海堤工程设计的要素及施工规范研究——评《海堤工程设计规范》

程晓航

中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布兵器工业出版社出版

海堤工程是指沿海岸线或河岸设计和建造屏障，以防止波浪、潮汐和风暴潮对土地的侵蚀，其设计和施工应考虑到项目的可持续性和弹性。在设计海堤时，必须考虑当地的自然条件，包括波浪能、海岸形态和水位变化等因素，制定规范和标准可以使不同设计项目保持一致，确保海堤的设计符合最低安全要求。《海堤工程设计规范》(以下简称《规范》）针对海堤工程的具体设计制定了相关标准，包括海堤工程的防潮(洪）、潮(水）位确定、波浪和风速设计、堤线布置、堤身设计、堤基处理、稳定与沉降计算、施工设计以及工程管理设计等。

结合《规范》内容可知，海堤可以由不同的材料制成，如混凝土、钢材、岩石和木材，其设计和施工取决于场地的特性，如波浪能、水深、土壤类型和坡度。海堤工程需要根据现场条件和海堤类型选择适当的施工方法和技术，如打桩、钻孔、开挖和填充。珠海作为一个海滨城市，拥有长达604 km 的海岸线，其海堤工程建设和维护非常重要，参考《规范》内容并查阅相关资料可知，珠海海堤工程设计需要考虑地基、堤身和堤顶等要素。

第一，珠海的海堤地基大多由淤泥、软土和砂质土组成。其中，淤泥层较为普遍，深度可达30 m，其抗压能力较弱，需采取特殊措施加强地基支撑能力。此外，地基容易面临地震、海浪冲击和盐渍化等问题，因此珠海的海堤地基需采用多种加固措施，最常见的是采用不同类型的桩基础，如沉积物桩基础、预制桩基础、摩擦桩基础等。除以上桩基础之外，珠海的海堤地基还可采用地下水排泄、岩石爆破、地面加固等其他加固措施。这些措施可提高海堤地基的稳定性和抗震能力，并确保海堤的长期使用和安全。珠海海堤基础下还有一层抛石护岸，这层护岸已存在多年。工程人员需首先探明抛石护岸的情况，包括石块的大小、形状和质量等，以了解其稳定性和防护能力，而后根据探查结果制定相应的处理方案，以保护海堤基础不受海水和海浪的侵蚀和破坏。需注意的是，施工后受地质条件、地基承载力或施工方法等因素影响，珠海海堤可能存在沉降问题，而且是逐渐发生的，可能需要几十年的时间才能完全显现。因此，监测海堤工程的沉降情况至关重要，以便及时发现和评估潜在风险，并采取适当的修复和加固措施，确保海堤的可靠性和安全性。

第二，受太平洋季风的影响，珠海海域波浪和风力较大，因此对海堤堤身的稳定性提出了很高要求。珠海的海堤堤身通常由混凝土墙、石块堤等多种形式组成，其设计和建造需要考虑海浪、水流、地质条件、自然灾害等多种因素。在珠海海堤堤身的设计和施工中，对于直面外海的海堤，特别是沿海水域开阔、水域面积大、吹程长的地区需要高度重视。其原因是这些海堤受波浪、风力、潮汐等环境因素影响更大，其堤身需具有更强的抗风浪能力和稳定性。海堤堤身可以采用港口整治、滩涂开发等一系列控制措施，以控制海域的地质灾害，降低其对海堤的影响。在设计方面，海堤堤身需采用合适的堤身剖面和坡度以及护岸措施，如外抛石、混凝土护岸等。此外，珠海海堤建设还需考虑海堤堤身的排水问题，避免水压过大导致堤身沉降、破坏等问题。在施工方面，海堤堤身建设需选择合适的施工方法和材料，以确保堤身的质量和稳定性。

第三，海堤堤顶是保证海堤稳定和安全的重要组成部分，其设计需要考虑负荷、材料、结构形式、防护层及排水系统等因素。珠海在最近10 年遭受天鸽台风等强热带风暴的袭击，造成了严重破坏。因此，工程人员在进行海堤堤顶设计时要考虑顶板的整体性问题，以确保其能够承受极端天气条件下的破坏力。顶板的整体性问题主要涉及堤顶的稳定性和抗风压能力。稳定性设计需考虑堤顶的厚度、材料强度和骨架结构等因素。如果堤顶过薄或材料强度不够，可能会导致堤顶在极端天气条件下受到较大的风压力而变形或破裂。抗风压能力方面需考虑堤顶的形状和横截面积等因素，通常采用宽顶、斜侧或者拱形堤顶设计可提高堤顶的抗风压能力，采用较大的横截面积和强度较高的材料可增加堤顶的承载能力和抗风压能力。

综上所述，珠海海堤工程的设计和施工是一项复杂的工程，需结合多种因素进行综合分析和计算。在设计阶段，工程人员需进行地质调查，确定海堤的地基条件和承载力，同时考虑气象、水文等因素，确定海堤的高度、坡度、抗浪能力等。珠海海堤工程的施工需采用合适的技术和材料，确保海堤的稳定性和安全性。此外，工程人员需定期进行维护和监测，以确保海堤的长期稳定性。总之，珠海海堤工程的设计和施工需科学规划、精细施工、严格监控，以保障海堤的安全可靠，为珠海的经济发展和居民生活提供保障。