海岸工程全册配套完整课件

海岸工程全册配套完整课件海岸工程学一.教材及参考书《海岸工程》，

河海大学，2003教材：严恺主编《海岸工程》，海洋出版社，2002。参考书：二、教学要求了解并海岸工程的一些概念.能够独立设计防波堤、海堤等工程.了解海岸工程研究的热点和难点.内容第一章绪论第二章海岸动力因素第三章波浪对海工建筑物的作用第四章海岸防护工程第五章防波堤第六章海堤及防波堤设计第一章绪论1.1海岸带概况1.2海岸线冲淤变化的影响因素1.3我国海岸防护和围海工程现状本章需要掌握内容:1.了解我国海岸带情况

2.掌握海岸带冲淤影响因素

3.了解我国海岸防护及围海工程现状1.1海岸带概况一、海岸线、海岸带1、海岸线（coastline）：海洋与陆地的交界线称为海岸线。中国海岸的基本情况：从辽宁的鸭绿江口到广西北仑河口，大陆海岸线总长18000km，岛屿岸线长是14000km。纵跨温带、亚热带和热带三个气候带。2）范围：

海岸线向陆地延伸10km左右；向海扩展到10-15m等深线。潮上带：位于高潮位之上的区域为潮上带（38%）潮间带：位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带（7%）潮下带：位于低潮位以下的区域为潮下带（55%）。2、海岸带（coastalzone）1）海岸带定义：海洋与陆地相接的地带,是自然界水圈、岩石圈、大气圈和生物圈四个圈层相互作用最频繁、最活跃之处，具有独特的兼有海、陆两种不同属性的环境特征。3）组成：潮上带、潮间带和潮下带图1海滩剖面图二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分：基岩海岸砂砾质海岸淤泥质海岸生物海岸1、基岩海岸（rockycoast）定义：一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交，经过波浪作用形成的海岸。分布范围特点1、基岩海岸我国有5000多km,占了总海岸线的1/4,我国的山东半岛、辽东半岛及杭州湾以南的浙、闽、台、粤、桂、琼等省，基岩海岸广为分布。1.岸线曲折,岬湾相间,侵蚀和堆积交错变化2.岸坡陡峭,岸滩甚窄,地形横向变化显著3.海动力因素以波浪为主,在不同高度上海蚀形态发育.基岩海岸2、砂砾质海岸（砂质海岸和砾质海岸）（sandcoast）2、砂砾质海岸分布范围：砾质海带，我国主要分布辽东半岛、山东半岛、台湾、广东、广西及海南都有这种海岸分布。砂质海带，我国主要分布青岛、海南、广东、台湾等地区。特点1、岸线平直，岸滩较基岩段宽，岸坡比较缓；2、堆积地貌发育，常伴有岸坝和离岸坝构成的沙坝构成泻湖形态；这类海岸是发展旅游、渔港的良好场所。3、以波浪为主要动力因素，泥沙有沿岸运动和横向运动。

砂砾质海岸3、淤泥质海岸（muddycoast）定义：主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙，在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。分布范围：河北与天津（渤海湾）、山东（黄河三角洲、莱州湾）、江苏（废黄河三角洲、南黄海辐射沙洲）、上海（长江口、杭州湾）、浙江（杭州湾、钱塘江口）、福建（闽江口以北）、广东（韩江三角洲、珠江三角洲）。

特点岸坡坦缓；组成泥沙颗粒很细并常含有机质；潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变换频繁。这类海岸的岸滩涂资源丰富，有利于发展海洋水产养殖、发展海涂圈围成陆地用于开发农业或畜牧业等其他产业。岸线平直、一般位于大河河口两侧；3、淤泥质海岸（muddycoast）4、红树林海岸(mangrovecoast)

分布范围：主要分布在福建，台湾的基隆＼淡水和台北，两广．

特点：红树科目的植物在淤泥质海岸很好繁殖；红树林有利于防浪、消浪、保滩促淤。4、红树林海岸(mangrovecoast)

5、珊瑚礁海岸分布范围：

海南诸岛、台湾、澎湖列岛和两广5、珊瑚礁海岸珊瑚礁海岸

三、我国海岸带环境特征

海岸线的形态变化以及海岸带地貌的演变是海＼陆二者动力作用的结果，所以强烈的太平洋风浪和潮汐＼多边的大陆海岸物质组成和构造＼陆地的地理纬度差异以及长期频繁的人类活动是影响海岸带自然环境的重要因素.

我国海岸带的环境特征:1、灾害性天气频繁

2、大陆与海洋作用强烈

3、人类活动影响显著灾害性天气灾害性天气包括寒潮,台风,暴雨,大雾等.主要是前两者.寒潮定义:是冷空气过境,其温度降低10度以上.台风的定义:在热带海洋上的一种强烈的气旋性风暴.暴雨定义:日降雨大雨50mm.(我国分布不均匀)大风定义和种类(最大风速大雨8m/s)设计海岸工程时特别关注的因素:1.寒潮的破坏性北方海岸工程所特别关注的2.台风的破坏性------风暴潮台风的破坏性台风的破坏性2、大陆与海洋作用强烈

海岸建筑物许重点考虑的因素:1）陆相作用因素:泥沙

我国主要河系年平均径流量为1.6亿方,泥沙17.5亿方,6亿溶解物.2）海相作用因素:潮汐、风浪和涌浪、海啸3）其他因素：气候、海域地形、入海河流等黄河口3、人类活动影响显著人类活动对上游流域的影响：径流和入海泥沙实例：黄河长江海岸工程对海岸带的影响建港、丁坝、挡潮闸、围垦实例：钱塘江、长江口深水航道整治、大小洋山等等钱塘江口围垦上海国际航运中心上海国际航运中心四、海岸带资源B、物质资源淡水资源、海水资源、海洋生物资源、植物资源、矿石资源、海洋能资源A、空间资源海域————用于建设港口：深水深用，浅水浅用土地

C、环境资源旅游资源、自然保护区青岛第一海水浴场第二节海岸线冲淤变化的影响因素海岸工程建筑物设计必须特别关注的几个因素1.长期因素：海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退。2.短期因素：波浪、沿岸流、潮流、人类活动等一、海平面上升起因：温室气体过度排放现状：２mm/y，未来危害：１００年升２０cm以上，预测今后１００年海平面上升至５０～２００cm.危害：１．原来海平面以上的陆地受冲刷而消失．有些地方海平面上升引起的冲刷要比直接淹没的陆地数量大的多．２．将引起低地排水困难，陆地容易形成内涝，咸水沿江河上溯能力增强，土地盐碱化，河床抬高，影响航运．危害实例：荷兰、上海等将受淹没海平面上升将成为我们海岸水利工程技术人员和其他相关研究人员重要研究内容．二、波浪作用以及沿岸流

泥沙运动方式：横向和沿岸导致海岸变化形式：横向运动引起的岸滩剖面变化一般表现为泥沙在离岸区和岸边之间来回往复搬运，岸线也是在平均岸线之间周期性摆动．

研究的难点：波、流相互作用下的泥沙运动机理一般需要通过物理模型目前数学模型有困难三、潮流作用潮流动力对于淤泥质平缓海岸起了重要的作用，其可以引起大规模的泥沙水平搬运，特别是在波浪掀沙情况下．所谓波浪淘沙，潮流输沙实例：江苏苏北海岸的动力环境就是这中．其潮差打５．５米，流速达２米／s四、人类活动影响海岸侵蚀

人类工程活动对沿岸的波浪＼水流和泥沙运移将产生不同程度的影响，导致岸滩剖面改变＼岸线调整或者岸滩冲淤平衡．1.修建丁坝

在有沿岸泥沙运动的海岸修建丁坝或干扰海岸的冲淤积黄骅港2.围海工程

围海会显著改变当地的海域流场，若规划不当，很容易破坏当地附近的岸滩平衡，原来的地貌形态和底质分布发生改变，还可能使局部生态环境恶化．导致某些水产资源的衰退甚至灭绝．实例：胶洲湾５０年内围垦１２０多平方公里，是湾内纳潮量减少导致青岛港口淤积，航道发生萎缩和西移．3、无序开采海岸带资源无序开采海岸带资源将导致海岸动力的改变，影响整体海岸的演变。案例：采沙、采珊瑚礁

1.3我国海岸防护和围海工程现状海岸防护：保护海岸线免遭波浪，水流的侵蚀和防止风暴潮对滨海地区的袭击。具体工程包括：海堤、护岸和保滩促淤等工程。１、海堤

在浙江也叫海塘，比较著名的钱塘江海塘。工程实例：一期北导堤工程设计

在北导堤堤身设计中，采用了大型土工布充砂袋堤心、模袋砼压顶等创新结构。这种结构运用在长江口地区尚属首创。护底软体排成套施工工艺２、保滩促淤工程

定义：

防止岸滩被波浪、水流淘刷、促使泥沙在海堤前滩面上落淤、达到保滩有保堤的目的。（保堤必先保滩）

具体工程措施：丁坝、顺坝以及植物保滩等保滩护岸促淤工程实例子：

1992年，位于外高桥长江口南岸边滩的上海船舶油污水处理厂吹填造地工程，首次采用了大型编织袋充填砂筑堤的技术，经实践表明，相比于抛石堤它在造价、进度上均有较大优势。由此，土工织物开始被大量用于长江口堤坝工程中，抛石软体排护底取代了传统的抛石柴排护底，大型充填袋装砂筑堤取代了抛石堤，堤身结构的反滤及防渗材料也逐渐由土工织物所取代，土工织物得到了大量应用，积累了宝贵的设计经验。丁坝护滩大米草促淤护滩海岸工程学2012年2月李俊花第二章海岸动力因素波浪(wave)潮汐(tide)

2.1波浪一、理论波浪要素2-1波浪要素2-1BasicPartsofaWavewavebase=1/2wavelength波基面wavelengthcresttrough不同水深的波浪运动

½波长的意义波浪破碎碎/激浪带破浪带冲浪带波浪侵蚀海蚀洞海蚀穹/拱海蚀柱二、设计波浪平均波高（）：工程上常用的波高包括：累积频率波高（）：1/10大波（）：有效波高（）：设计波浪：在确定波浪对各种不同类型海岸工程建筑物的作用力时，定义的一个合理的代表意义的波浪要素。设计波浪的波浪要素中最重要的是波高。累积概率（F）波高（HF）：实际海面上不规则波列所出现的概率F对应的波高。例如1000个波浪，按波高依次排列，其中第10个（累积概率为1%）波高，则称为累积概率1%波高，并记为H1%,余类推。1/10大波：波群或观测的全部波浪中，按波高大小的顺序，就相当于总数的1/10的大波及对应其波高的周期，进行平均得到的波浪，并以H1/10和T1/10表示。(所有的波高由大到小排列，取前面的十分之一来做平均的波高)

有效波或1/3大波：波群或全部观测记录中，按波高大小顺序，就相当于总数的1/10的大波及对应其波高的周期，进行平均得到的波浪，称为有效波，并以H1/3

或Hs和T1/3或Ts表示。

几种常见的换算关系：2.2潮汐潮汐定义：海水在天体引潮力的作用下所产生的周期性运动。习惯上将海水铅直向涨落称潮汐，而海水在平方向的流动称潮流。

一、潮汐要素潮汐的要素潮汐要素示意图高潮：潮汐升降的一个周期中，海面升至最高时称为高潮；低潮：海面降至最低时称为低潮。潮差：相邻高潮与低潮的水位高度差称为潮差。平潮和停潮不同的潮汐类型半日潮日潮混合潮二、设计潮位（水位）定义：设计潮位是指港口水工建筑物在正常使用条件下的潮位（水位）。海岸工程中的设计潮位包括：设计高水位、设计低水位；极端高水位和极端低水位。设计高（低）水位计算：1）设计潮位的标准设计高水位应采用高潮累积频率10％的潮位，简称高潮10%；设计低水位应采用低潮累积率90％的潮位，简称低潮90%。

2）资料年限应有多年或至少完整一年逐日每小时的实测潮位资料。3）设计潮位的推算方法设计潮位的推算采用绘制高潮或低潮累积频率曲线。高潮或低潮累积频率统计步骤：1、从潮位资料中摘取各次的高潮或低潮位值，统计其在不同潮位极内的出现次数，潮位级的划分采用10cm为一级；2、由高至低逐级进行累积出现次数的统计；3、各潮位级的累积频率为年或多年的高潮或低潮总潮次除各潮位级相应的累积出现次数。4、在方格纸上以纵坐标表示潮位，以横坐标表示累积频率，将各累积频率值点于相应潮位级下限处，连绘成高潮或低潮累积频率曲线，然后在曲线上摘取高潮10%或低潮90%的潮位值。高潮和低潮累积频率曲线

高潮或低潮的累积频率曲线：根据规范规定，当设计上采用这类曲线时，常取用高潮累积频率为10％所对应的潮位作为设计高水位，低潮累积频率为90％所对应的潮位作为设计低水位。极端高（低）水位计算：l）极端潮位的标准我国《海港水文规范》中规定，采用年频率统计的方法推求50年一遇的高、低潮位作为极端水位。2）资料年限为了确定极端高、低水位，在应用频率分析方法进行统计分析时，要求应具有不少于20年的年最高、最低潮位实测资料，并须调查历史上出现的特殊水位。3）极端水位的推算方法A、年频率统计的方法B、资料中有特大值时设计高潮位的推算方法C、资料短缺情况下设计高潮位的推算海岸工程学2012年2月李俊花海堤（Seadyke）第三章海岸防护工程3.1海堤（Seadyke）定义：在河口、海岸地区，为了防止大潮的高潮和风暴潮的泛滥及其伴随风浪的侵袭造成土地淹没，在沿岸原有地面上修筑的一种专门用来挡水的建筑物。斜坡式海堤直立式海堤海堤规划和布置原则：1、统一规划、综合利用2、注意生态环境3、多方案比选4、堤轴线避免过多曲折5、海堤设计标准按实际用途和当地地质情况合理确定海堤设计需要解决的三个问题：一、水文动力要素的确定二、结构的确定三、地基的处理水文动力要素的确定:1、海堤设计标准2、设计潮位的确定3、设计波要素的确定专业基础：工程水文学一、海堤设计标准1、海堤设计标准：海堤不利情况下潮位和波浪的设计组合标准。2、设计标准确定依据：首先根据其保护对象的重要性和被保护的人口或土地面积,确定海堤的防潮标准，根据防潮标准将海堤划分为不同的等级,然后按不同等级计算决定一定累积频率和重现期下的潮位和波浪值.3、海堤设计标准的确定《海堤工程设计规范》（SL435-2008）Step1：确定海堤工程的防潮标准表4.2.3.1.1防护对象与海堤工程防潮（洪）标准Step2：海堤工程的级别Step3：根据海堤工程的级别计算设计高潮位1~3级海堤工程的设计潮位，按频率分析的方法统计计算；4级和5级海堤工程的设计潮位，可根据海堤所在位置，由临近潮位测站设计潮位结果内插确定；

位于河口区的海堤工程，应将潮位频率分析计算结果与设计潮位水面线分析计算结果进行比较，选取较高值作为设计潮位值；我国规范规定设计重现期的高潮位值采用频率分析的方法确定。应具有不少于连续20年的年最高潮位资料，并应调查历史上出现的特高潮位值。

注意：Step4：波浪的设计标准

波浪的设计标准包括：1）设计波浪的重现期：指的是某一特定波列的波浪平均多少年出现一次，代表波浪要素的长期（几十年或上百年）统计分布规律。2）设计波高的波列累积率：指的是某一波要素在实际海面上不规则波列中的出现概率，它代表波要素短期（几十分钟）的统计分布规律。1）设计波浪的重现期；2）设计波列的累积频率。1）设计波浪的重现期设计波浪的重现期宜采用与设计高潮位相同的重现期。2）设计波列的累积频率对于直立式、斜坡式海堤护面的强度和稳定性计算，设计波高（）的波列累积率按下表采用：《海港水文规范》的规定根据《海港水文规范》中规定：在进行直墙式、墩柱式、桩基式和一般的斜坡式建筑物的强度和稳定性计算时，设计波浪的重现期应采用50年。斜坡式护岸等非重要建筑物，破坏后不致造成重大损失者，其设计波浪的重现期可采用25年。对于特殊重要的建筑物，如海上灯塔等，当实测波高大于重现期为50年的同一波列累积频率的波高时，可适当提高标准，必要时可按实测波高计算。重现期标准：反映海堤的使用年限和重要性。累积频率标准：

反映潮位或波浪对不同类型海堤或不同部位作用的不同性质。举例：不同部件，不同结构对波浪敏感性不一样，视设计构件取不同标准。

重要海堤---潮位和波浪都采用比较长的重现期;直立式海堤---对波浪特别敏感斜坡式海堤---容易修复海堤设计标准其它考虑因素：A、考虑几年后海堤导致环境的改变。B、不同海堤的材料组成。

土堤和石堤C、设计波浪作用于海堤上的延续时间不同，应对应不同的标准。

举例:是否允许越浪,怎么考虑.二、设计潮位计算1、设计高潮位的推算设计高潮位由年最高潮位频率计算法确定概念：重现期（T）：大于或等于某一潮位的潮水在较长时期内重复出现的平均时间间隔，常以多少年一遇表达。如：潮位h50的重现期为50年。含义是指：在很长一段时间内出现大于或等于潮位h50潮水的平均时间间隔为50年。频率（P）：大于或等于某一潮位出现的频率。二者的关系：T=1/P安全率：假定海堤的设计使用年限为N年,则在使用年限内出现的潮位都小于hT

的几率为：F=(1-P)N危险率：F为安全率。而在海堤使用年限内可能遭遇hT

的危险率为：q=1-(1-P)N例：假定海堤的使用年限为50年，设计潮位h50的重现期为50年，那么海堤不遭遇潮位h50的安全率为多少？遭遇的危险率为多少？F=(1-P)N=(1-0.02)50=36.4%解：P=1/T=1/50=0.02q=1-(1-P)N=1-(1-0.02)50=63.6%资料要求：根据港口水文规范，最高潮位频率需要20年以上的连续年最高潮位资料。计算方法：A、极值I型分布（耿贝尔分布）B、PIII型分布(主要应用在受潮汐影响的河口地区)A、极值I型分布（耿贝尔分布）Step1：n年高潮位平均值Step2：年高潮位均方差Step3：与不同年频率P对应的高潮位hp,Step4：实际测量的经验频率点2、资料中有特大值时设计高潮位的推算方法把n年的资料放大至N年的资料，计算其平均值、均方差以及与年频率P（%）对应的高潮位hpStep1：高潮位平均值Step2：年高潮位均方差Step3：与不同年频率P对应的高潮位hp,Step4：实际测量的经验频率点3、资料短缺情况下设计高潮位的推算方法：“极值同步差比法”求设计高潮位资料要求：当地5年潮位资料和邻近水域20年以上潮位资料.条件：邻近点与工程点之间应到满足潮汐性质相似、地理位置相近、受河流径流影响相似和受增减水影响条件相同。原理：假定两地相同重现期的设计高潮位与平均海平面的差值同两地的年最高潮位平均值与平均海平面的差值成正比。h表示设计高潮位，A表示多年平均海平面，R表示同期各年的年最高潮位平均值和平均海平面的差值，x为为已知点，y为未知点。三、设计波浪计算波浪的设计标准包括：（1）设计波浪的重现期（2）设计波列的累积频率对于不同的设计内容应采用不同的设计波浪标准。1、波列累积频率计算(反映十几分钟的波浪资料统计分析,包括波高\周期累计频率)计算步骤:(1)根据固定位置测波仪实测的波浪资料,按上跨零点法连续100~150个波的波高值.(2)将波高Hi从大到小排序,共有大小不同的波高m个,计算每一波高出现的次数ni,计算波浪系列的平均波高N为系列中所有波高总数(3)计算相对波高即模比系数K(4)以适当的组距将系列分成若干组,计算每组上下限所对应的波高.(5)统计各统计各组波高的出现次数,这里统计的次数是每组内(6)将各组波高的出现次数除以总次数N，得到各组波高出现的区间频率(7)由于某一区间频率代表这区间中各种波高出现的总频率，假定区间内任何一个波高出现机会彼此相同，则代表着区间内各波高出现的频率。绘制概率密度曲线：以相对波高和平均频率为坐标。(8)绘制波高累积频率曲线。先推求波列中大于等于某一波高的累积频率。然后以累积频率和相对波高为坐标，绘制并拟合得到累积频率分布图。深水区波高频率分布（Rayleigh分布)：即浅水区波高频率分布格鲁霍夫斯基分布：即以此可以推算不同累积频率下的波高2、设计重现期的推算资料：20年以上的波浪实测资料，分方向。方法：PIII型分布计算步骤:（1）收集处理数据，需要20年以上的资料，一般用分方向的某一累积频率的波高年最大系列进行频率分析。确定不同重现期的设计波浪，每个方向将此方向左右共22.5度角度内的波浪作为统计波高。统计的波高样本以某一方向的年最大值，用显著波高计算.（2）根据实测数据从大到小排列波高，计算经验累积频率P(3)利用PIII曲线拟合:A、n年最大波高平均值B、n个波高Hi均方差相对于平均波高的均方差称为离差系数ki为模比系数C、偏态系数D、PIII曲线的累积频率函数和分布函数：其中计算累积频率E、绘制波高累积频率图海岸工程学2012年2月李俊花四、海堤断面型式斜坡式陡墙式混合式海堤

海堤断面型式按海堤临水面外形特点来区分,海堤可以分为斜坡式海堤断面图这是最常用的断面型式，主要为梯形断面。护面（外坡）防浪墙堤身内坡海测1、斜坡式海堤1.斜坡式

B.护坡种类-----干砌块石或条石、浆砌块石、抛石、混凝土预制板、现浇筑整体混凝土、沥青混凝土、人工块体、水泥土和草皮护坡。C.特点-----迎水面坡度缓慢、稳定性好、堤前反射小；堤身宽度大，地基应力引起的堤身变形适应性强，便于修复。D.缺点------波浪爬高大；在滩地高程比较低的情况下，由于施工时候往往要求先堆土方、后做护坡，容易导致土方流失。所以常应用在小潮高潮位以上的高滩围垦海堤工程A.形式-----坡度小于45度,堤身以土料填筑为主,迎水面设护坡.防浪墙：设置位置：设于堤顶外侧与边坡顶部相接砌筑结构：干砌石勾缝，浆砌石，混凝土防浪墙作用：节省工程量，减轻堤身对地基的荷载，防止或减小越浪斜坡式海堤分类：单坡指坡度自上而下只有一种；

折坡指坡面有一折点，折点的上、下为两种不同的坡度；

复坡是在坡面的某一高程上设置平台，构成复式斜坡。复坡的平台高程一般在高潮位附近。有利的方面包括：堤身稳定、对坡面上的波浪爬高有比较大的影响注意点：平台转弯角度出的波能集中处要加强防护措施。复坡式海堤断面图2、陡墙式海堤2.陡墙式B.优点-----断面小，土方量少；施工中以石方掩护土方，减少土方流失，适用于小潮低潮位附近、滩面高程比较低的围堤工程；爬高小。C.缺点-----地基应力集中，地基要求高。(一般在基床上）；波浪反射大，以立波为主，时常引起底流速增大易产生堤角冲刷；堤前有破波，波浪力作用强烈，对堤身破坏性大；破坏以后难修复。A.形式-----坡度大于45度,迎水面采用块石和条石.后方以土料填筑为主，分布于浙江舟山为主。3、混合式海堤

混合式海堤的迎水面由陡墙及斜坡混合组成。混合式B.特点-----前两种海堤兼有。A.形式-----迎水面由陡墙和斜坡组成，2种主要形式（1）迎水面上部斜坡，下部陡墙，陡墙顶在平均高潮位附近。（2）迎水面下部斜坡式抛石棱体，上部陡墙，棱体顶在平均高潮位附近。海堤断面型式确定应考虑的因素（1）海堤型式的确定应根据水文地质、材料来源、施工条件等具体情况综合考虑，进行方案比较，选定经济、合理的结构型式。（2）一般情况下地质条件较差、堤身相对较高的堤段，海堤断面宜选择斜坡式；地基条件较好、滩涂面较高的堤段，或者有软弱土层存在，但经地基加固处理后在经济上合理的堤段，海堤断面宜选择陡墙式；地质条件较差、水深大、受风浪影响较大的堤段，海堤断面宜选择混合式。五、海堤基本断面的确定1堤顶高程2堤顶宽度3堤身边坡1堤顶高程

定义：堤顶高程是指海堤沉降稳定后的高程。对于设有防浪墙的海堤，堤顶高程则是防浪墙顶面的高程，但防浪墙必须稳定、坚固。

方法：堤顶高程有潮位和波浪的重现期和波列累积频率确定，具体确定方法：

堤顶高程具体确定方法注：堤顶高程需高出设计高潮位1.5~2m。堤顶安全加高值

堤身顶面高程的确定堤身顶面高层有两层含义：一是指防浪墙顶面；二是指堤身断面顶面（不计防浪墙）。堤身断面顶面高程应高出设计高潮位0.5;且不得低于设计高潮位0.5m.

堤身预留沉降量海堤竣工后还会发生固结沉降，为保证设计高程，在设计时需预留沉降量。沉降量包括堤身沉降量和堤基沉降量，一般压实较好的海堤，根据经验沉降量可为堤高的3%～5%，一般在筑堤竣工验收后5～10年沉降基本完成。对于堤身较高、建筑在软基之上、无法压实或压实较差的土堤，沉降过程较长且沉降量较大，对这些条件下的海堤要计算沉降量。2、堤顶宽度

定义：除去防浪墙后的净宽度。

考虑因素：自身稳定、地基稳定、防浪防渗要求、施工和防汛抢险要求。堤顶宽度一般不小于3～4米，重要的围垦工程4～6米。一般双向交通堤顶公路的堤顶宽度可定为8米。杭州湾戚家墩至金山嘴一段海堤，因与沪杭公路结合，顶宽达20米以上。堤顶宽度的取值可参照下表:一般尺寸：淤泥质海岸也可取6～8米。重要海岸可以再增加。如上海石化总厂海堤，堤顶宽度达到10米左右。对于兼作公路的按公路标准设计。3堤身边坡考虑因素：断面型式、护坡类型及材料、堤身材料、波浪作用情况、地基条件及施工条件海堤内外边坡的初步确定海堤护坡类型外坡坡比内坡坡比斜坡式海堤干砌块石护坡1:2~1:3:水上（粘性土）:1.5~1:3.0（砂性土）1：3.0~1：5.0:水下海泥惨沙1：5~1：10山土/砂壤土1：5~1：7浆砌块石混凝土护坡1:2~1:2.5抛石护坡不小于1:1.5人工块石护坡1:1.25~1:2.0陡墙（防护墙）1:0.2~1:0.7混合式参照块石护坡和陡墙确定堤身边坡确定过程:首先根据海堤内外边坡的材料初步确定海堤的坡面,然后进行稳定和风浪爬高实验,以确定合理的海堤边坡.在进行内边坡坡度设计时候,对于干砌块石护坡、浆砌块石混凝土护坡等,其边坡可以参考外坡并适当加陡.无护面的土堤：粘土1：2~1：3砂质海堤1：5~1：15江苏如东地区为1~25：1~35一对矛盾：

减小坡度（1：1.5~1：2.0），增加了波浪爬高；放缓坡度，增加工程量。六、海堤的构造1堤顶及防浪墙2护坡3护坡垫层4护坡基脚5防护墙1堤顶及防浪墙堤顶：要结合实际分成几种情况（1）有公路要求情况下，要结合公路设计要求（2）无公路要求，需要考虑雨水和浪花的冲刷，需要有防护措施。（包括三合土、碎石盖面保护、混凝土板）（3）堤顶护面向内坡侧倾斜，坡度为2%~4%，在内坡及内坡平台上设置排水系统。（1）位置：一般安置在堤顶外侧，特殊情况下在内侧。防浪墙：（2）构成：由块石、条石干砌或浆砌、预制混凝土块。（3）主要经验尺寸：

高度0.8~1.2m,底宽是0.8~1.2m，顶宽是0.6~1.0，引水面为直立或弧形，背水面坡度：1：0.2~1：0.5

入土深度不小于0.3m护坡的主要作用：保护堤身填土免受风浪、潮流的冲刷，同时防止雨水的侵蚀.2护坡护坡基本要求：A

在波浪潮流作用下，护坡能够稳定安全，因此要有足够的重量和厚度B护坡下设置反滤层或者过度层防止因堤内渗流而流失堤土C要有足够的保护范围D因就地取材、施工简单、便于维修、造价经济护坡种类A块石（抛石，干砌和浆砌）B混凝土块体C沥青混凝土D人工块体E水泥土、草皮等常用护坡方法的设计：A干砌块石，浆砌块石干砌块石优点:柔性好,能适应堤身变形,对于堤身土流失形成局部掏空能即时发现。干砌块石缺点:整体稳定性差,抗御风浪和潮流能力差,渗流和波浪作用下堤身易流失堤土.浆砌块石优点:整体稳定性好,抗御风浪和潮流能力强浆砌块石缺点:柔性差,局部沉降回引起护面塌陷而破坏,同时护面空隙小,波浪爬高也相应增加.单个块石重量的初步确定，浆砌块石设计变形缝和排水孔的要求，混凝土标号要求。单个块石重量的初步确定:(1)单块体重量参考海堤设计部分(2)同时满足最小厚度不小于30~40cm浆砌块石设计变形缝和排水孔的要求:(1)变形缝间距10~15cm(2)排水孔终横间距2~3m混凝土标号要求:(1)一般用10号混凝土砂浆砌筑,15号水泥砂浆勾缝,块石间砌缝宽度2~3cm(2)混凝土灌砌石护面,在块石间缝灌100号小粒径混凝土,同时块石间砌缝宽度不小于混凝土骨料最大颗粒的2~3倍.注意:C10号混凝土含义是轴心抗压强度为5.0MpaC20号混凝土含义是轴心抗压强度为10.0MpaB.混凝土板类型:预制和现浇现浇＿＿＿＿需要考虑变形

尺寸:5m*5m～20m*20m

厚度：15~40cm

块体连接：沥青混凝土预制平面形态:正方形和长方形

尺寸:0.5m*0.5、1.0*1.0m

厚度：15~20cm

块体连接：搭接式、舌榫式，其中舌榫式要好于搭接式。D.水泥土护坡早期应用在公路，土石坝建设上，主要考虑到当地无石料．实例：秦淮新河的护坡主要技术考虑：水泥含量的控制７％～１５％．C.人工块体类型:四角空心方块、栅栏板上海周边的海堤、舟山北部岛屿栏栅板护面3护坡垫层A、反滤层作用:防止堤身土的在波浪渗流作用下流失，并且做护面基础。基本经验:粒径3~5cm的碎石作为粘土填筑的土堤层材料,厚度不小于20~30cm.自然级配的石渣作为过渡层,石渣片长度小于15cm,厚度不小于50cm;对于砂性土的堤身,过滤层厚度应当适当增加到60~80cm由2或3层无粘性材料组成,粒径从堤内向堤外逐渐增大.国内:表示反滤层不能太粗表示反滤层不能太细B非粘性土堤的反滤层设计美国:在抛石护坡与堤身之间设置反滤层在最大波高<1.２m,D85反滤层材料>=2.5~3.8cm,

最大波高<3.0m,且>1.2m时候,D85反滤层材料>=3.８~5.0cm,规律：波高大,反滤层粒径比较粗,厚度大.

问题:D15的意义：颗粒分布曲线的百分数，是小于某粒径的重量百分比。D15反滤层材料粒径d85被保护层粒径单层设置(美国):在最大波高<1.２m,最小厚度为15cm在最大波高＞1.２m,且＜２.4m最小厚度为23cm在最大波高＞2.4m,且＜3.7m最小厚度为30cm前苏联:不均匀系数层间系数俄罗斯:对于本层内的材料:不均匀系数当波高大于2m时候,层间系数要求反滤层不能太粗垫层材料要求:含粘土颗粒(<0.005mm)30%以上,塑性指标>=7,含水量大于塑限的粘性土壤,最底垫层的不均匀系数C粘性土堤的反滤层设计反滤层颗粒组成:总体而言粘性填料颗粒要求细,不均匀系数大.粘土与反滤层接触面允许剥蚀时,填料颗粒的粒径<=6~8mm;粘土与反滤层接触面不能有剥蚀时,填料颗粒的粒径<=2~3mm;D土工布材料的应用

见土工材料规范p9/p45是很好的材料,目前很多工程采用,可以省20~30cm的砂砾过度层.要注意防止破坏.因此在护面与土工布直接用细砂覆盖，厚度15~20cm。和孔径选择不过要注意：计算稳定时候,除了沿圆弧滑动验证外，还需要沿土工布的抗滑稳定验算。4护坡基脚主要作用:支撑护坡体,防止其沿堤坡面发生滑坡,同时保护坡脚,免受波浪作用下可能出现的强烈冲刷.三种基本结构型式:A、埋入式;B、抛石棱体;C、桩石基脚对于滩面比较高,护脚可以采用”埋入式”,相反情况,可以采用抛石棱体\或者用柴排压石护滩,适当提高护坡高程。桩石基脚5防护墙（陡墙式海堤）防护墙体的设计:作用:

主要承受波浪和水流的冲刷,保护墙后的堤身填土,起到海堤护面的作用,同时有时承受来自堤身的土压力，维持堤身土体的稳定.防护墙底宽一般不小于1/2墙高，顶宽0.8~1.2cm;坡度1:0.3~1:0.5,内部用干砌块石,外部用干砌条石,面层的条石尺寸一般20*25*65~30*30*80cm;防护墙的顶部同防浪墙连接成整体,墙底下应设砂垫层,墙后与填土间设置碎石或石渣过渡层,厚度为0.6~1.0m.七、海堤设计2护坡计算1波浪在堤坡上爬高计算3防护墙稳定计算4防浪胸墙稳定计算5海堤抗滑稳定计算6地基沉降计算7软土地基加固8海堤防渗和堵漏海岸工程学2012年2月李俊花七、海堤设计2护坡计算1波浪在堤坡上爬高计算3防护墙稳定计算4防浪胸墙稳定计算5海堤抗滑稳定计算6地基沉降计算7软土地基加固8海堤防渗和堵漏爬高计算的目的：确定堤顶高程（非常重要）1、波浪在堤上爬高计算波浪爬高概念：波浪爬高示意图波浪爬高是指波浪沿建筑物上爬的高度，自静水位起算，向上为正。A海堤工程技术规范B港口工程技术规范C复式断面爬高计算D堤前有压载时的爬高计算A海堤工程设计规范（1）单一坡度海堤在正向规则波作用时适用范围：坡度1：1~1：5,堤前水深1.5~5.0H,堤前水底坡度小于1/50R——波浪爬高，从静水位算起，向上为正；H——波高；K△——糙渗系数；R1——K△=1、H=1m时波浪爬高；式中：式中：（2）在风直接作用下，单一坡度的斜坡式海堤正向不规则波的爬高上述得到的波浪爬高仅仅是R1%，若要计算不同波列累计频率情况i%的爬高，则需要将R1%乘以换算系数。RF=KF×R1%斜向入射波的爬高当波浪以斜角行近建筑物时候，爬高值应该乘一下系数。B港口工程技术规范特点:应用范围大;坡度0~20,波坦L/H=10~50,相对水深d/H=2.5~25.

除了给出爬高的计算外，还有落深和爬落幅度的计算方法。且采用函数关系，方便电算；正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和回落正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和回落

是糙率系数是=1,H=1m时候波浪爬高或降深,与斜坡数m有关

与斜坡的m值有关的函数；爬高函数；相应于一定的d/L时候爬高或者落深的最大值爬高函数落深函数C复式断面爬高计算（堤防规范）对于带有平台的复坡，可以先确定断面的折算坡度，然后按照折算坡度的单坡近视计算其爬坡。上、下坡度一致上平下陡下平上陡应用在平台在静水位附近。堤坡断面均为斜坡，对于上下断面中含陡墙的不适用。上述计算公式的使用范围是:m(上)=1~4m(下)=1.5~3Dw/L=-0.067~0.67B/L<=0.25D堤前有压载时的爬高计算计算步骤:先计算无压载条件下的爬高;将所得爬高值乘以压载修正系数;当dw/H<=1.5,M<=1.5时候,还要考虑dw的影响.

计算公式多，但是不系统，不完善，有一定的适用范围，对带平台的斜坡，平台下为陡墙的研究比较少，不能满足实际工程需要。常常需要通过物理模型试验确定爬高。问题：越浪量计算

海堤越浪现象：指海堤受到大的风浪袭击时，因浪高超过堤顶高程导致部分水体越过堤顶进入内坡的现象。通常用越浪量作为计量、评价和控制参数。

定义：海堤越浪量：指1m单位宽度海堤上每秒钟波浪翻越海堤的水量。其单位为一般海堤在设计波浪作用下都允许有少量越浪。对于部分不允许波浪越过堤顶的斜坡堤，需通过对越浪量的计算进行校核堤顶高程。

《海堤工程设计规范》（SL435—2008）推荐公式1、斜坡顶无胸墙时，越浪量的计算1:m顶部无胸墙的斜坡式建筑物经验系数A、B护面结构影响系数2、斜坡顶有胸墙时，越浪量的计算B——经验系数，查表确定顶部有胸墙的斜坡式建筑物

允许越浪量：允许越浪量根据海堤表面防护情况按《规范》中表6.6.2取工程实例（一）防潮标准：采用百年一遇作为计算防潮标准（二）海堤型式：斜坡式，岸顶高程4.5m，陡墙式混凝土防浪墙。迎海侧护面为栅栏板护面，坡度比1：2，底部干砌石，碎石垫层，抛石基层，堤顶钢筋混凝土护面，宽9m。（三）堤顶高程复核和越浪量复核计算参数

百年一遇高潮位hP=3.10m

风速VZ=34.5m/s

风区长度D=1333m

安全超高A=0.5m，允许越浪堤前水深d=hP-h滩=3.1-（-0.2）=3.3m

波高累积频率F%=1%

现状堤顶高程Ha=4.5m

现状防浪墙高程H=5.4m堤顶高程复核式：ZP=hP+RF+A1.设计波浪推算：由当地风场要素推算波浪要素波浪要素计算(由已知的风速V、风区长度F和水深d,确定稳定状态的风浪要素平均波高H和平均波周期T)特征波：2.波浪爬高栅栏板护坡糙渗系数KΔ取0.49风速系数KV根据V/C查表取1.28计算出栅栏板护坡的波浪爬高：R1%=1.8采用正向不规则波的爬高计算公式3.堤顶高程复核允许越浪时，堤顶高程：ZP=hP+RF+A=3.1+1.8+0.5=5.4m4.越浪量核算根据护面情况，允许越浪量为0.05B为经验系数=0.45，KA为护面结构影响系数=0.5计算越浪量为：防浪墙顶高程勉强满足要求。计算越浪量<允许越浪量，满足允许越浪量要求。主要设计内容A砌石护坡厚度计算

(1)《港口工程技术规范》法

(2)裴什金法

(3)《海堤工程设计规范》法B稳定重量计算

(1)单个块石或人工块体稳定重量计算(2)护底块石稳定重量计算C护面混凝土板厚度计算2护坡计算A砌石护坡厚度计算

(1)《港口工程技术规范》法（海港水文规范P738.2.9）注意《海港水文规范》中公式的使用范围包括坡度、相对水深和波坦坡度m:1.5~3堤前相对水深d/H:1.5~4波坦L/H:10~25海港水文规范还提供了斜坡式建筑物的干砌条石护面的厚度公式。计算波高取值：

当，H取H4%,当H取H13%.使用范围:1.5<=m<=5A砌石护坡厚度计算

(2)裴什金法—《堤防规范》中采用,结果比较适中系数取值K,干砌块石0.266H的取值d/L>=0.125,H4%,<0.125H13%注意：裴什金法也可以用在浆砌块石厚度，不过浆砌块石厚度计算时,H均取H13%.干砌块石护面A砌石护坡厚度计算

(3)《海堤工程设计规范》法（P113）干砌条石A砌石护坡厚度计算

(3)《海堤工程设计规范》法（P113）算例人工块体或块石护面层厚度计算

层数：2~3层先计算稳定块体重量，再计算厚度，便于图纸上标明厚度人工块体的个数计算：空隙率：颗粒物料中，颗粒与颗粒间的空隙体积与整个颗粒物料层体积之比。（1）单个块石或人工块体稳定重量计算B稳定重量计算容许失稳率表示静水面上下一个波高范围内，容许被波浪打击移动和滚落的块体个数所占的百分比公式适合应用于不越浪的情况.材料：经过分选的块石、异形块体注意：在破波区域的块石重量应当适量加重,可以比计算的重量增加10%~25%,另外在堤头的块体重量也要增加.护面垫层块石的重量可取护面块石稳定重量的1/20～1/10（2）护底块石稳定重量计算B稳定重量计算（2）护底块石稳定重量计算护底块石的稳定重量，可根据堤前最大波浪底流速确定与最大波浪底流速为2m/s、3m/s、4m/s和5m/s相应的护底块石重量为60kg、150kg、400kg和800kg。

B稳定重量计算1、斜坡堤前最大波浪底流速（近破波）C护面混凝土板厚度计算使用范围：斜坡坡度m=2~5栅栏板厚度：

斜坡坡度系数m=1.5～2.5时

,栅栏板的厚度按下式计算：d_堤前水深3防护墙稳定计算GPPePu稳定计算内容：A墙身抗倾复稳定性计算B墙身整体沿墙底面或墙身沿各水平缝的抗滑稳定性计算C施工期间，防护墙稳定性D防护墙沿垫层与地基接触面的抗滑稳定E地基稳定计算计算工况A墙身抗倾复稳定性计算B各水平缝抗滑稳定计算抗倾稳定安全系数抗滑稳定安全系数C防护墙沿垫层与地基接触面的抗滑稳定（非粘性土）D防护墙沿垫层与地基接触面的抗滑稳定（粘性土）稳定计算内容：胸墙的抗滑、抗倾稳定计算防浪墙稳定计算工况及临海侧水位计算各种工况下的荷载基本荷载：自重、设计潮位时的波浪压力、土压力特殊荷载：地震荷载以及其它出现机会较少的荷载4防浪胸墙稳定计算抗倾、抗滑稳定计算K的计算详见《海堤规范》附录M允许的安全系数详见《海堤规范》主要荷载：波浪水平力，波浪上托力（参考海港水文规范中的8.2.11）A先按堤前水深和波高确定堤前波浪形态，依次分类确定波压力计算公式B计算海堤前水深的波压力分布，截取作用与胸墙部分的波压力（参考海港水文规范8.1）荷载计算过程：（一）波浪对胸墙的作用及组合

计算波浪对胸墙作用力时，一般波高采用1%波高，波长由平均周期算得

p胸墙上的平均压强及波压力分布高度

（1）无因次参数、按规范《海港水文规范》JTJ213-98公式计算

d1---胸墙前水深（m），当静水面在胸墙底面以下时，d1为负值，

d——堤前水深（m）；

H——设计波高（m）；

L——波长（m）；该参数实际上反映的是防浪墙的位置，包括离水面高度，波浪爬坡高度，及波浪特性-（2）波峰作用时胸墙上平均压力强度按规范《海港水文规范》JTJ213—98公式计算：当

——与无因次参数和波坦有关的平均压力强度

（3）墙上波压力分布高度

——与无因次参数和波坦有关的波压力作用高度系数（4）单位长度胸墙上水平波浪力标准值P（）的计算：（5）单位长度胸墙底面上的波浪浮托力标准值计算

——波浪浮托力折减系数，采用0.7b——胸墙底宽(m) （二）防浪胸墙抗滑、抗倾稳定性验算

（1）沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态设计，按下式计算

——结构重要性系数；

——水平波浪力分项系数；

——波浪浮托力分项系数；

——自重力分项系数；

——土压力分项系数；f——胸墙底面摩擦系数设计值。（2）沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计，按下式计算：

——水平波浪力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩（kN·m）；

——波浪浮托力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩（kN·m）；

——胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩（kN·m）；

——土压力的标准值对胸墙后趾地面的稳定力矩（kN·m）；

——结构系数，取1.25；5海堤抗滑稳定计算（1）海堤稳定计算要解决的问题：（2）重度的选择A浮容重B干容重C饱和容重D浸润线的确定1根据地基强度指标和工程的安全系数，设计海堤。2根据海堤断面，验算稳定性。（3）海堤抗滑计算的工况A总应力法B有效应力法（4）海堤抗滑计算方法海堤地基强度指标和应用范围A总应力法(瑞典条分法)

不考虑土条两侧面的相互作用力B有效应力法淤泥：

天然含水率大于液限,天然孔隙率大于等于1.5的粘性土.６海堤沉降计算概念：初始沉降淤泥质土:天然孔隙率小于1.5,但是大于1.0的粘性土.沉降原因：初始沉降固结沉降固结沉降Ａ初始沉降分层总和法：Ｂ固结沉降S——最终沉降量，mm；n——压缩层范围的土层数；e1i——第i土层在平均自重和平均附加固结应力作用下的孔隙比；e2i——第i土层在平均自重和平均附加应力共同作用下的孔隙比；hi——第i土层的厚度，mm；m——修正系数，一般堤基的m=1．0，对软土堤基可采用m=1．3～1．6，堤身较高、堤基土较软弱时取较大值，否则取较小值。1、首先在防波堤断面上选择沉降计算点的位置，再按作用在基础上荷载的性质，求出基地压力的大小和分布。当基础有埋置深度d时，采用地基净压力去计算地基中的附加应力2、将地基分层。在分层时天然土层的交界面为分层面，同时在同一类土层中，各分层的厚度不宜过大。3、计算地基中土的自重应力分布。求出计算点垂线上各分层层面处的竖向自重应力（从地面算起）。4、计算地基中竖向附加应力分布。根据海堤三角形简化，条形基础上受三角形均布荷载作用。此时地基附加应力系数采用下式进行计算：其中参数式中：

b——基底宽度；

x——计算点距角点距离（取值）；

z——计算点垂线上各分层层面距地面距离。由求出计算点垂线上各分层层面处的竖向附加应力。当时，确定该处深度为压缩层的厚度。5、按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力：由此查得孔隙比6、求第i分层的压缩量。根据第i分层的平均初始应力及初始应力与附加应力之和，得到每层土体的压力增量。于是可得第i分层的压缩量。7、最后将每层的压缩量累加海堤设计算例

地理位置附件某中型企业拟通过填海造地工程建设仓库。工程附近岸线大致呈南北走向，西侧背靠大陆；南有海岛作为屏障，相距约10km。水文极端高水位(重现期50年一遇)4.51m极端低水位(重现期50年一遇)-4.12m设计高水位(高潮累积频率10％)3.22m设计低水位(低潮累积频率90％)-3.01m

拟建工程围堤前沿设计波高：项目水位H1%(m)H4%(m)H13%(m)T(S)L(m)C(m/s)NE极端高水位4.934.934.7011.7089.37.63设计高水位3.923.923.9211.7080.26.85E~ESE极端高水位4.774.323.8012.1092.57.65设计高水位3.923.923.7012.1083.06.86备注1.重现期为50年一遇

地质：场地内岩土层可分为7大层，自上而下依次为：

1、全新统海积层（Q4m）①：根据颗粒组成差异可细分为：a.淤泥质粘土（Q4m）（1a）：呈深灰色，主要由粘、粉粒组成，质较纯，局部夹薄层粉、细砂或含砂较多。该层标贯试验大多产生自沉现象（<1击），仅少数实测击数2～5击，呈流～软塑状，属高压缩性软弱土，力学强度低，工程性能差。b.淤泥混砂（Q4m）(1b)：呈深灰色，主要由淤泥和中、粗砂混合而成，含淤泥约60～90%，局部夹薄层粉、细砂或含砂较多；富含腐殖质，味臭；饱和；该层标贯实测击数2～7击，呈流～软塑状,属高压缩性软弱土，力学强度低，工程性能较差。2、上更新统海陆交互沉积层（Q3m-al）②：根据颗粒组成差异可细分为：a.砾砂（Q3m-al）（2a）：呈浅灰、灰色，主要由粗、砾粒组成，含泥约15%，局部含卵石，直径一般约2～3cm，最大约4cm，饱和；该层标贯实测击数12～25击，呈稍～中密状，属中压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。

b.淤泥质粘土（Q3m-al）（2b）：呈灰黑、深灰色，主要由粘、粉粒组成，质较纯，局部夹薄层粉、细砂或含砂较多；该层<15m段标贯实测击数4～11击，>15m段标贯实测击数7～16击，呈软～可塑状，属中～高压缩性土，力学强度较低，工程性能较差。3、上更新统冲洪积层（Q3pl-al）③:根据颗粒组成差异可细分为：a.粉质粘土（Q3pl-al）（3a）：呈浅黄、灰白色，主要由粘、粉粒及砂砾粒组成，含砂砾约30～40%，局部夹碎石，直径一般约2～3cm，最大约8cm；该层标贯实测击数16～25击，呈可～硬塑状，属中压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。b.粗砂（Q3pl-al）（3b）：呈灰黄色，主要由粗、中粒组成，含泥约15%，局部夹砾卵石，饱和；该层标贯实测击数13～25击，呈稍～中密状，属中压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。c.圆砾（Q3pl-al）（3c）：呈灰黄色，主要由砾、粗粒组成，含泥约15%，局部夹卵、漂石，一般直径4～5cm，最大直径>25cm，饱和；该层呈稍～中密状，局部密实，属中压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。4、残积粘性土（Qel）④：残积层；呈浅黄、灰白色，主要由粘、粉粒组成，质较纯，原岩结构特征不清晰，母岩为火山凝灰岩；该层标贯实测击数21～28击，呈可～硬塑状，属中压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。5、全风化火山岩(J3nC)⑤：燕山早期侵入的上侏罗系南园组凝灰熔岩(J3nC)风化；呈褐黄、灰黄色，大部分长石已风化为粘土矿物，具散体结构，岩芯呈粘性土状，手捏即散；该层标贯实测击数32～42击，岩石极破碎，属极软岩，岩体基本质量指标为Ⅴ级，天然状态下力学强度较高，工程性能较好，但泡水易崩解。6、强风化花岗岩(J3nC)⑥：燕山早期侵入的上侏罗系南园组凝灰熔岩(J3nC)风化；根据岩芯结构可细分为：a.散体状强风化火山岩(J3nC)（6a）：呈灰褐、灰黄色，部分长石已风化为粘土矿物，具散体结构，岩芯呈粘性土或砂砾状，手捏即可散。该层标贯实测击数53～98击，岩石极破碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，天然状态下力学强度较高，工程性能较好，但长时间泡水可软化崩解。b.碎裂状强风化火山岩(J3nC)（6b）：呈灰褐、灰黄色，具碎裂状结构，岩芯呈碎块状，手折可断；该层岩石破碎，属次软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，力学强度较高，工程性能较好。7、中风化火山岩(J3nC)⑦：燕山早期侵入的上侏罗系南园组凝灰熔岩风化；呈灰黄、灰白色，具厚层状结构，岩芯呈片状或柱状，锤击声稍清脆，金刚石钻进时伴有强烈拨钻声，进尺缓慢；该层岩石较完整，属次硬～极硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类，力学强度较高，工程性能较好。设计过程一、确定工程等级项目为中型企业，确定填海造地工程围堤的工程等级为Ⅲ级，防洪标准（重现期）取50年一遇设计高潮位，波浪取50年一遇波要素。二、确定围堤的结构断面型式根据工程地质情况、材料资源及附近工程经验，围堤拟采用抛石斜坡堤结构型式。护面块体拟采用珊栏板。斜坡的坡度取1:2。斜坡堤具有堤身稳定性好，适应地基能力强，基底应力扩散效果好，波浪爬高小，消能效果好等特点。三、确定斜坡堤的断面尺寸1、堤顶高程

根据《海堤工程设计规范》，海堤堤顶高程按照下式计算：

按允许越浪计算波浪爬高：糙渗系数正向规则波作用下：乘以换算系数风直接作用下：波速：风速：

实取10.3m2、越浪量验算

按堤顶有胸墙计算越浪量：根据护面情况，允许越浪量为0.05越浪量满足要求。3、堤顶宽度

堤顶宽度取波高的1.10～1.25倍取5.3m4、护面结构

护面结构宜选择稳定性好，消浪效果较好，适应地基不均匀沉降，施工方便的护面块体。本项目拟采用栅栏板。栅栏板的厚度计算：栅栏板重度：水的重度：堤前水深：极端高水位-泥面高程平均波高：平均取H13%=3.85m作为设计波高取H5%=4.41m作为设计波高设计波高

补充：《海港水文规范》代入算得：取：平台一般在大小潮位之间，并且考虑行车的需要最底层的垫层起到整平的作用，有利于块石砌筑。干砌块石起到垫层的作用四、稳定性验算

采用瑞典圆弧滑动法计算五、沉降计算

地基不错，几乎全是砂土，沉降没那么重要，就不算了７软土地基加固A、软土地基处理采用方法出发点：工程上能否实现，经济上是否合理B、主要处理方法：置换砂垫层法----也叫清淤法适用范围,软土比较薄（小于4m)。砂石垫层(2)镇压层法

作用：增加海堤断面的抗滑力矩，提高圆弧滑动的安全系数，改善堤基的应力分布，提高地基的稳定。

施工：注意：要对称施工，以免失稳不利因素：占用较大土地面积(3)排水砂垫法砂垫厚度大于50cm，软土厚度不超过5m(4)竖向排水预压固结法

竖向排水预压固结法的布置和要求：排水砂井：间距2-4m,长度小于20m

袋装砂井:间距1-1.5m,长度10-20m

塑料板排水:间距1-1.5m,一般长度小于20m不利面：承受水平切力的能力差，容易被切割(5)土工织物法作用：可以提供元弧滑动的安全系数，但是提高水平有限。(6)爆破挤淤法连云港田湾核电站8海堤防渗与堵漏A、防渗计算：C—渗径系数A、防渗计算：

防渗土:小潮高潮位以下用海泥,以上用山土.并且用海泥覆面.设置反滤层.B堵漏方法(堤防规范p11.p14)方法:1粘土铺盖2粘土截水槽3压力灌砂4减压井海岸工程学2012年2月李俊花第二节护岸第三章海岸防护工程第三节丁坝第四节顺坝护岸河流水库护岸与海岸护岸的区别

1:水流、地下水渗流

2:波浪、潮流、台风暴潮第二节护岸护岸的类型:

消极护岸（直接护岸）和积极护岸（间接护岸）

天然岸坡人工加固；岸滩堆筑防潮挡浪建筑物。护岸和海堤的区别：直接护岸型式:斜坡式、陡墙式和混合式1、护坡工程——————同海堤设计，重点护底与护脚工程2、护脚工程

护脚在低水位以下部分，主要形式：抛石、沉排等。（低水位以上为护坡）A、抛石护脚一、护脚工程3、护脚块体（防波堤设计与施工规范4.2.11）当水下抛石棱体顶面标高在设计水位以下一倍波高附近，块石重量取护坡块石重量的1/5~1/10。护脚的外坡：1：2~1：3，顶宽1~3m抛石重量不小于100~200kg底部流速比较大时还需要护底：宽度一般15m，厚度不小于0.5m,块石重量30~100kg。也可以用公式计算：注意：

护底设计具体重量选择详见p83，表2-2-2二、其它结构形式的护岸A、钢筋混凝土板柔性沉排B、桩板块石护岸第三节丁坝丁坝一般与岸线成丁字形相交，由坝头、坝身、坝根三部分组成。坝头伸向海、河中；坝根与堤岸连接；坝身向外延伸，将水流挑离岸边，拦截沿岸漂沙，使之落淤。作用（1）丁坝自岸边向外伸出，对斜向朝着岸坡推进的波浪和顺着岸边的沿岸流都起了阻碍作用，减弱波浪和水流对岸边的冲击力。（2）阻碍泥沙的沿岸运输，起到促淤的效果。组成一、丁坝的布置三种平面布置：与水流正交、向上挑、向下挑1、单丁坝的布置：下挑丁坝挑流作用没有上挑丁坝作用强烈，但是其堤头的冲刷不严重。淹没丁坝挑流效果：上挑丁坝——表面流向离岸，底流向岸；下挑丁坝——表面流向向岸，底流离岸以此效果来决定不同地方采取相应的丁坝放置方式基本经验：丁坝坝头线应该平顺，包括与无丁坝地段岸线的衔接处，丁坝长度最好伸至破波带外。丁坝布置方向选择应该容易使坝田淤积。一般布置与岸线垂直。此波向为强浪向或者是常浪向永井试验表明：公式适用范围：1）入射角与丁坝角度宜取2）丁坝与岸线角度宜取使坝后隐蔽区面积最大：对于波向与丁坝轴向平行时，可以采用下列形式。2、丁坝群的布置两个因素要确定：1）丁坝的长度总体上说视功能而定，保护岸滩的丁坝长度50~100m，其中砾石滩取40~60m，沙质为100m促淤作用时是1000~2000m；2）丁坝的间距视丁坝群的作用而定。（1）促淤作用时，丁坝间距要密一点但是具体多少应该视各地自然条件决定。一般而言，沙质海滩，丁坝间距为丁坝长度的1~1.5倍，砾石海滩，丁坝长度取1.5~2.0倍丁坝长。（2）护滩作用，3~4倍的丁坝长度二、丁坝的纵剖面重点确定丁坝的顶高程和坡度坝头高程：（1）航道整治中的坝头高程：与整治水位齐平。（2）护岸的丁坝高程一般等于平均潮位。坝根高程：

平均高潮位以上。上海地区还要加1个波高；，江苏苏北是平均高潮位加1m，钱塘江护岸丁坝，施工期低水位以上2m；促淤作用的丁坝，坝头和坝根均比较高。三、丁坝的结构丁坝坝头的保护第四节顺坝第四节顺坝顺坝对于波向与岸垂直的岸线很有效。一、顺坝的布置与结构形式1、布置：连续布置和间断布置顺坝的布置比较长的顺坝，内侧设置丁坝，间距为顺坝至岸距离的2~5倍，起到促淤作用。一般情况下，对于促淤作用的顺坝是间断布置，以促使泥沙在坝田区落淤。2、结构形式：出水顺坝和潜水顺坝最大优点是挡波作用强，促淤效果好。缺点：顺坝结构要求高，波浪作用力大。出水顺坝成功实例潜水顺坝先做潜顺坝，等堤后淤高以后，再加高顺堤。潜顺坝的作用：（1）消浪：取决于堤顶水深与堤前波高比。（2）促淤：堤顶高程越高效果越好。潜顺坝的结构顺坝的结构主要是抛石堤，潜顺坝顶宽一般1~2m,内外坡1：1~1：2，其块石重量大小由波浪要素、潮流流速及水位等确定，一般堤顶离设计水位以半倍波高深度为宜。二、潜顺坝的消浪效果消浪特征与堤顶水深(a)

堤顶宽度（B)

波浪波陡（H/L）堤前水深(d)名词：消浪系数,也叫透浪系数消浪效果计算1、立壁潜堤：2、矩形潜堤3、抛石潜堤——属于半透水堤抛石块体稳定性计算伊里巴伦法（采用假定波高）量纲分析法第五节人工补滩和植物保滩1、人工补滩：填沙，吹填2、植物保滩：水上植物，草类，灌木，树木海岸防护设施的选择

海岸工程学2012年3月李俊花第四章防波堤工程

4.2斜坡式防波堤

4.3直立式防波堤

4.1概述港口组成水域陆域进港航道防波堤港内锚地港内锚地大连港某鱼港防波堤布置平面图某港区