海防堤工程沉降量及擋墻穩(wěn)定計算方法探析

(遼寧省撫順水文局，遼寧 撫順 113005)

海防堤工程沉降量及擋墻穩(wěn)定計算方法探析

陳詩

(遼寧省撫順水文局，遼寧 撫順 113005)

按照工程規(guī)劃要求，根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》，對周流河、飲馬河海防堤工程的沉降量進行計算，同時對漿砌石擋墻穩(wěn)定進行分析，從計算結(jié)果來看，滿足規(guī)范規(guī)定要求，為海防堤工程設(shè)計提供了科學依據(jù)。

沉降量；穩(wěn)定計算；海防堤

1 概 述

周流河、飲馬河入?？诤７赖坦こ涛挥诤J島市東工程部的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，該項目區(qū)工程整治內(nèi)容為周流河、飲馬河入?？诤７赖坦こ?，最下游為渤海入?？冢嫌蔚烬埜鄞蠼?，保護范圍為新能源裝備制造基地，屬于公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)，滿足經(jīng)濟開發(fā)區(qū)整體規(guī)劃要求。周流河兩側(cè)堤頂路之間規(guī)劃距離為80m，主槽寬度為45m，飲馬河兩側(cè)堤頂路之間規(guī)劃距離為120～165m，主槽寬度為85～140m，左岸堤防與原規(guī)劃路結(jié)合，防護型式為原干砌石護坡，設(shè)計對原干砌石護坡進行加固，加固樁號為工程起點入海口K0+000～K1+000。擬建兩處入?？诤７赖?，其中東側(cè)飲馬河中心線長度為1450m、西側(cè)周流河中心線長度為2030m，中心線總長度為3480m，周流河、飲馬河入?？诤７赖坦こ虄蓚?cè)堤防總長度為6960m。其中漿砌石擋土墻防護長度為5260m，柵欄板防護長度為700m，干砌石護坡加固長度為1000m，砂石路面長度為5960m，周流河、飲馬河防護標準為50年一遇。

2 工程規(guī)劃

周流河河口段左岸、右岸(樁號ZLZ0+000～ZLZ0+200及樁號ZLY0+000～ZLY0+200段)、飲馬河右岸(樁號YMY0+000～YMY0+300段)采用帶有平臺的復(fù)式斜坡均質(zhì)土堤。海防堤頂寬8.0m，中間設(shè)6.0m寬的砂石路面，堤頂兩側(cè)各設(shè)1.0m寬的綠化帶。堤防迎水坡及背水坡坡比均為1∶2.5，在迎水坡平均潮位處設(shè)置3.0m寬的消浪平臺。消浪平臺迎水側(cè)設(shè)混凝土欄桿高1.0m，消浪平臺以下采用欄柵板護坡。平臺外側(cè)采用漿砌石擋土墻護岸、格賓石籠水平護腳。其中護坡混凝土框格厚0.3m，框格內(nèi)回填種植土并種植草皮防護；漿砌石擋土墻墻頂寬0.5m，基礎(chǔ)埋深1.2m，下設(shè)0.1m厚的素混凝土墊層，迎水側(cè)垂直布置；護腳石籠水平長6.0m、厚0.5m，下設(shè)反濾土工布。堤防背水坡表面鋪設(shè)0.3m種植土并種植草皮防護。

3 沉降量計算

工程所在地上部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，清淤回填方法加固。按照主要土層礫砂層計算沉降量。取粉土層最厚的鉆孔進行計算。

堤基的最終沉陷量計算按《海堤工程設(shè)計規(guī)范》(SL 435—2008)計算。公式如下：

式中S——最終沉降量，mm；

n——壓縮層范圍的土層數(shù)；

e1i——第i土層在平均自重應(yīng)力作用下的空隙比；

e2i——第i土層在平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力共同作用下的空隙比；

hi——第i土層的厚度，mm；

m——修正系數(shù)，該次海堤設(shè)計取1.4。

堤防最終沉降量計算結(jié)果見表1。

表1 堤防最終沉降量計算成果

從計算結(jié)果可以看出，新建堤防典型斷面計算沉降量在293～354mm之間，該次設(shè)計新建堤防預(yù)留沉降量為400mm。

4 干砌石護坡穩(wěn)定性

坡比按最陡處考慮為1∶2.0，坡角為27°，則塊石護坡沿堤坡滑動的安全系數(shù)為

K=(W1cosαtgφ+W2tgφ)/(W1sinα)

式中K——穩(wěn)定安全系數(shù)；

W1、W2——土體重量；

α——迎水坡坡角，27°；

φ——干砌石與回填土摩擦角，27°。

代入上式：K=1.38。

干砌石滿足堤坡抗滑要求。

5 沖刷計算

堤岸沖刷深度計算采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中的計算公式，公式如下：

hp=ph

hB=hp[(vp/vh)n-1]

t=hp-h+hB

式中hB——局部沖刷深度，m；

n——與岸坡形狀有關(guān)的系數(shù)，n=1/4；

v——河床允許不沖流速，m/s;

vp——河槽平均流速，m/s;

hp——河床沖刷后水深，m;

h——河床沖刷前水深，m;

t——河床沖刷深度，m。

根據(jù)以上公式計算，周流河、飲馬河干流堤防沖刷深度為1.32～1.80m。設(shè)計根據(jù)基礎(chǔ)土料及防護材料類別選擇擋墻外采取水平防護，防護長度為3倍沖刷深度，取6.0m。

6 漿砌石擋墻穩(wěn)定計算

設(shè)計周流河、飲馬河入海口段海防堤護岸擋墻最高1.97m，擋墻結(jié)構(gòu)尺寸：擋墻墻身高1.97m，墻底寬2.48m，底板厚1.20m，頂寬0.50m，前趾懸挑長0.5m，后趾懸挑長0.5m。

取10m一個結(jié)構(gòu)單元(分縫)進行擋墻穩(wěn)定計算。擋墻所受垂直荷載包括自重、墻后填土重、墻后地下水重、墻前水重、墻基下?lián)P壓力、地震垂直慣性力；擋墻所受水平荷載包括：墻后填土的土壓力、墻后地下水的水壓力、墻前水壓力。

擋土墻穩(wěn)定計算采用北京某軟件設(shè)計研究院開發(fā)的“理正擋土墻穩(wěn)定分析軟件”進行。擋墻各工況土壓力計算結(jié)果見表2。

翼墻基底面與地基之間的摩擦系數(shù)f值，取0.40。

擋墻抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表3。

從計算結(jié)果可以看出，擋土墻墻抗滑穩(wěn)定滿足要求。

擋墻各工況抗傾穩(wěn)定計算結(jié)果見表4。

從計算結(jié)果可以看出，擋土墻抗傾穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

擋墻各工況基底應(yīng)力計算結(jié)果見表5。

表2 擋墻土壓力計算成果

表3 擋墻抗滑穩(wěn)定計算成果

表4 擋墻抗傾穩(wěn)定計算成果

表5 擋墻基底應(yīng)力計算成果

從計算結(jié)果可以看出，擋土墻基底應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

7 結(jié) 語

項目區(qū)防護標準滿足50年一遇，橋梁標準為100年一遇，飲馬河左岸已建入園路路面標高為5.80m，周流河右岸未建規(guī)劃路興海街高程在6.10～10.00m之間，周流河、飲馬河上游起點位置兩座橋梁的防護標準滿足50年一遇，橋面路龍海大街5.13～8.32m，周邊路網(wǎng)與50年設(shè)計堤頂高程對比，均高于設(shè)計堤頂海防堤項目修建后，對園區(qū)的保護是閉合的，能夠達到防潮50年一遇的標準。

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Analysisonsettlementamountoftheseawallprojectandthestabilitycalculationmethodofretainingwall

CHEN Shi

(LiaoningFushunHydrographicOffice,Fushun113005,China)

The settlement amount of Zhouliu River and Yinma River seawalls are calculated in accordance with requirements of engineering plan on the basis of the requirements of ‘Seawall Engineering Design Specification’. Meanwhile, the stability of slurry masonry retaining walls is analyzed. Scientific basis is provided for seawall engineering design in order to meet the requirements of specifications and regulations according to the calculation results.

settlement amount; stability calculation; seawall

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.010.008

TV222.2

B

1005-4774(2017)010-0032-03