海防堤工程沉降量及擋墻穩定計算方法探析

(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)

按照工程規劃要求，根據《海堤工程設計規范》，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定進行分析，從計算結果來看，滿足規范規定要求，為海防堤工程設計提供了科學依據。

沉降量；穩定計算；海防堤

1 概 述

周流河、飲馬河入海口海防堤工程位于葫蘆島市東工程部的經濟開發區，該項目區工程整治內容為周流河、飲馬河入海口海防堤工程，最下游為渤海入海口，上游到龍港大街，保護范圍為新能源裝備制造基地，屬于公共服務設施建設，滿足經濟開發區整體規劃要求。周流河兩側堤頂路之間規劃距離為80m，主槽寬度為45m，飲馬河兩側堤頂路之間規劃距離為120～165m，主槽寬度為85～140m，左岸堤防與原規劃路結合，防護型式為原干砌石護坡，設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。擬建兩處入海口海防堤，其中東側飲馬河中心線長度為1450m、西側周流河中心線長度為2030m，中心線總長度為3480m，周流河、飲馬河入海口海防堤工程兩側堤防總長度為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)采用帶有平臺的復式斜坡均質土堤。海防堤頂寬8.0m，中間設6.0m寬的砂石路面，堤頂兩側各設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置3.0m寬的消浪平臺。消浪平臺迎水側設混凝土欄桿高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，基礎埋深1.2m，下設0.1m厚的素混凝土墊層，迎水側垂直布置；護腳石籠水平長6.0m、厚0.5m，下設反濾土工布。堤防背水坡表面鋪設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粉質黏土，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《海堤工程設計規范》(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；

e1i——第i土層在平均自重應力作用下的空隙比；

e2i——第i土層在平均自重應力和平均附加應力共同作用下的空隙比；

hi——第i土層的厚度，mm；

m——修正系數，該次海堤設計取1.4。

堤防最終沉降量計算結果見表1。

表1 堤防最終沉降量計算成果

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

4 干砌石護坡穩定性

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為

K=(W1cosαtgφ+W2tgφ)/(W1sinα)

式中K——穩定安全系數；

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《堤防工程設計規范》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——與岸坡形狀有關的系數，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。設計根據基礎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 漿砌石擋墻穩定計算

設計周流河、飲馬河入海口段海防堤護岸擋墻最高1.97m，擋墻結構尺寸：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一個結構單元(分縫)進行擋墻穩定計算。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、墻基下揚壓力、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。

擋土墻穩定計算采用北京某軟件設計研究院開發的“理正擋土墻穩定分析軟件”進行。擋墻各工況土壓力計算結果見表2。

翼墻基底面與地基之間的摩擦系數f值，取0.40。

擋墻抗滑穩定計算結果見表3。

從計算結果可以看出，擋土墻墻抗滑穩定滿足要求。

擋墻各工況抗傾穩定計算結果見表4。

從計算結果可以看出，擋土墻抗傾穩定滿足規范要求。

擋墻各工況基底應力計算結果見表5。

表2 擋墻土壓力計算成果

表3 擋墻抗滑穩定計算成果

表4 擋墻抗傾穩定計算成果

表5 擋墻基底應力計算成果

從計算結果可以看出，擋土墻基底應力滿足規范要求。

7 結 語

項目區防護標準滿足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，周邊路網與50年設計堤頂高程對比，均高于設計堤頂海防堤項目修建后，對園區的保護是閉合的，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