海防堤工程沉降量及挡墙稳定计算方法探析

(辽宁省抚顺水文局，辽宁 抚顺 113005)

海防堤工程沉降量及挡墙稳定计算方法探析

陈诗

(辽宁省抚顺水文局，辽宁 抚顺 113005)

按照工程规划要求，根据《海堤工程设计规范》，对周流河、饮马河海防堤工程的沉降量进行计算，同时对浆砌石挡墙稳定进行分析，从计算结果来看，满足规范规定要求，为海防堤工程设计提供了科学依据。

沉降量；稳定计算；海防堤

1 概 述

周流河、饮马河入海口海防堤工程位于葫芦岛市东工程部的经济开发区，该项目区工程整治内容为周流河、饮马河入海口海防堤工程，最下游为渤海入海口，上游到龙港大街，保护范围为新能源装备制造基地，属于公共服务设施建设，满足经济开发区整体规划要求。周流河两侧堤顶路之间规划距离为80m，主槽宽度为45m，饮马河两侧堤顶路之间规划距离为120～165m，主槽宽度为85～140m，左岸堤防与原规划路结合，防护型式为原干砌石护坡，设计对原干砌石护坡进行加固，加固桩号为工程起点入海口K0+000～K1+000。拟建两处入海口海防堤，其中东侧饮马河中心线长度为1450m、西侧周流河中心线长度为2030m，中心线总长度为3480m，周流河、饮马河入海口海防堤工程两侧堤防总长度为6960m。其中浆砌石挡土墙防护长度为5260m，栅栏板防护长度为700m，干砌石护坡加固长度为1000m，砂石路面长度为5960m，周流河、饮马河防护标准为50年一遇。

2 工程规划

周流河河口段左岸、右岸(桩号ZLZ0+000～ZLZ0+200及桩号ZLY0+000～ZLY0+200段)、饮马河右岸(桩号YMY0+000～YMY0+300段)采用带有平台的复式斜坡均质土堤。海防堤顶宽8.0m，中间设6.0m宽的砂石路面，堤顶两侧各设1.0m宽的绿化带。堤防迎水坡及背水坡坡比均为1∶2.5，在迎水坡平均潮位处设置3.0m宽的消浪平台。消浪平台迎水侧设混凝土栏杆高1.0m，消浪平台以下采用栏栅板护坡。平台外侧采用浆砌石挡土墙护岸、格宾石笼水平护脚。其中护坡混凝土框格厚0.3m，框格内回填种植土并种植草皮防护；浆砌石挡土墙墙顶宽0.5m，基础埋深1.2m，下设0.1m厚的素混凝土垫层，迎水侧垂直布置；护脚石笼水平长6.0m、厚0.5m，下设反滤土工布。堤防背水坡表面铺设0.3m种植土并种植草皮防护。

3 沉降量计算

工程所在地上部为淤泥质粉质黏土，清淤回填方法加固。按照主要土层砾砂层计算沉降量。取粉土层最厚的钻孔进行计算。

堤基的最终沉陷量计算按《海堤工程设计规范》(SL 435—2008)计算。公式如下：

式中S——最终沉降量，mm；

n——压缩层范围的土层数；

e1i——第i土层在平均自重应力作用下的空隙比；

e2i——第i土层在平均自重应力和平均附加应力共同作用下的空隙比；

hi——第i土层的厚度，mm；

m——修正系数，该次海堤设计取1.4。

堤防最终沉降量计算结果见表1。

表1 堤防最终沉降量计算成果

从计算结果可以看出，新建堤防典型断面计算沉降量在293～354mm之间，该次设计新建堤防预留沉降量为400mm。

4 干砌石护坡稳定性

坡比按最陡处考虑为1∶2.0，坡角为27°，则块石护坡沿堤坡滑动的安全系数为

K=(W1cosαtgφ+W2tgφ)/(W1sinα)

式中K——稳定安全系数；

W1、W2——土体重量；

α——迎水坡坡角，27°；

φ——干砌石与回填土摩擦角，27°。

代入上式：K=1.38。

干砌石满足堤坡抗滑要求。

5 冲刷计算

堤岸冲刷深度计算采用《堤防工程设计规范》中的计算公式，公式如下：

hp=ph

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

t=hp-h+hB

式中hB——局部冲刷深度，m；

n——与岸坡形状有关的系数，n=1/4；

v——河床允许不冲流速，m/s;

vp——河槽平均流速，m/s;

hp——河床冲刷后水深，m;

h——河床冲刷前水深，m;

t——河床冲刷深度，m。

根据以上公式计算，周流河、饮马河干流堤防冲刷深度为1.32～1.80m。设计根据基础土料及防护材料类别选择挡墙外采取水平防护，防护长度为3倍冲刷深度，取6.0m。

6 浆砌石挡墙稳定计算

设计周流河、饮马河入海口段海防堤护岸挡墙最高1.97m，挡墙结构尺寸：挡墙墙身高1.97m，墙底宽2.48m，底板厚1.20m，顶宽0.50m，前趾悬挑长0.5m，后趾悬挑长0.5m。

取10m一个结构单元(分缝)进行挡墙稳定计算。挡墙所受垂直荷载包括自重、墙后填土重、墙后地下水重、墙前水重、墙基下扬压力、地震垂直惯性力；挡墙所受水平荷载包括：墙后填土的土压力、墙后地下水的水压力、墙前水压力。

挡土墙稳定计算采用北京某软件设计研究院开发的“理正挡土墙稳定分析软件”进行。挡墙各工况土压力计算结果见表2。

翼墙基底面与地基之间的摩擦系数f值，取0.40。

挡墙抗滑稳定计算结果见表3。

从计算结果可以看出，挡土墙墙抗滑稳定满足要求。

挡墙各工况抗倾稳定计算结果见表4。

从计算结果可以看出，挡土墙抗倾稳定满足规范要求。

挡墙各工况基底应力计算结果见表5。

表2 挡墙土压力计算成果

表3 挡墙抗滑稳定计算成果

表4 挡墙抗倾稳定计算成果

表5 挡墙基底应力计算成果

从计算结果可以看出，挡土墙基底应力满足规范要求。

7 结 语

项目区防护标准满足50年一遇，桥梁标准为100年一遇，饮马河左岸已建入园路路面标高为5.80m，周流河右岸未建规划路兴海街高程在6.10～10.00m之间，周流河、饮马河上游起点位置两座桥梁的防护标准满足50年一遇，桥面路龙海大街5.13～8.32m，周边路网与50年设计堤顶高程对比，均高于设计堤顶海防堤项目修建后，对园区的保护是闭合的，能够达到防潮50年一遇的标准。

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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