防波堤设计与施工规范A(5)

4.2.18.2 人工块体个数可按下式计算：

（4.2.18-2）

式中 N——人工块体个数；

A——垂直于厚度的护面层平均面积； P'——护面层的空隙率（%）。

4.2.18.3 块体形状系数和块体空隙率可按表4.2.18确定。

4.2.18.4 人工块体混凝土量可按下式计算：

（4.2.18-3）

式中 Q——人工块体混凝土量（m3）。

注：①扭王字块体，安放一层的护面厚度约为其边长的0.9倍；

②护面层厚度人工块体个数和混凝土量也可按附录B确定。图中水的重度采用10.25kN/m。

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4.2.19 斜坡堤护面的块石垫层厚度不应小于按式（4.2.18-1）计算的两层块石的厚度。

4.2.20 斜坡堤前最大波浪底流速可按下式计算：

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（4.2.20）

式中 Vmax——斜坡堤前最大波浪底流速（m/s）。

4.2.21 护底块石的稳定重量，可根据堤前最大波浪底流速按表4.2.21确定。

4.2.22 斜坡堤顶部胸墙稳定性的验算，应符合下列规定：

（1）当胸墙前有块体掩护且掩护的宽度和高度满足并列两排和两层时，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；

（2）当胸墙埋入堤顶的深度大于1m时，应考虑填石的有利作用。 4.2.23 非岩基上的斜坡堤，其整体稳定性可采用圆弧滑动面方法计算；有软土夹层等情况时，尚宜用非圆弧滑动面方法计算。

注：整体稳定性计算时，可不计波浪的作用。

4.2.24 斜坡堤的软基加固可采用下列方法：

（1）当地基为淤泥且厚度较小时，可采用抛石挤淤法；

（2）当淤泥厚度小于5m时，可采用排水砂垫层或铺设土工布法，砂垫层的厚度可取1m～2m，其宽度应大于堤底宽度；

（3）当软土层较厚时，宜采用排水砂井或排水板法；

（4）当淤泥较厚，且采用陆上推进填石的施工方法时，可采用爆炸排淤法。

条文说明

4.2.2 按本条规定，以设计波高（对持久状况，重现期为50年或25年，施工期为2～5）及其对应的波长确定的波浪力作为作用的标准值。

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斜坡堤应根据不同的波高和水位考虑持久组合、短暂组合和偶然组合。一般说来，设计波高总是和较高和水位同时出现的，因为我国沿海大的波浪主要由台风或寒潮所引起，而台风或寒潮同时也会产生较大的风增水。因此设计波高与设计高水位或极端高水位组合的情况是比较合理的。

在设计低水位时，一般波高要比高水位时为小，因此规定当有推算出来的外海设计波浪时，要对设计低水位另作波浪折射分析，而得出与之相应的设计波高。但若只有建筑物附近不分水位统计出来的重现期为50年的波浪，则只能与设计高水位采用相同的设计波高，而稍偏于安全。

由于设计波高通常是由向岸大风所产生的，而极端低水位则通常是离岸大风造成较大的风减水所致，故两者不能组合。

对未成型的斜坡堤进行施工期复核作为短暂组合，其计算水位采用设计高、低水位即可，波高的重现期根据实际工程的调查，一般采用2～5年。 4.2.3 斜坡堤顶部胸墙的稳定计算采用以分项系数表达的设计表达式，其分项系数的确定系依据对典型断面胸墙稳定性（抗滑和抗倾）的可靠度分析。在可靠度分析中，胸墙所受的波浪荷载（水平波浪力及波浪浮托力）仍采用《海港水文规范》给出的计算公式，波浪要素则取自秦皇岛港23年的波浪观测资料。对波浪力的统计分析结果表明，波浪荷载的年极值符合极值I型分布，而由极值I型得出的50年荷载极大值分布仍为极值I型分布。对水平波浪力与波浪浮托力之间进行的相关分析，两者之间相关程度很高（相关系数ρ值接近于1）。所以，对所有胸墙的可靠度分析都考虑了水平波浪力与波浪浮托力间的相关性。 根据安全系数与可靠指标之间的关系确定目标可靠指标值，再根据可靠指标与分项系数之间的关系确定与目标可靠指标相对应的分项系数。由此可见，分项系数的确定基于可靠度分析，因此，以分项系数表达的胸墙设计表达式更合理。 4.2.4 条文中确定护面块体重量的公式，采用了目前国内外常用的赫德逊（Hudson）公式。

本条给出了宽肩台斜坡堤护面块石重量的取值标准，是根据国外有关资料得出的。但在实际工程中不一定取最小值，而可取当地能开采到的大块石。 4.2.5～4.2.8 本条内容与《海港水文规范》中的有关条文规定是一致的。 （1）根据我国实际工程的经验，对不同的护面块体和构造型式规定了不同的容许失稳率n。这种规定考虑了各种护面抵御波浪的能力，包括块体间的嵌固作用、损坏后的影响特点和修复的难易程度等。

（2）稳定系数KD是根据国内外有关试验资料和工程实践经验而确定的，其中安放块石时KD的数值，国外试验时为安放两层，根据国内工程使用经验改为安放一层。

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4.2.9 当波浪周期较长或坦波时，护面块体重量不仅与波高有关，且与波长有关。附录C引自国外有关规范的规定。

4.2.10 波浪作用下砌石护面的破坏特点是坡面的法线方向内外压力差使块石脱出失稳。确定砌石护面的稳定性，一般按护面层厚度控制。

（1）干砌块石护面计算，根据近年来使用实践，当m较小时，计算值偏大。根据实测波浪浮托力对原公式中的系数Kmd作了修正。

（2）干砌条石护面厚度的计算公式，原方法规定适用于m＝0.6～2.0，经计算当m由1.5变至2.0时，砌石厚度需增大，但目前国内外较多的研究成果与此趋势不同，且试验资料中两种不同趋势都出现，因此，对m的适用范围限定为m＝0.8～1.5。

4.2.11～4.2.13 水下抛石棱体的重量是综合分析了国内外有关规范标准和国内实际工程模型试验资料、专题试验研究成果，对原规范进行了适当调整。 外坡在设计低水位以下1.0～1.5倍设计波高值之间的护面块体重量同原条文；外坡护面垫层的重量，通过近年的试验研究和实际工程经验而适当提高了。 4.2.14 当堤顶允许越浪时，越顶的水体将直接冲击到内坡坡肩附近的护面块体上。如1972年3号台风袭击，有几个防波堤均出现内坡被冲坏情况，因此规定，在设计低水位以上的内坡护面块体重量应与外坡护面块体重量相同。国内工程试验得出的结果与上述规定是接近的。

4.2.15 国内外试验表明，当堤顶约在0.05～0.2倍设计波高时，堤顶块体的稳定性最差。根据国内外有关试验成果，认为堤顶块体重量取为外坡块体重量的1.5倍以上为宜。

4.2.16 堤头部分的块体重量以增大20%～30%为宜，它与国外有关资料所得的结论基本一致。关于波浪处于破碎范围，参考有关文献的规定，要求堤身和堤头部分块体重量均应相应再增加10%～25%。

4.2.17 栅栏板的面积较大，因此在波浪作用时，不是在板的所有位置都同时出现最大波浪力。一般沿堤的轴线方向，力的大小只随时间变化；而在沿斜坡的坡面方向，波浪力只在某一位置出现最大值，在其上下两侧则逐渐减小，所以对于同样面积的栅栏板，长边（沿斜坡方向）a0取得大一些，短边（沿堤轴线方向）b0取得小一些，对板的稳定是有益的。

从栅栏板的稳定角度看，虽然总面积大些是有益的，但从栅栏板本身结构强度及施工吊装设备能力来考虑，板的平面尺度又不宜过大，因此条文中给出了a0、b0与堤前设计波高H的关系。

栅栏板护面是以其条形空隙起消浪作用的。空隙大一些，对消浪是有益的，但从板的结构强度方面考虑，空隙率P又不宜过大。目前工程上根据强度计算得

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到的结果，P为30%～40%，而试验中采用33%～39%。由实验观测得到的结果，在此范围内的空隙率变化，对板的稳定及波浪爬高无明显影响，故建议取P'＝37%或P'＝33%～39%。

栅栏板护面是以其大面积的整体性来抵御波浪作用的，对板的稳定性有影响的特征值有a0、b0、P'和厚度H，但对板的稳定性和混凝土用量起主要作用的是H，因此取H为主要特征值。

栅栏板的厚度H的经验公式是通过对板的稳定受力分析、板块稳定的量纲分析以及模型试验资料分析得出的。

作用栅栏板上的最大波浪压力强度设计值的经验公式是由模型试验得出的，它与斜坡坡度无关，与设计波高有关，发生在静水位附近。 4.2.21 主要根据模型试验验证及实际工程经验而得出的。

4.2.22 作用于斜坡堤顶部胸墙上波浪力的计算方法（有块体与无块体掩护）按《海港水文规范》中的方法进行计算。有块体掩护时，波浪力的折减是根据有关试验成果得出的。

4.2.24 关于斜坡堤软基加固方法及其适用范围的提法等基本上与《港口工程地基规范》相同。

当淤泥层厚度在3m以下时，采用抛石挤淤可取得较好的效果。

爆炸排淤填石法是一种水下处理软基的新技术，已在国内工程中获得成功，它具有施工简便，经济效益好、施工质量高，工期短等优点。

4.3 斜坡堤构造

4.3.1 斜坡堤的堤心石，可采用10kg～100kg块石。对工程量较大，石料来源缺乏的地区，经论证可采用开山石、石碴或袋装砂土等代用材料。代用材料与垫层块石间宜有足够厚度的10kg～100kg块石。

开山石应有适当的级配。开山石和石碴的含泥量应小于10?。 4.3.2 可冲刷地基上的斜坡堤，堤前护底块石层的设置应符合下列要求： （1）斜坡堤护底块石层的宽度，视堤前水深和流速大小，堤身段可采用5m～10m，堤头段可采用10m～15m；

（2）护底块石可采用1～2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；

（3）斜坡堤前沙质海底的护底范围根据其冲刷形态和冲刷深度可按附录D确定。

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