大学课件《港口航道建筑物》教学PPT课件：项目七防波堤与护岸任务三斜坡式防波堤.pptx

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防波堤与护岸工程港口航道建筑物港口航道建筑物主讲：

丁秀英教授高级工程师总监理工程师一一、概述、概述二、二、重力式码头重力式码头六、六、码头码头附属设施附属设施四、四、板桩式板桩式码头码头三、三、高桩式高桩式码头码头内内容容八、八、通航建筑物通航建筑物（船闸、升船机（船闸、升船机）五、五、斜坡码头和斜坡码头和浮码头浮码头七、七、防波堤与防波堤与护岸护岸任务一、防波堤的功能和分类任务一、防波堤的功能和分类任务二任务二、直立式防波堤、直立式防波堤任务三任务三、斜坡式防波堤、斜坡式防波堤任务四、其它型式的防波堤任务四、其它型式的防波堤任务五、护岸工程的分类任务五、护岸工程的分类一、斜坡式防波堤一、斜坡式防波堤结构结构形式形式1.抛石防波提抛石防波提2.抛填抛填砼砼方块斜坡堤方块斜坡堤二二、斜坡式防波堤的、斜坡式防波堤的断面尺寸和构造断面尺寸和构造1.斜坡堤的断面斜坡堤的断面尺寸尺寸2.斜坡式防波堤的堤顶宽度斜坡式防波堤的堤顶宽度3.斜坡式防波堤的斜坡坡度斜坡式防波堤的斜坡坡度4.护面块体的支承棱体和肩台护面块体的支承棱体和肩台尺寸尺寸主主要要内内容容斜坡式防波堤斜坡式防波堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤一一、斜坡式防波堤的、斜坡式防波堤的结构结构型式型式1.抛石防波提抛石防波提：

较原始、简单较原始、简单（不分级块石不分级块石、分级块石分级块石）

（1）不分级块石防波堤不分级块石防波堤：

早期用早期用（山东菜州渔港防波堤山东菜州渔港防波堤）不分级块石斜坡堤不分级块石斜坡堤分级块石斜坡堤分级块石斜坡堤开山所得块石开山所得块石不分级不分级、不分位置地随意抛填不分位置地随意抛填，大块石往往滚到坡底，而坡度也为自然坡。

大块石往往滚到坡底，而坡度也为自然坡。

优点：

优点：

在受到波浪作用时，小块石被冲刷，在受到波浪作用时，小块石被冲刷，使使得得堤身密实堤身密实。

缺点：

缺点：

施工进展缓慢，用料太多，常受波浪作施工进展缓慢，用料太多，常受波浪作用而使堤面坍塌用而使堤面坍塌。

改进：

改进：

用分级块石。

用分级块石。

任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤

（2）分级块石防波堤分级块石防波堤：

对块石分级使用对块石分级使用（将大块石选出将大块石选出，放于波浪作用强烈的放于波浪作用强烈的堤顶和外坡上堤顶和外坡上。

更好地发挥大块石的抗浪能力。

更好地发挥大块石的抗浪能力），），将将较小的块石较小的块石放在放在堤心堤心或或斜坡的下部斜坡的下部。

在施工水位以上可采用干砌块石。

在施工水位以上可采用干砌块石。

有些地方有些地方因因石料好石料好、石材加工能力强，可用干砌条石护石材加工能力强，可用干砌条石护面。

面。

山东省山东省、福建省使用较多福建省使用较多尤其在小型地方港尤其在小型地方港或渔港，可在波高不超过或渔港，可在波高不超过34m的情况下使用。

的情况下使用。

分级块石斜坡堤分级块石斜坡堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤2.抛填抛填砼砼方块斜坡堤方块斜坡堤（石料缺乏，而波浪较大石料缺乏，而波浪较大）1）砼）砼矩形方块矩形方块：

这种防波堤的外坡可这种防波堤的外坡可1:

1，6030t。

缺点缺点：

透浪系数大，水泥用量多，需大型起重设备。

少用。

透浪系数大，水泥用量多，需大型起重设备。

少用。

抛填方块防波堤抛填方块防波堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤2）异型人工块体异型人工块体护面斜坡堤护面斜坡堤a.四脚空心方块四脚空心方块；b.扭扭“工工”字形块体字形块体；c.扭扭“王王”字块体字块体；d.扭扭“工工”字块体字块体；e.四脚锥体四脚锥体；f.四脚空心方块四脚空心方块；g.栅栏板栅栏板四角椎体斜坡堤四角椎体斜坡堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤扭扭“工工”字块斜坡堤字块斜坡堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤四角空心方块斜坡堤四角空心方块斜坡堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤宽肩台斜坡式防波堤典型断面示意图宽肩台斜坡式防波堤典型断面示意图宽肩台宽肩台斜坡式防波堤斜坡式防波堤指指在施工时护面块石顶部高程高于设计高水位，并堆筑成有相当宽度的肩台在施工时护面块石顶部高程高于设计高水位，并堆筑成有相当宽度的肩台。

堤堤身由两部分石料筑身由两部分石料筑成成：

堤堤心石采用重量较小、有一定级配的不分类心石采用重量较小、有一定级配的不分类石料石料。

护面护面块石采用重量较大、有一定级配的不分类石料块石采用重量较大、有一定级配的不分类石料。

特特点点外坡允许变形外坡允许变形。

在防波堤建成后，若斜坡堤的护面块石重量不足时，在波浪作用下其外坡可能会发生变形，形成在静水位。

在防波堤建成后，若斜坡堤的护面块石重量不足时，在波浪作用下其外坡可能会发生变形，形成在静水位附近坡度较缓、而在其上下区域坡度较陡的附近坡度较缓、而在其上下区域坡度较陡的S形剖面形剖面。

只要只要把变形控制在设计允许范围内，就不致于影响防波堤应具有的功能，而且在设计条件下也不需要维护把变形控制在设计允许范围内，就不致于影响防波堤应具有的功能，而且在设计条件下也不需要维护；护面块石重量护面块石重量一般仅一般仅为常规式斜坡堤护面块石重量的为常规式斜坡堤护面块石重量的1/5以下以下。

（宽宽肩台斜坡堤的护面层比常规式厚很多，且透水性好肩台斜坡堤的护面层比常规式厚很多，且透水性好；波；波浪浪越过空隙率较大的由护面块石组成的宽肩台时，波能损耗越过空隙率较大的由护面块石组成的宽肩台时，波能损耗较大较大；允许允许变形的外坡在波浪作用下形成一个与动力条件相适应变形的外坡在波浪作用下形成一个与动力条件相适应的动态平衡剖面，其要求的稳定条件远低于常规式斜坡堤上护面块石的静态的动态平衡剖面，其要求的稳定条件远低于常规式斜坡堤上护面块石的静态稳定条件稳定条件）。

）。

施工施工较简便、造价较低较简便、造价较低，在特大波浪作用时的损坏较轻，且有利于充分利用采石场的石料，在特大波浪作用时的损坏较轻，且有利于充分利用采石场的石料。

任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤二二、斜坡式防波堤的、斜坡式防波堤的断面尺寸和构造断面尺寸和构造1.斜坡斜坡堤的断面尺寸堤的断面尺寸

（1）斜坡式防波堤斜坡式防波堤的堤顶的堤顶高程高程据据港内要求的平稳程度确定。

港内要求的平稳程度确定。

1）对于允许少量越浪的斜坡堤）对于允许少量越浪的斜坡堤，设计，设计高水位高水位以上以上0.60.7倍设计波高值处。

倍设计波高值处。

2）对于不允许波浪越顶（港内水域泊稳要求高或堤内侧兼做码头、堤顶做通道等），堤顶）对于不允许波浪越顶（港内水域泊稳要求高或堤内侧兼做码头、堤顶做通道等），堤顶高高程程：

设计设计高高水位以上水位以上1.0倍设计波高值处。

倍设计波高值处。

3）宽肩台抛石斜坡堤，宜按基本不越浪确定。

）宽肩台抛石斜坡堤，宜按基本不越浪确定。

4）对在堤顶外侧设胸墙的斜坡堤，胸墙顶）对在堤顶外侧设胸墙的斜坡堤，胸墙顶高程高程：

设计设计高高水位水位+1.01.25倍设计波高值处。

当倍设计波高值处。

当堤顶不兼作通道时，胸墙的顶高程可适当降低。

堤顶不兼作通道时，胸墙的顶高程可适当降低。

5）对于防护较高的斜坡堤，宜按波浪爬高计算确定其堤顶高程。

）对于防护较高的斜坡堤，宜按波浪爬高计算确定其堤顶高程。

任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤二二、斜坡式防波堤的、斜坡式防波堤的断面尺寸和构造断面尺寸和构造2.斜坡式防波堤的堤顶宽度斜坡式防波堤的堤顶宽度按按1.101.25倍设计波高取值，且在构造上不得小于倍设计波高取值，且在构造上不得小于2m，并至少应能布置，并至少应能布置2排护面块体排护面块体。

对于对于从陆上推进施工的斜坡堤，堤顶宽度还应考虑施工机械的要求从陆上推进施工的斜坡堤，堤顶宽度还应考虑施工机械的要求。

3.斜坡式防波堤的斜坡坡度斜坡式防波堤的斜坡坡度主要主要考虑外考虑外坡坡。

考虑考虑波浪要素、波浪要素、护面块体护面块体、结构型结构型式，一般取式，一般取1:

11:

3之间之间。

如果如果是宽肩台斜坡堤，肩台上、下的边坡可分别取为是宽肩台斜坡堤，肩台上、下的边坡可分别取为1：

1.51:

3和和1:

11:

1.5。

内内坡可陡于外坡坡可陡于外坡。

任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤护面型式护面型式坡度坡度护面型式护面型式坡度坡度抛填或安放块石抛填或安放块石1:

1.51:

3.0安放人工块体1:

1.251:

2.0干砌或浆砌块石干砌或浆砌块石1:

1.51:

2.0抛填方块1:

1.01:

1.25干砌条石干砌条石1:

0.81:

2.0斜坡堤坡度参考值表斜坡堤坡度参考值表二二、斜坡式防波堤的、斜坡式防波堤的断面尺寸和构造断面尺寸和构造4.护面块体的支承棱体和肩台尺寸护面块体的支承棱体和肩台尺寸对对港外侧设置水下抛石棱体的断面，棱体的顶面港外侧设置水下抛石棱体的断面，棱体的顶面高程高程:

设计设计低水位以下约低水位以下约1倍设计波高值处；顶倍设计波高值处；顶面面宽度宽度2.0m；棱体；棱体厚度厚度1.0m。

对对抛填块体的断面，堤身在设计高水位处的抛填块体的断面，堤身在设计高水位处的宽度宽度3.0倍设计波高值。

倍设计波高值。

肩台肩台是在迎浪面斜坡上设置平台，可供施工使用，也具有消浪作用是在迎浪面斜坡上设置平台，可供施工使用，也具有消浪作用。

肩台若肩台若做做施工施工用，其顶部高程常取施工水位，用，其顶部高程常取施工水位，顶宽顶宽2m。

肩台若肩台若作为消浪使用的宽肩台，则斜坡提的肩台顶高程宜取设计高作为消浪使用的宽肩台，则斜坡提的肩台顶高程宜取设计高水位水位+1.03.0m处，顶宽处，顶宽一般可取一般可取2.32.9倍设计波高值，倍设计波高值，且且6.0m。

任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤

（1）护面块体护面块体任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤护面抛填块石的斜坡堤护面抛填块石的斜坡堤用用抛抛填块石、安放块石干填块石、安放块石干砌块石、干砌条石、浆砌砌块石、干砌条石、浆砌块块石石、混混凝士人工凝士人工块体块体时时港港外侧宜设置水下抛石棱体以外侧宜设置水下抛石棱体以支承支承护面护面；对对地基较好的情况，地基较好的情况，也可不设置抛石棱体也可不设置抛石棱体。

用干砌块石、干砌用干砌块石、干砌条石条石、浆浆砌块石砌块石时时在施工水位附近设置肩台，用在施工水位附近设置肩台，用以支承水上的护面，肩台部分以支承水上的护面，肩台部分可安放大块石或混凝土方块可安放大块石或混凝土方块。

水上护面采用干砌块石的斜坡水上护面采用干砌块石的斜坡堤堤用用抛填抛填块体时块体时当当施工时期波浪经常较大、石施工时期波浪经常较大、石料缺乏，且有足够起重料缺乏，且有足够起重能力能力抛填块体的斜坡堤抛填块体的斜坡堤任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤堤堤顶设置胸墙的斜坡堤顶设置胸墙的斜坡堤堤顶用作通道或堤内侧兼作码头堤顶用作通道或堤内侧兼作码头时时石料来源丰富，利用块石作石料来源丰富，利用块石作护护坡坡，且采用陆上推进法施工时，且采用陆上推进法施工时用用宽肩台抛石斜坡宽肩台抛石斜坡堤堤宽肩台抛石斜坡宽肩台抛石斜坡堤堤在在堤顶设置胸墙堤顶设置胸墙当需要在深水或波浪较大的水当需要在深水或波浪较大的水域中修建防波堤域中修建防波堤时时混凝土异混凝土异形形块体块体：

四四脚锥体、三柱体、四足锥脚锥体、三柱体、四足锥体、扭王字块体、六脚锥体、合掌块体、四脚体、扭王字块体、六脚锥体、合掌块体、四脚空心方块体、栅栏板、铁砧空心方块体、栅栏板、铁砧体体、扭扭工字块体工字块体等等混凝土混凝土异形异形块体块体：

自身自身稳定性好稳定性好，用作用作护面材料时可增加防波堤表面的糙护面材料时可增加防波堤表面的糙率和渗透性，提高了消浪能力。

率和渗透性，提高了消浪能力。

应用应用最早的是四脚锥体最早的是四脚锥体，有有良好良好的消浪的消浪性能性能、稳定性推动各种稳定性推动各种异形块体的研究。

异形块体的研究。

四脚锥体a-四脚锥体基准尺寸常见的几种异形块体的重量和结构应遵照防波堤设计与施工规范（常见的几种异形块体的重量和结构应遵照防波堤设计与施工规范（JTS154-1-2011），依照设计波浪要素和防波堤断面计算而确定。

），依照设计波浪要素和防波堤断面计算而确定。

若护面块体采用规则安放时，应设置抛石或方块水下棱体。

若护面块体采用规则安放时，应设置抛石或方块水下棱体。

四脚空心方块体四脚空心方块体L-四脚空心方块体边长四脚空心方块体边长a）A型扭工字块体扭工字块体扭工字块体h-扭工字块体正向高度扭工字块体正向高度b）b）B型扭工字块体a）A型扭王字块体型扭王字块体h-扭王字块体高度扭王字块体高度B型扭王字块体，宜用于重量型扭王字块体，宜用于重量10t以内以内h-扭王字块体高度扭王字块体高度护面块体体积护面块体体积

（2）护面块体护面块体的垫层的垫层块石块石任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤护面护面的异形混凝土块体需要有良好的支撑面，且空隙较大，为了的异形混凝土块体需要有良好的支撑面，且空隙较大，为了保护堤心石不被波浪冲散，因此需在护面块体下设置两层块石垫层保护堤心石不被波浪冲散，因此需在护面块体下设置两层块石垫层。

垫层垫层块石的大小与外坡护面块体重量有关，一般不宜小于护面块块石的大小与外坡护面块体重量有关，一般不宜小于护面块体重量的体重量的1/201/10，同时，考虑施工的方便和效率，块石也不宜太，同时，考虑施工的方便和效率，块石也不宜太大，但垫层块石重量不得小于护面块体重量的大，但垫层块石重量不得小于护面块体重量的1/40。

对于对于四脚空心方块和栅栏板护面，其垫层块石应按不超过护面空隙尺度确定四脚空心方块和栅栏板护面，其垫层块石应按不超过护面空隙尺度确定。

在在可冲刷的地基上建造斜坡堤，其护面块体或水下棱体的大块石均不应直接抛于可冲刷的地基上建造斜坡堤，其护面块体或水下棱体的大块石均不应直接抛于海底面上，而应在海底面上铺设一层厚度不小于海底面上，而应在海底面上铺设一层厚度不小于0.5m的的10100kg重的块石垫层重的块石垫层。

（3）堤心堤心石石任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤堤堤心石的主要作用是构成斜坡堤的基本轮廓，心石的主要作用是构成斜坡堤的基本轮廓，并支撑主要防浪层（护面块体、垫层块石）并支撑主要防浪层（护面块体、垫层块石）。

斜坡斜坡提的堤心石用量很大，一般采用重量范围提的堤心石用量很大，一般采用重量范围比较大的不分级块石，通常为比较大的不分级块石，通常为10100kg的块石的块石。

若若在工程量较大，石料来源缺乏的地区，可采用开山石，石渣或袋装砂土等代用材料在工程量较大，石料来源缺乏的地区，可采用开山石，石渣或袋装砂土等代用材料。

代用代用材料与垫层块石间宜有足够厚度的材料与垫层块石间宜有足够厚度的10100kg块石，开山石应有适当的级配，开山石块石，开山石应有适当的级配，开山石和石渣的含泥量应小于和石渣的含泥量应小于10。

（4）堤底堤底垫层垫层任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤1）对于对于不允许波浪越顶的斜坡堤，堤内坡坡度可陡于不允许波浪越顶的斜坡堤，堤内坡坡度可陡于外坡坡度，同时内坡护面块石也可小于外坡块石外坡坡度，同时内坡护面块石也可小于外坡块石；2）当当防波堤允许少量波浪越顶时，内坡常在某个水位防波堤允许少量波浪越顶时，内坡常在某个水位以上采用与堤外相同的护面块体以上采用与堤外相同的护面块体。

为了为了改善软弱地基的承载力或透水性，需要设改善软弱地基的承载力或透水性，需要设置堤底垫层。

一般可用碎石或砂，铺设范围和厚度由置堤底垫层。

一般可用碎石或砂，铺设范围和厚度由地基的稳定计算而定。

地基的稳定计算而定。

在在可冲刷地基可冲刷地基上上时，时，大块石不应直接抛于海底面上，而应设置大块石不应直接抛于海底面上，而应设置护底块石护底块石层：

层：

斜坡提护底块石层的宽度应根据堤前水深和流速大小确定，堤身段可采用斜坡提护底块石层的宽度应根据堤前水深和流速大小确定，堤身段可采用510m，堤头段可用，堤头段可用1015m；护底块石可采用护底块石可采用12层，厚度不宜小于层，厚度不宜小于0.5m，重在，重在10100kg之间。

对于砂质海底，在护底块石层下宜设置之间。

对于砂质海底，在护底块石层下宜设置厚度不小于厚度不小于0.3m的碎石层的碎石层；斜坡堤前砂质海底的护底范围，应根据其冲刷形态和冲刷深度确定斜坡堤前砂质海底的护底范围，应根据其冲刷形态和冲刷深度确定。

（5）胸墙）胸墙任务三任务三斜坡式防波堤斜坡式防波堤可以可以现场建筑，也可以由浆砌块石构成现场建筑，也可以由浆砌块石构成。

梯形梯形断面断面。

型式型式：

有有L形、反形、反L形、弧形形、弧形等等堤顶胸墙堤顶胸墙（a）L形胸墙（形胸墙（b）反）反L形胸墙形胸墙