第七章 防波堤

第一節(jié)

概述一、防波堤的功能——形成有掩護水域1、防波——維護港內(nèi)水域平穩(wěn)2、攔沙——減淤3、防流4、防冰5、導流6、內(nèi)側(cè)兼作碼頭二、防波堤的型式1.按平面位置分類⑴突堤式⑵島式2.按結(jié)構(gòu)型式分類⑴斜坡式⑵直立式⑶混合式⑷特殊型式⑴斜坡式ａ、消浪功能好，波浪大部分不反射；ｂ、對地基承載要求不高，損壞后易修復；ｃ、施工容易，一般不需大型起重設備，便于就地取材；適用于水深不大（<10～12ｍ），當?shù)鼗蟽r格便宜或地基較軟的情況。斜坡式防波堤(2)直立式ａ、波浪反射大，消浪效果差；

ｂ、與斜坡式相比，材料用量少；

ｃ、堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭，使用方便。

適用水深較大；地基堅實，承載能力大。（3）混合式防波堤高基床的直立堤，一般適用于水深大地基承載能力有限的情況。（4）特種類型的防波堤波浪的能量大部分集中在水體的表層，在表層2倍與3倍波高的水層厚度內(nèi)分別集中了90％和98％的波能。適應波能這一分布特點的防波堤型式:

透空式防波堤浮式防波堤壓氣式防波堤

水力式防波堤3.按布置分類⑴單突堤⑵雙突堤

⑶島堤⑷組合堤

三、防波堤縱軸線設計

堤根、堤身、堤頭

堤根淺水區(qū)：一般采用斜坡式堤根，斜坡護面不需特殊固;深水區(qū)：如巖石海岸，堤根可采用直立式，但如巖岸較

陡，要采取加強措施。四、波浪要素的確定波列累積頻率---波列中大于等于某一波高出現(xiàn)的機會重現(xiàn)期－－某一特定波列累積頻率的波浪平均多少年出現(xiàn)一次一、直立式防波堤的組成與特點1.組成主要由墻身、上部結(jié)構(gòu)和基床組成。2.特點第二節(jié)直立式防波堤優(yōu)點缺點(1)建材用量較少；(1)墻面波浪反射強；(2)不需要經(jīng)常維修；(2)破碎波浪對堤產(chǎn)生很大的動水壓力；(3)內(nèi)側(cè)可兼做碼頭。(3)常采用重力式結(jié)構(gòu)，要求地基較好；(4)施工技術復雜，破壞后難修復。適用：水深較大和地基較好的情況二、直立式防波堤的結(jié)構(gòu)型式(重力式、樁式)1.重力式：以自重維持穩(wěn)定。

重力式直立堤2.樁式主要有管樁、排樁、板樁、樁格等型式。⑵雙層板樁防波堤⑴鋼管樁直立堤⑶鋼板樁格形結(jié)構(gòu)防波堤3.消能式防波堤開孔直立堤半圓形防波堤三、波浪對直立式防波堤的作用作用于直立式防波堤的波浪形態(tài)有立波、遠破波和近破波三種。其影響因素包括波浪要素、堤前水深、底坡及基床輪廓等立波：當直立墻前水深和基床頂面上的水深大于波浪破碎水深，直立堤的長度大于一個波長以及入射波與墻正交的情況下，波浪遇墻后不破碎，產(chǎn)生完全反射，即入射波和反射波的波浪要素完全相同，入射波和反射波迭加后形成立波。其特點是波高增加一倍，波長和周期不變。遠破波：當直立墻前面距墻身半個波長或稍遠處，其水深小于波浪破碎水深情況下，進行波將在到達建筑物之前破碎，形成一股向前運動的水流沖擊墻身。這種波浪形態(tài)稱為遠破波。這種波一般發(fā)生在平緩海底，而且基床為暗基床或低基床的情況。近破波：當直立墻前面較遠處水深很大，而距建筑物前面半個波長以內(nèi)或是基床頂面水深不足時，波浪行進到此處發(fā)生劇烈變形，造成破碎，沖擊墻身，產(chǎn)生近破波。這種波一般發(fā)生在中、高基床的情況。(一)斷面組成上部結(jié)構(gòu)：設置交通、擋波、削波；墻身：擋波、沙，維持港內(nèi)穩(wěn)定，并傳遞外力至基床；

基床：保護地基免受沖刷，平整地基便于安裝，分布地基應力；護底：保護堤前地基，免受海水淘刷。（二）斷面尺寸和高程擬定四、直立式防波堤的斷面設計堤頂高程、墻身頂高程、基床的頂面高程、基床寬度、基床厚度、堤身寬度

(三)斷面構(gòu)造計算內(nèi)容與方法同重力式碼頭類似⑴沿堤底和堤身各水平縫的抗傾覆穩(wěn)定性⑵沿堤底和堤身各水平縫的抗滑穩(wěn)定性

⑶沿基床底面的抗滑穩(wěn)定性（明基床沿滑動面）⑷基床和地基承載力（同重力式）⑸整體穩(wěn)定性（考慮波浪力）⑹地基沉降⑺明基床護肩塊石和堤前護底塊石的穩(wěn)定重量

五、重力式防波堤的計算一、斜坡式防波堤的型式與特點斷面為梯形，可單獨用塊石或混凝土塊體拋筑，但最常見的是在塊石堤心外面護以各種混凝土人工塊體，堤心也有用山皮石碴拋填的。

第三節(jié)斜坡式防波堤優(yōu)點缺點(1)波浪反射弱(1)材料用量大(2)對地基承載力的要求不高，(2)經(jīng)常維修費用多；(3)施工較簡單(3)堤內(nèi)側(cè)不能用作碼頭。(4)損壞易于修復。適用：水深不大，石料豐富，地基較軟的情況。營口港鲅魚圈港區(qū)北防波堤(外側(cè)扭工字塊，內(nèi)側(cè)四腳空心塊體)破碎、射流、爬升沿坡面的面流沖刷坡面二、波浪與斜坡的相互作用（一）斷面尺寸與高程三、斜坡堤的斷面設計㈡斜坡式防波堤的構(gòu)造1、堤心2、護面塊體3、外坡護面塊體下的墊層4、堤底墊層及堤前護底塊石5、其他部位扭工字塊四腳空心方塊四腳錐體柵欄板結(jié)構(gòu)1.計算內(nèi)容⑴護面塊體的穩(wěn)定重量和護面層厚度⑵柵欄板的強度⑶堤前護底塊石的穩(wěn)定重量⑷胸墻的強度和抗滑、抗傾穩(wěn)定性⑸地基的整體穩(wěn)定性⑹地基沉降（確定坡頂欲角高度）四、斜坡式防波堤的計算2、護面塊體的穩(wěn)定重量計算我國的港工防波堤規(guī)范推薦采用美國Hudson公式。

計算公式根據(jù)試驗