《防波堤设计与施工规范》(JTS154-1-2011)..pdf

JTS 中华人民共和国行业标准JTS 154-1-2011 防波堤设计与施工规范Code of Design and Construction of Breakwaters 2011-08-29发布2012-01-01实施中华人民共和国交通运输部发布w w w.w e b o o s.c o m中华人民共和国行业标准防波堤设计与施工规范JTS 154-1-2011 主编单位:中交第一航务工程勘察设计院有限公司批准部门:中华人民共和国交通运输部施行日期:2012年1月1日a民文民版社2011.北京w w w.w e b o o s.c o m关于发布防波堤设计与施工规范(JTS 154-1-2011)的公告2011年第49号现发布防波堤设计与施工规范(以下简称规范)o本规范为强制性行业标准，编号为JTS154-1-2011，自2012年1月1日起施行。防波堤设计与施工规范(JTJ 298-98)同时废止。本规范第3.1.6条、第3.1.8条和第3.2.3条中的黑体字部分为强制性条文，必须严格执行。本规范由交通运输部组织中交第一航务工程勘察设计院有限公司等单位编制完成，由交通运输部水运局负责管理和解释，由人民交通出版社出版发行。特此公告。中华人民共和国交通运输部二0一一年八月二十九日w w w.w e b o o s.c o m修订说明修订说明本规范是在防波堤设计与施工规范(JTJ 298-98)的基础上，经深入调查研究、试验研究、计算分析，总结我国近年来防波堤设计、施工的实践经验，广泛征求有关单位和专家意见，并结合我国港口工程特点和发展需要修订而成。本规范主要包括斜坡式防波堤设计与施工、直立式防波堤设计与施工和其他型式防波堤设计与施工等技术内容。本规范的主编单位为中交第一航务工程勘察设计院有限公司，参加单位为中交第一航务工程局有限公司和天津港(集团)有限公司O防波堤设计与施工规范(JTJ 298斗8)自发布实施以来，对促进我国港口建设技术进步，保证工程安全，提高水运工程建设质量发挥了重要作用。随着港口工程建设技术的发展和新结构、新技术、新工艺、新材料在防波堤工程中的应用，原规范中的部分内容已不能适应我国防波堤的设计和施工的发展需要。为此，交通运输部水运局组织中交第一航务工程勘察设计院有限公司等单位对防波堤设计与施工规范(JTJ 298-98)进行修订。本规范的第3.1.6条、第3.1.8条和第3.2.3条中的黑体字部分为强制性条文，必须严格执行。本规范共分9章和10个附录，并附条文说明。本规范编写人员分工如下:1总则:谢世楞李伟2术语:谢世楞王美茹3基本规定:王美茹杨丽民李伟4斜坡式防波堤设计:王美茹刘进生杨丽民舒宁谢善文5直立式防波堤设计:舒宁刘进生杨丽民王美茹6其他型式防波堤设计:谢善文谢世楞吴进李元音王玉红7斜坡式防波堤施工:张树仁潘伟李伟8直立式防波堤施工:张树仁潘伟李伟9其他型式防波堤施工:张树仁潘伟李伟附录A-K:谢善文李元音吴进王玉红刘进生杨丽民本次规范于2010年3月26日通过部审，2011年8月29日发布，自2012年1月1日起实施。本规范由交通运输部水运局负责管理和解释。请各有关单位在执行过程中，将发现的问题和意见及时函告交通运输部水运局(地址:北京市建国门内大街11号，交通运输部水运局技术管理处，邮政编码:100736)和本规范管理组(地址:天津市河西区大沽南路1472号，中交第一航务工程勘察设计院有限公司，邮政编码:300222)，以便再修订时参考。w w w.w e b o o s.c o m目次目次12445577089113800123379901345567 i飞/飞/飞，(J(/飞/飞/飞111222233333333344444444堤度uu度HHH堤立计理计尺计计尺立直设堤堤工处UUHH工计工设与算造设设及算造堤直筒堤堤波波施基u施定设施堤式计构堤堤式计构立箱圆立波防防堤地筑u构度堤工构规堤堤波型堤堤潜波型堤堤直沉式直防型式波与填结尺波施结定般波波防面坡坡石防面立立角孔床式式圆空防层身面部工防础身部规一防防式断斜斜抛式断直直削开坐桩型半透式垫堤护上竣式基堤上则语本坡立他坡立总术基12J斜12j直jjjjj其12斜12jJ直12j333444455555556677777888 且吨，且3A唱F3ro，00w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)8.4 竣工尺度(48)9 其他型式防波堤施工.(49)9.1 半圆型防波堤.(49)9.2 透空式防波堤(50)附录A斜向波作用的计算.(52)附录B常用护面块体形状尺寸图.(53)附录C护面块体的稳定重量、人工块体个数和混凝土量计算图.(58)附录D斜坡堤前的海底冲刷计算.(65)附录E明基床基肩和坡面块体稳定重量计算图.(68)附录F直立堤前的海底冲刷计算.(70)附录G削角直立堤波压力计算.(73)附录H矩形开孔沉箱波浪力计算.(74)附录J半圆型防波堤波压力计算.(83)附录K本规范用词用语说明.(86)附加说明本规范主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理组人员名单.(87)附条文说明.(89)2 w w w.w e b o o s.c o m1总贝Ij凸Jl之、JHHJ mm川1.0.1 为统一防波堤工程的设计与施工技术要求，保证防波堤的安全性、适用性和耐久性，制定本规范。1.0.2 本规范适用于港口工程中防波堤的设计与施工，其他承受波浪作用的水工建筑物可参照执行。1.0.3 防波堤的平面布置、设计水位、波浪条件的确定，应按现行行业标准海港总平面设计规范(JTJ211)和海港水文规范(JTJ213)的有关规定执行。1.O.4 防波堤的设计与施丁A除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)2术语2.0.1 肩台berm 斜坡堤坡面上的平台，或称债台。2.0.2 护面块体armor block 用于斜坡堤护面的块石或混凝土人士块体O2.0.3 块体容许失稳率allowable ratio of instability of block 计算水位上、下各1.0倍设计波高的护面范围内，在波浪作用下允许移动或滚落的块体个数所占的百分率。2.0.4 宽肩台斜坡堤wide-berm rubble mound breakwater 肩台尺度较宽，在波浪作用下允许肩台和坡面产生一定变形并形成动态平衡剖面的块石护面斜坡堤O2.0.5 正砌方块直立堤vertical breakwater of normal placed blocks 堤身由预制混凝土方块逐层砌筑而成的重力式直立堤。2.0.6 沉箱直立堤vertical breakwater of caissons 堤身由钢筋混凝土沉箱构成的重力式直立堤。2.0.7 水平混合式直立堤horizontal composite breakwater 外侧抛填与堤身高度相近的块石或人t块体的直立堤02.0.8 削角直立堤chamfered vertical breakwater 上部结构外侧为削角斜面的直立堤。2.0.9 开孔沉箱直立堤vertical breakwater of perforated caissons 外壁开孔，内设消浪室的沉箱直立堤。2.0.10 坐床式圆简直立堤seated-cylinder vertical breakwater 堤身由大直径周筒构成并置于抛石基床上的直立堤。2.0.11 桩式直立堤piled vertical breakwater 由排桩构成的直立堤O2.0.12 半圆型防波堤semi-circular breakwater 堤身由半圆形拱圈和底板组成的钢筋混凝土构件或半阿形沉箱构成，置于抛石基床上的防波堤。2.0.13 透空式防波堤open type breakwater 上部挡浪，下部透空的防波堤。2 w w w.w e b o o s.c o m2术语2.0.14 越浪overtopping 防波堤顶部有成层水体越过。2.0.15 越浪量。ve时oppingvolume 波浪越过堤顶的水量，以每延米的平均越浪流量表示。3 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施规范(JTS154一1-2011)3基本规定3.1一般规定3.1.1 防波堤纵轴线不宜向外侧拐折形成凹角，当堤轴线需向外拐折时外夹角不宜小于150003.1.2 防波堤结构型式的选择和断面尺度的确定应符合下列规定。3.1.2.1 防波堤的结构选型，应根据使用要求、自然条件、材料来源和施工条件等，经技术经济综合比较后确定。需要时可结合现场条件和当地文化背景，考虑采用具有亲水性或景观效果的结构型式O3.1.2.2 对于地基较差或石料来源丰富的情况可选择斜坡堤;对于水深较深和地基较好的情况可选择方块、沉箱、坐床式圆筒等重力式直立堤或水平混合式直立堤;对于石料缺乏或有特殊要求的情况可选择桩式、透空式、半圆型等防波堤结构型式。3.1.2.3 根据水深、波浪和地质条件的变化，宜对防波堤进行分段可采用不同的结构型式或断面尺度。3.1.3 防波堤所用石料应符合下列规定。3.1.3.1 石料应不成片状，无严重风化和裂纹。3.1.3.2 单轴饱和极限抗压强度，对于护面块石和需要进行穷实的基床块石应不低于50MPa，对于垫层块石和不进行秀实的基床块石应不低于30MPa。对堤心石和填料，可根据具体情况适当降低要求O3.1.4 防波堤混凝土构件的混凝土强度等级应根据现行行业标准港口工程混凝土结构设计规范)(JTJ 267)的规定确定，且不应低于表3.1.4的限值;有防腐蚀要求的钢筋混凝土构件，尚应满足现行行业标准海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范)(JTJ 275)的规定。在水位变动区有抗冻要求的钢筋混凝土构件，应按现行行业标准水运工程混凝土质量控制标准)(JTJ 269)的规定确定混凝土抗冻等级。?昆凝土构件C20 混凝土强度等级限值l 表3.1.4钢筋混凝土构件C25 3.1.5 浆砌块石结构，其石料单轴饱和极限抗压强度不应低于50MPa;水泥砂浆的强度等级不应低于M15，当有抗冻要求时不应低于M20;勾缝水泥砂浆的强度等级不应低于M20。3.1.6 防波堤结构应进行波浪模型试验验证。4 w w w.w e b o o s.c o m3基本规定3.1.7 沿防波堤纵轴线应设置一定数量的永久观测点。在施工和使用期间，应对防波堤的沉降、位移和倾斜定期进行观测。有条件时，可进行波浪爬高、越浪和波浪力等原型观测。3.1.8 施工过程中未成型的防波堤段，应根据实际情况采取必要的防浪措施。3.2 防波堤设计3.2.1 防波堤设计应包括下列主要内容:(1)确定建筑物的安全等级及设计标准;(2)选择合理、可行的设计方案;(3)计算结构各部位的强度与稳定性、地基整体稳定性及地基沉降;(4)必要的模型试验验证。3.2.2 防波堤的设计水位、设计波浪的标准应根据建筑物的安全等级，按现行行业标准海港水文规范(J213)的有关规定确定。3.2.3 防波堤设计应考虑下列设计状况:(1)持久状况，在使用期分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;(2)短暂状况，施工期按承载能力极限状态设计，必要时按正常使用极限状态设计;(3)地震状况，使用期遭受地震作用时，仅按承载能力极限状态设计;(4)偶然状况，有特殊要求时按承载能力极限状态设计。3.2.4 防波堤结构的模型试验验证应按不规则波作用为主的原则进行，主要验证结构各部位的稳定性、量测波压力分布、越浪情况及堤后再生波的波高等。对防护要求高的防波堤，应测试波浪爬高及越浪量，必要时应考虑风的影响。3.3 防波堤施工3.3.1 防波堤施工前应对水文、气象、地质等现场条件进行调查，并应对风、波浪、潮流和雾等主要影响因素进行分析。3.3.2 防波堤施工应根据结构特点、现场条件和施丁丰能力，合理确定施工区段、施工顺序及工序搭接长度。3.3.3 施工作业船舶应具有足够的抗风浪性能。对于远离陆域的工程，现场作业船组应具有相对独立的海上施工能力和生存能力O3.3.4 防波堤施工的测量控制网和施工测量、竣工测量应符合现行行业标准水运工程测量规范)(JTJ 203)的规定。3.3.5 防波堤的混凝土施工及质量控制应符合现行行业标准水运.程质量检验标准(JTS 257)和水运工程混凝土施工规范(JTS 202)的规定。3.3.6 工程所用土工合成材料的品种、规格和性能应满足设计要求，并应符合现行行业标准水运工程土工合成材料应用技术规范(JTJ 239)的规定。3.3.7 防波堤常用石料的分类和加工要求可按表3.3.7确定。5 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)石料的分类和加工要求表3.3.7序号类别名称形状加工要求规格尺寸用途抛填形状不规则用爆破法直接开采，不单块质量约为10-100kg或800kg以抛填块石的块状加挑选下氓合级配二片石形状不规则用爆破法直接开采出，粒径约为80-150mm 整平2 的块状小粒径经筛选砌筑至少具有一用爆破法必裂劈法直大致方正，厚度不小于250mm，宽度3 个平面的块接开采出，对外露面或四约为厚度的1.0-1.5倍，长度约为厚块石状石周稍加修凿度的1.5-4.0 俯底部平i面面积不小于100mmx 锥形具有平底，形采用块石按设计要求lDOmm，顶部尺寸不限，但不可为尖形，4 块石似截头锥形经粗琢加高度与底面积之比不宜相差过大，且不护坡得呈斜锥形或一由岩体或大块石料按般砌条石近似长i六设计要求开劈并经粗琢表面平整，长度方向顺直，各面相互筑物5 面体加工垂直，长度不小于宽度的3.0-5.0倍由岩体或大块石料开外形方正，表面不允许凸出，凹入深形状规则的度不大于20mm，厚度不小于200mm，宽6 粗料石劈，并经粗略修凿或经粗六面体力f1T度不小于厚度，长度不小于厚度的1.5f音半细表面不允许凸出，凹入深度不大于有景7 按设计要求经细加工观等料石形状规则的lOmm，尺寸同粗料石六面体，或按设特殊要求i十要求表面不允许凸出，凹入深度不大于的砌8 细料石按设计安求经细加T2mm，尺寸同粗料石筑物6 w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计4 斜坡式防波堤设计4.1 断面型式与尺度4.1.1 斜坡式防波堤的主要断面型式应按下列原则选定。4.1.1.1 当护面采用抛填块石、安放块石或混凝土人工块体时，断面可采用如图4.1.1a)所示的型式，外侧坡脚宜设置水下抛石棱体。对随机安放的人士块体护面，也可不设抛石棱体。4.1.1.2 当水上部分的护面采用于砌块石、于砌条石或浆砌块石时，断面可采用如图4.1.1b)所示的型式，在施工水位附近应设置肩台，肩台部分可安放大块石或混凝土方块。4.1.1.3 当施工期波浪经常较大、石料缺乏，且有足够起重能力时，可采用抛填混凝土人工块体的断面，如图4.1.1c)所示。4.1.1.4 当堤顶作通道、铺设管线或堤内侧兼作码头时，宜在堤顶设置胸墙，如图4.1.1d)所示。胸墙的型式可采用L形、反L形和弧形等。4.1.1.5 当石料来源丰富，利用块石作护坡，且采用陆上推进法施工时，可采用宽肩台抛石斜坡堤，如图4.1.1e)所示。4.1.1.6 深水斜坡堤外侧采用扭王字块体护面时，若坡面较长或护面块体的个数超过18块，应在外坡适当位置设置肩台，如图4.1.lf)所示。4.1.2 在确定斜坡堤断面尺度时，除特殊要求外，设计波高应采用重现期为50年或25年，波高累积频率为13%，但不超过浅水极限波高的波高。4.1.3 斜坡式防波堤的堤顶高程应根据使用要求，结合总体布置综合考虑确定，并应符合下列规定。4.1.3.1 对允许越浪的斜坡堤，堤顶高程宜定在设计高水位以上不小于0.6倍设计波高值处。4.1.3.2 对基本不越浪的斜坡堤和宽肩台抛石斜坡堤，堤顶高程宜定在设计高水位以上不小于1.0倍设计波高值处。4.1.3.3 对堤顶设胸墙的斜坡堤，胸墙顶高程宜定在设计高水位以上不小于1.0倍设计波高值处。4.1.3.4 对防护要求高的斜坡堤，应按波浪爬高计算确定其堤顶高程，并宜控制越浪量。4.1.3.5 对块石、四脚空心方块、栅栏板护面的斜坡堤堤顶高程，宜取设计高水位以上不小于0.7倍的设计波高值处。7 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)外侧已丘护底-/亏，亏rrr rA穹次伺恢14如a)干砌或浆砌块石外侧县韭韭护底7rFd 穹川字/三Y如b)争主f立.:;外侧抛填方块护底 胸墙J 外侧AR 飞:，f兀Y堤心石罔4.1.1斜坡堤断面型式a)人工块体护面斜坡堤;b)砌石护面斜坡堤;c)抛填方块斜坡堤;d)堤顶设胸墙的斜坡堤;e)宽肩台斜坡堤;0深水斜坡堤8 w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计4.1.4 斜坡堤的堤顶宽度可取1.10-1.25倍设计波高值，且在构造上应至少能并列安放两排或随机安放三块人工块体。当有使用要求时应根据使用要求确定。对采用陆上推进法施工的斜坡堤，应考虑施工机械对顶宽的要求。4.1.5 外侧坡脚设置水下抛石棱体的斜坡堤，棱体的顶面高程不宜高于设计低水位以下1.0倍设计波高值;棱体的顶面宽度和厚度，可根据堤前水深和断面尺度确定，其宽度不宜小于2m，厚度不宜小于1m;对深水堤其宽度不宜小于5m，厚度不宜小于3mo4.1.6 斜坡堤肩台的位置和宽度应符合下列规定。4.1.6.1 对因施工需要而设置肩台的斜坡堤，肩台的位置应根据施工条件来确定，肩台的宽度不宜小于2mo4.1.6.2 对有肩台的深水斜坡堤，肩台位置宜定在设计低水位以下不小于0.5倍设计波高值处，肩台的宽度应至少满足随机安放3块人T牟块体。4.1.6.3 对为减少波浪爬高而设置肩台的斜坡堤，肩台位置宜设在设计高水位上、下0.5倍设计波高范围以内，宽度宜为0.5-2.0倍设计波高。4.1.7 抛填混凝土块体的斜坡堤在设计高水位处的堤身宽度不宜小于3倍设计波高值。4.1.8 堤顶设置胸墙的斜坡堤，其坡顶高程和坡肩宽度应符合下列规定。4.1.8.1 当胸墙前的护面为块石、规则摆放单层四脚空心方块或栅栏板时，见图4.1.1d)，其坡顶高程宜定在设计高水位以上不小于0.6倍设计波高值处;墙前坡肩宽度不应小于100m，且在构造上至少应能安放1排护面块体。4.1.8.2 当胸墙前护面为随机安放的人工块体(扭工字块体、扭王字块体等)时，其坡顶高程不宜低于胸墙顶高程，且墙前坡肩范围内至少应能安放2排人工块体，如图4.1.8a)和图4.1.8b)所示。4.1.8.3 对采用弧形胸墙的斜坡堤，见图4.1.8c)，胸墙弧面可顺坡自然转向外侧坡面，其在坡面上的长度不宜小于1m，厚度不宜小于护坡面层Oa)b)罔4.1.8堤顶胸墙a)L形胸墙;b)反L形胸墙;c)弧形胸墙9 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)4.1.9 宽肩台斜坡堤的肩台顶高程，可定在设计高水位以上1.0-3.Om处，肩台宽度宜取2.3-2.9倍设计波高值，且不宜小于6.0mo4.1.10 斜坡堤的边坡坡度可按表4.1.10采用。斜坡堤边坡坡度表4.1.10护面型式坡度护面型式坡度抛填或安放块石1:1.5-1:3.0 安放人工块体1:1.25-1:2.00 干砌或浆砌块石1:1.5-1:2.0 抛填方块1:1.-1:1.25 干砌条石1:O.8-1:2.0 注:对宽肩台抛石斜坡堤，肩台以上和以下的边坡坡度可分别取1:1.5-1:3.0和1:1.0-1:1.504.2 斜坡堤计算4.2.1 斜坡堤计算应包括下列主要内容:(1)护面块体的稳定重量和护面层厚度;(2)栅栏板的强度;(3)堤前护底块石的稳定重量;(4)胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性;(5)整体稳定性;(6)地基沉降。4.2.2 斜坡堤承载能力和正常使用极限状态设计时，应以设计波高及对应的波长确定的波浪力作为标准值，设计状况及相应的组合应符合下列规定。4.2.2.1 持久状况的设计波高应考虑下列持久组合:(1)设计高水位时，波高采用相应的设计波高;(2)设计低水位时，当有推算的外海设计波浪时，按设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出设计波高;当只有建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，取与设计高水位时相同的设计波高但不超过低水位时的浅水极限波高;(3)极端高水位时，波高采用相应的设计波高;极端低水位时，不考虑波浪的作用。4.2.2.2 短暂状况，对未成型的斜坡堤进行施工期复核时，计算水位可采用设计高水位和设计低水位，波高的重现期可采用2-5年。4.2.2.3 地震状况，在进行斜坡堤整体稳定性计算时，应考虑地震作用的组合，计算水位应采用设计低水位，不考虑波浪对堤体的作用。其计算方法应符合现行行业标准水运工程抗震设计规范(JTJ 225)的有关规定。4.2.2.4 偶然状况，有特殊要求时应按承载能力极限状态设计04.2.3 计算堤顶胸墙抗滑和抗倾稳定性应符合下列规定。4.2.3.1 沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态设计可按下式计算:。pP三(cG-uPJf+EEb 式中。一一结构重要性系数，按表4.2.3-1确定;p一一水平波浪力分项系数，按表4.2.3-2确定;10(4.2.3-1)w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计P一一作用在胸墙海侧面上的水平波浪力标准值(kN);一一自重力分项系数，取1.0;G一一胸墙自重力标准值(kN);u一一波浪浮托力分项系数，按表4.2.3-2确定;pu-作用在胸墙底面上的波浪浮托力标准值(kN);f一一胸墙底面摩擦系数设计值，按表4.2.3-3确定;f一-土压力分项系数，取1.0;Eb一一胸墙底面埋深大于等于1m时，内侧面地基士或填石的被动土压力(kN)，可按有关公式计算并乘以折减系数0.3作为标准值。结构重要性系数。安全等级一级二级表4.2.3-1三级。l.1 nu l 0.9 分项系数表4.2.3-2组合情况稳定情况水平波浪力分项系数p波浪浮托力分项系数u抗滑1.3 1.1 持久组合抗倾1.3 1.1 抗滑l.2 1.0 短暂组合抗倾1.2 l.0 摩擦系数设计值表4.2.3-3材料摩擦系数f混凝土与j昆凝土0.55 浆砌块石与浆砌块石0.65 堤身为预制混凝土或钢筋j昆凝士结构0.60 堤底与抛石基床堤身为浆砌块石结构0.65 地基为细砂粗砂0.50-0.60 地基为粉砂0.40 抛石基床与地基土地基为砂质粉士0.35-0.50 地基为粘土、粉质粘土0.30-0.45 注:11昆凝土胸墙与有伸出钢筋的预制件之间的摩擦系数f可采用l.0。4.2.3.2 沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计可按下式计算:。(pMp+凡)41(cMc+EME)Td 式中。一一结构重要性系数，按表4.2.3-1确定;p一一水平波浪力分项系数，按表4.2.3-2确定;Mp一一水平波浪力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩(kN.m);u一一波浪浮托力分项系数，按表4.2.3-2确定;(4.2.3-2)11 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)MU-波浪浮托力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩(kN.m);d一一-结构系数，取1.25;c一一自重力分项系数，取1.0;Mc 一一胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩(kN.m);E一一土压力分项系数，取1.0;ME-土压力的标准值对胸墙后趾的稳定力矩(kN.m)0 4.2.3.3 在抗滑、抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式中，对持久状况中的极端高水位组合情况，其分项系数可采用短暂组合时的数值。4.2.4 当波向线与斜坡堤纵轴线法线的夹角小于22.50，且堤前波浪不破碎，斜坡堤堤身在计算水位上、下1.0倍设计波高之间的护面块体，单个块体的稳定重量可按式(4.2.4-1)和式(4.2.4-2)计算。对于设计波浪平均周期大于108或设计波高与设计波长之比小于1/30的坦波，块体重量应进行模型试验验证。W=O.1bH句KD(Sb一1rcot Sb一b一一 式中W一一单个块体的稳定重量(t);b一一块体材料的重度(kN/旷);H一一设计波高(m);KD一一块体稳定系数，可按表4.2.4确定;-一一斜坡与水平面的夹角(0);一一一水的重度(kN/m3)0 稳定系数KD护面型式护面块体容许失稳率n护面块体构造型式(%)抛填2层1-2 块石安放1层。-1方块抛填2层1-2 四脚锥体安放2层0-1 四脚空d心方块安放1层。扭工字块体安放2层O 扭王字块体安放1层。(4.2.4-1)(4.2.4-2)表4.2.4KD 4.0 5.5 5.0 8.5 14 18 18 4.2.5 宽肩台斜坡堤护面块石的重量，可取抛填块石稳定重量的1/20-1/5，粒径级配DS5/D15可取1.25-2.250 4.2.6 当波浪斜向作用时，护面块体的稳定重量可按附录A确定。4.2.7 四脚锥体、四脚空心方块、扭工字块体和扭王字块体的形状和尺寸可按附录B确定。12 w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计4.2.8 各种护面块体的稳定重量、人工块体的个数和混凝土量可按附录C确定。护面块体的种类和规格应尽可能少，同一种类块体重量的级差不宜小于1t;采用扭工字和扭王宇块体的最小重量不宜小于2to当设计波高大于4m时，不宜选用四脚空心方块护面型式。4.2.9 斜坡堤干砌块石、浆砌块石和干砌条石护面层应按厚度控制，其厚度可按下列规定确定。4.2.9.1 干砌块石、浆砌块石护面层的厚度可按下列公式计算:h=13J-H(kmd+ks)dEI b一mm=cot(4.2.9-1)(4.2.9-2)式中h一一护面层厚度(m);一一水的重度(kN/m3);广一护面块石的重度(kN/m3);H一一设计波高(m)，d/LO.125时采用HS%,d/L 0.125时采用H13%，d和L分别为堤前水深(m)和设计波长(m);Kmd一一与m值和d/H值有关的系数，按表4.2.9-1确定;Ks一一波坦系数，按表4.2.9-2确定;m一一坡度系数;一一斜坡角度(0)。系数Kmd表4.2.9-1M d/H 1.5 2.0 3.0 1.5 0.311 0.238 0.130 2.0 0.258 0.180 0.087 2.5 0.242 0.164 0.076 3.0 0.235 0.156 0.070 3.5 0.229 O.151 0.067 4.0 0.226 0.147 0.065 系数KI)表4.2.9-2UH AV l 15 20 25 Ka 0.081 0.122 0.162 0.202 4.2.9.2 对d/H=1.7-3.3和UH=12-25的情况，干砌条石护面层厚度可按下式计算:v Jm2+1、h=0.744工工二二(0.476+0.157d/H)H b一m+A,_.-._.-_._.-/(4.2.9-3)13 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)式中h一一干砌条石护面层厚度，即条石长度(m);一一水的重度(kN/旷);b一一护面条石的重度(kN/旷);m一一坡度系数，取0.8-1.5;A一一系数，斜缝干砌可取1.2，平缝干砌可取0.85;d一一一堤前水深(m);H、L一一分别为设计波高(m)和设计波长(m)0 4.2.9.3 对满足第4.2.9.2款，且坡度系数为2-3的加糙干砌条石护面，其厚度也可按式(4.2.9-1)计算，但应乘以折减系数。当平面加糙度为25%时条石凸起高度宜取条石计算厚度的1/3，折减系数可取为0.8504.2.10 当水下抛石棱体的顶面高程在设计低水位以下1.0倍设计波高值时，棱体的块石重量可取按式(4.2.4-1)计算的块石重量的0.3-0.4倍。4.2.11 对外坡有肩台的深水斜坡堤，外侧肩台上下的护坡宜采用同一类型和同一规格的人工块体，当肩台顶面高程在设计低水位以下1.0倍设计波高值时，肩台以下坡面的护面块体重量不应小于肩台以上护面块体重量的0.5倍。4.2.12 外坡护面垫层块石的重量可取按式(4.2.4-1)确定的块体重量的1/20-1/10,但最小重量不得小于1/40。对于四脚空心方块和栅栏板护面，其垫层块石规格应按不小于护面空隙尺度确定O4.2.13 内坡护面块体的重量应符合下列规定。4.2.13.1 当堤顶高程按第4.1.3.1款确定时，从堤顶到设计低水位以下0.5-1.0倍设计波高之间的内坡护面块体重量，应与外坡护面的块体重量相同;其下的内坡护面块体，宜采用与外坡护面垫层相同重量的块石，但不应小于150kg，且应按堤内侧波浪进行复核。4.2.13.2 当堤顶高程按第4.1.3.4款确定时，内坡护面应按堤内侧波浪进行计算，且不宜小于外坡护面垫层块石的重量O4.2.14 堤顶块体的重量宜与外坡块体相同。当堤顶高程在设计高水位以上不足0.2倍设计波高值时，其重量不应小于外坡护面块体重量的1.5倍。4.2.15 斜坡堤堤头部分的块体重量，可按式(4.2.4-1)计算的结果增加20%-30%0 位于波浪破碎区的堤身和堤头的块体重量，均应相应再增加109毛-25%，必要时可通过模型试验确定。4.2.16 当斜坡堤采用栅栏板护面时，栅栏板的平面尺度、厚度及波压强度设计值应符合下列规定O4.2.16.1 栅栏板的平面形状宜采用长方形(图4.2.16)，其长边沿斜坡方向布置，短边沿堤轴线方向布置。栅栏板的平面尺度与设计波高的关系可按下列公式计算:式中。一一栅栏板长边尺度(m);。=1.25H bo=1.OH(4.2.16-1)(4.2.16-2)w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计H一一设计波高(m);bo一一栅栏板短边尺度(m)0 吨|。也山吨|bo 罔4.2.16栅栏板结构图4.2.16.2 栅栏板的细部尺度可按下列公式计算:o h 一一一一一一l一1516 o h 2一15+16 o h 一-一一一一-3一158 山吨，甲、主斗主(4.2.16-3)(4.2.16-4)(4.2.16-5)o h 4一15+8 b1=0.lbo 二三O.1 式中12向4b18一一栅栏板细部尺度(m);。一一栅栏板长边尺度(m);h一一栅栏板的厚度(m);bo一一栅栏板短边尺度(m)。4.2.16.3 当需调整栅栏板的平面尺度时，长边与短边的比值保持不变，当短边增加或减少1m时，厚度可相应减少或增加0.05m。4.2.16.4 当斜坡堤的坡度系数为1.5-2.5时，栅栏板的厚度可按下式计算:(4.2.16-6)(4.2.16-7)(4.2.16-8)0.61+0.13d/H h=0.235 一一一一一丁了一一一b一m式中h一一栅栏板的厚度(m);(4.2.16-9)15 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)一一水的重度(kN/m3);b一一栅栏板的重度(kN/旷);d一一堤前水深(m);H一一设计波高(m);m一一坡度系数。4.2.16.5 作用于栅栏板面上的最大正向波压强度设计值可按下式计算:PM=0.85H 式中PM一一作用于栅栏板面上的最大正向波压强度(kPa);一一水的重度(kN/旷);H一一设计波高(m)0 4.2.16.6 当设计波高大于4m时，不宜选用栅栏板护面型式。4.2.17 斜坡堤护面层厚度、人工块体个数、混凝土量可按下列公式计算:(1)护面层厚度:h=nc(巾1/3式中h一一护面层厚度(m);n 护面块体层数;C一一块体形状系数，按表4.2.17确定;W一一单个块体的稳定重量(t);b一一护面块体的重度(kN/m3)0(2)人工块体个数:/川7、，P A J，.、plu n AA-N 式中N一一人工块体个数;A一一垂直于厚度的护面层平均面积;n一一护面块体层数;c一一-块体形状系数，按表4.2.17确定;p一一-护面层的空隙率(%)，按表4.2.17确定;b一一护面块体的重度(kN/旷);W 一一单个块体的稳定重量(t)0(3)人工块体混凝土量:。=NA平一.1b 式中。一一人工块体混凝土量(m3);N一一人I块体个数;W一一单个块体的稳定重量(t);16(4.2.16-10)(4.2.17-1)(4.2.17-2)(4.2.17-3)w w w.w e b o o s.c o m4 斜坡式防波堤设计b一一护面块体的重度(kN/m3)。块体形状系数c和护面块体空隙率p表4.2.17护面块体构造型式C P(%)说明抛填2层1.0 40 块石立放1层l.3-l.4 四脚锥体安放2层l.0 50 1.2 60 随机安放扭工字块体安放2层1.1 60 规则安放扭王字块体安放1层1.3 50 随机安放4.2.18 斜坡堤护面的块石垫层厚度不应小于按式(4.2.17-1)计算的两层块石的厚度。4.2.19 斜坡堤前波浪底流速可按下式计算:v=H JTrIJ h4d 豆smnL(4.2.19)式中V一一斜坡堤前波浪底流速(m/s)。H一一设计波高(m);L一一计算波长(m);g一一重力加速度，取9.81m/s2;d一一堤前水深(m)0 4.2.20 护底块石的稳定重量，可根据堤前波浪底流速按表4.2.20确定。堤前护底块石的稳定重量表4.2.20堤前波浪底流速V(m/s)1护底块石稳定重量W(kg)11 堤前波浪底流速V(m/s)1护底块石稳定重量W(kg)2.0 60 4.0 4 3.0 150 5.0 800 注:破碎波区的堤前护底块石的重量宜适当加大O4.2.21 斜坡堤顶部胸墙稳定性的验算应符合下列规定。4.2.21.1 当胸墙前有块体掩护且掩护的宽度为2排和高度为2层时(图4.1.8a)，作用在胸墙上的水平波浪力和波浪浮托力可乘以折减系数0.6-0.70 4.2.21.2 当胸墙埋人堤顶的深度大于1m时，可计入填石的有利作用。4.2.22 斜坡堤整体稳定和地基沉降计算应按现行行业标准港口工程地基规范(JTS 147-1)的有关规定执行;整体稳定性计算时，可不计波浪的作用。预留沉降量可根据地基沉降计算结果、工程经验和实际情况确定。4.2.23 斜坡堤的软基处理应符合下列规定。4.2.23.1 当地基表层为淤泥且厚度较小时，可采用抛石挤淤法。4.2.23.2 当淤泥厚度小于5m时，可采用开挖换填、铺设水平排水砂垫层或土工织物加筋垫层等方法进行处理。排水砂垫层的厚度可取1-2m，宽度应大于堤底宽度O4.2.23.3 当软土层较厚时，可采用排水固结法、置换法或爆炸排淤法等进行处理。17 w w w.w e b o o s.c o m防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)4.3 斜坡堤构造4.3.1 斜坡堤堤心材料应符合下列规定。4.3.1.1 斜坡堤堤心的填料，应根据现场条件因地制宜选用。斜坡堤的堤心石，可采用10-100kg块石。对工程量较大，石料缺乏的地区，也可采用开山石、石碴或袋装砂土等代用材料。代用材料与垫层块石问宜设置一定厚度的10-100kg块石。4.3.1.2 开山石填料的最大颗粒重量可采用300岭，对深水斜坡堤可采用800岭，开山石应有适当的级配。开山石和石碴的含泥量宜小于10%0 4.3.2 建于可冲刷地基上的斜坡堤，堤前护底结构的确定应符合下列规定。4.3.2.1 护底结构根据堤前波浪产生底流速度和沿堤流速，可采用抛石或土工织物软体排等护底型式O4.3.2.2 护底块石层的宽度，堤身段不应小于5m，堤头段不应小于10m，流速和水深较大时宜适当加大，堤身段不宜小于10m，堤头段不宜小于15mo4.3.2.3 护底块石可采用2层，厚度不宜小于0.5m。对砂质海底，在护底块石层下宜设置厚度不小于0.3m的碎石层或土工织物滤层。4.3.2.4 斜坡堤前沙质海底的防护范围，可根据波浪作用下的冲刷形态和冲刷深度按附录D确定。