程地質(zhì)條件三、防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)與級別3.1 海堤工程的防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)3.2 海堤工程的級別3.3 確定設(shè)計潮位3.4 確定設(shè)計波浪要素四、堤身設(shè)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(shè)計 4.2.4 越浪量的驗算4.3 護(hù)坡 4.3.1 護(hù)面單個塊體的

2、穩(wěn)定質(zhì)量 4.3.2 護(hù)面層厚度 4.3.3 護(hù)墊 4.3.4 護(hù)底塊石 4.3.5 護(hù)腳設(shè)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(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件和水文動力要素沿海建造海堤保護(hù)沿岸設(shè)施。關(guān)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 di

3、vided 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

4、和北段. 該地區(qū)地震烈度為6度.1.2、工程內(nèi)容 海堤設(shè)計內(nèi)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(fēng)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(zhuǎn)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（199

5、6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(shè)計水位(平均海平面為基準(zhǔn))設(shè)計高水位： 0.84m設(shè)計低水位： -0.77m2）50年一遇的設(shè)計波浪資料海堤設(shè)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

6、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、-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.

8、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(biāo)準(zhǔn)與級別3.1.防潮標(biāo)準(zhǔn)海堤工程防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)防護(hù)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(jìn)行設(shè)計。3.3根據(jù)海堤工程設(shè)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(hù)3.4.確定設(shè)計潮位設(shè)計高水位（重現(xiàn)期50年一遇）： 0.84m設(shè)計低水位： -0.77m

9、海底面高程： -6m水深d: d=0.84-(-6)=6.84m3.5.確定設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.斷面選型工程地質(zhì)條件：海堤周邊土質(zhì)：細(xì)沙、粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土混砂、粉細(xì)砂、粉細(xì)砂混礫石或卵石、中等風(fēng)化安山巖；地區(qū)屬熱帶雨林氣候，、多雨、風(fēng)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(shè)計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.4 節(jié)，采用斜坡

10、式防波堤。平臺寬度為設(shè)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(hù)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(shè)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(shè)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(shè)計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 E.0.4 節(jié)復(fù)式斜坡的坡度mx根據(jù)海堤工程設(shè)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(shè)計規(guī)范(GB/T 51015-2014)

11、第 8.3.1 節(jié)，堤頂高程計算如表 3.3 所示。本次設(shè)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(shè)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.

12、474.32式中 ；A計算值設(shè)計值0.843.660.7=+A=5.25.4根據(jù)海堤工程設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yù)留沉降量應(yīng)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(yù)留沉降量計算，即取預(yù)留沉降量為5%，海堤

13、高度為13.3（1+0.05）=13.97m。那么這次海堤設(shè)計總高度最終定為為 14m。而根據(jù)海堤工程設(shè)計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 8.3.3的規(guī)定，當(dāng)?shù)添斉R海側(cè)設(shè)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(yīng)高出設(shè)計高潮(水)位以上二分之一波列累計頻率為1% 的設(shè)計波高，且不應(yīng)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(shè)計凈高3m 頂寬 0.8m 底寬2m 埋深 0.5m

14、 胸墻設(shè)計采用預(yù)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(jìn)行計算。根據(jù)海堤工程設(shè)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(shè)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(hù)底塊石穩(wěn)定重量為：600kg護(hù)底塊石厚度：0.5m護(hù)底外坡度：1:2護(hù)底塊石層的寬度，堤身段不應(yīng)小于5m，堤頭段不應(yīng)小于10m，流速和水深較大時宜適當(dāng)

15、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(zhì)海底，在護(hù)底塊石層下設(shè)置不小于厚度為0.3m的碎石層或土工織物層。在護(hù)底塊石層下設(shè)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(hù)腳的設(shè)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(hù)坡基腳坡面坡度設(shè)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(shè)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(guān)），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(biāo)準(zhǔn)值為：.7單位長度胸墻面下的波浮托力標(biāo)準(zhǔn)值 ，當(dāng)胸墻底面埋梁不小于1.0m時，內(nèi)側(cè)地基土或填石的被動土壓力可按有關(guān)公式計算并乘以0.3的折減系數(shù)作為土壓力標(biāo)準(zhǔn)值。：5.2抗傾覆與抗滑驗算據(jù)海堤工程設(shè)計規(guī)范(GB/T 51015-2014)第 10