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'UDC中华人民共和国国家标准GIBpGB/T50943-2015海岸软土地基堤坝工程技术规范Technicalcodeforleveeengineeringonsoftgroundincoastarea2015-12-03发布2016-08-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中华人民共和国国家标准海岸软土地基堤坝工程技术规范TechnicalcodeforleveeengineeringonsoftgroundincoastareaGB/T50943-2015主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2016年8月1日中国计划出版社2015北京
中华人民共和国住房和城乡建设部公告第993号住房城乡建设部关于发布国家标准《海岸软土地基堤坝工程技术规范》的公告现批准《海岸软土地基堤坝工程技术规范》为国家标准,编号为GB/T50943-20日,自2016年8月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2015年12月3日
前言根据住房和城乡建设部《关于印发2010年工程建设标准制订修订计划的通知》(建标〔2010〕43号)的要求,由浙江科技学院和红阳建工集团有限公司会同有关单位共同编制完成。本规范在编制过程中,编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。本规范共分12章和3个附录,主要技术内容包括:总则、术语和符号、基本规定、测量与勘察、堤型与堤身、稳定与沉降计算、地基处理、堤岸防护、度汛与堵口、与各类建(构)筑物的交叉和连接、施工、质量检验与监测等。本规范由住房和城乡建设部负责管理,由浙江科技学院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送晰江科技学院(地址:浙江省杭州市留和路318号,邮政编码:310023)。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:浙江科技学院红阳建工集团有限公司参编单位:浙江省水利河口研究院浙江省围海建设集团股份有限公司清华大学河海大学大连理工大学浙江工业大学中国水利水电科学研究院上海东方建安集团有限公司•1•
浙江宁安爆破工程有限公司主要起草人:陶松垒曹宇春陈秀良周荣鑫俞元洪何良德欧阳峰刘天云赵志方孙东亚丁一宁陆江郭少华滕一峰夏建中王立峰陈炬陶钧炳冯全宏张子和玉掌权陈益达徐士龙兰瑞学盛高丰孙伯永吴文华俞炯奇张超杰胡晓明陈星任少华主要审查人:叶可明侯伟生刘汉龙杨斌顾国荣刘小敏徐承祥徐一骥顾国民钱力航刘国楠•2•
目次-总术丁符定勘规民运规材选断土结沉规计与计理规iqμqdAAFbnb,咱柑柄规与批幅瞧」一-fL〉注本量型ad4。JJ‘〉L9UAι444d、,》、‘‘〈基测4察定……身定料择面体构降定算抗算定’1i1i1i11nunuJJJ门uqiu‘A&堤14’哼帆讯服姐剧协阳与批脚制服处批i1i1i411itFhuRυzdFDFDEυnbaυnbpOJJJJJJ巧’’句dQ0000设设计及倾计计…算…渗覆。白’μ954dpoaυρonv009《勾稳η,“JJJJ9μ9μqdnd4AA透稳稳定定验验算算川々地t“々J9μ·d吐
7.2地基处理设计……………………………………………μω8堤岸防护…………………………………………………(51)8.1一般规定………………………………………………ωυ8.2坡式护岸………………………………………………(52)8.3坝式护岸………………………………………………(53)8.4墙式护岸………………………………………………(53)8.5堤岸护坡………………………………………………(54)8.6其他防护形式……………………………………………(55)9度汛与堵口………………………………………………(57)9.1一般规定………………………………………………刊7)9.2度汛……………………………………………………(57)9.3堵口……………………………………………………(58)10与各类建(构)筑物的交叉和连接………………………(61)10.1→般规定………………………………………………(61)10.2穿堤建(构)筑物………………………………………(61)10.3跨堤建(构)筑物………………………………………(62)11施工…………………………………………………(63)11.1一般规定………………………………………………“ω11.2地基处理施工…………………………………………ωω11.3堤身填筑……................................................“门口.4防渗工程施工…………………………………………“们11.5护面和堤顶结构施工……………………………………(70)11.6龙口与堵口施工………………………………………(74)12质量检验与监测…………………………………………(76)12.1质量检验………………………………………………(76)12.2监测……………………………………………………(76)附录A地基固结度计算……………………………………(79)附录B堵口水力计算………………………………………ωυ附录C龙口的转化口门线…………………………………ωω•2
An洁斟酒旦旦’串·4-E前叫帘的知·········莲”如μHSS.2缸
Contents1Generalprovisions………………………………………(1)2Termsandsymbols………………………………………(2)2.1Terms…………………………………………………(2)2.2Symbols………………………………………………(3)3Basicrequirements…………………………………··….(8)4Surveyandinvestigation…………………………………(10)4.1Generalrequtrements……………………………………(10)4.2Topograph1csurvey……………………………………(10)4.3Geologicalinvestigation……………………·…………..(12)5Leveetypeandleveebody………………………………(17)5.1Generalrequirements……………………………………(17)5.2Leveematenals…………………………………………(17)5.3Selectionofleveetype……………………·…………..(18)5.4Designofleveecrosssection……………………………(18)5.5Soildesignforseepagecontrol…………………………(22)5.6Retainingsurfacestructure………………··…………….(23)6Stabilityandsettlementcalculation……………………(26)6.1Generalrequirements……………………………………(26)6.2Seepagecalculationandverificationofseepagestability……(26)6.3Verificationofstabilityagainstslidingandoverturning……(30)6.4Analysisandcalculat10nofsettlement……………………(38)7Foundationtreatment……………………………………(42)7.1Generalrequirements……………………………………(42)7.2Designoffoundationtreatment…………………………(43)•4•
8Embankmentprotection…………………………………(51)8.1Generalrequirements……………………………………(51)8.2Slopetypebankprotection………………………………(52)8.3Damtypebankprotection…………………………·…..(53)8.4Walltypebankprotection………………………………(53)8.5Bankprotect10nofslope…………………………………(54)8.6Othertypesbankprotect10n……………………………(55)9Floodprotectionandgapclosureduringconstruction……(57)9.1Generalreqmrements……………………………………(57)9.2Floodprotect10n…………………………………………(57)9.3Gapclosure…………………………………·………..(58)10Crossingandconnectionwithbuildingsandstructures………………………………………………(61)10.1Generalrequirements…………………………………(61)10.2Buildingsandstructurescrossmglevee…………………(61)10.3Buildingsandstructuresspanninglevee…………………(62)11Construction……………………………………………(63)11.1Generalrequirements…………………………………(63)11.2Constructionoffoundationtreatment……………………(65)11.3Fillplacementofleveebody……………………………(67)11.4Constructionofseepagecontrolworks…………………(68)1汇5Constructionofpavementandtopembankmentstructure…………………………………”…………..(70)11.6Constructionofgapanditsclosure……………………(74)12Qualityinspectionandmonitoring……………………(76)12.1Qualitymspect10n………………………………………(76)12.2Monitoring……………………………………………(76)AppendixACalculationoffoundationconsolidationdegree…………………………………………(79)•5•
〉时】它。口鸟耳目EM飞【-H阳已户口。由-nz~巳户。口问。HMEIn-。224『。HW....................................飞f。。险。、_,K卢时】吧。口【rM白白。口〈自由户。口m巳阳出口。。同m阳时】·····················(∞∞〉肉树立m口阳已。口。问习。EEmEF户臼口。Lmi--······················〈∞O)俨阳臼畔。『A口。畔。ι由45口ι自HLM··········································(UH)〉比比古古口r归MHL目口巳5口。同时肖。三∞户。口臼···························〈吕〉·由·
1总则1.0.1为在海岸软土地基堤坝工程建设中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境,制定本规范。1.0.2本规范适用于海岸软土地基上堤坝工程的建设。1.0.3海岸软土地基堤坝工程的建设,应具备当地的气象水文、地形地貌、水系水域、地质及社会经济等基本资料,对于软土地基堤坝的加固和扩建设计,尚应具备堤坝工程现状及运行情况等方面的资料。1.o.4海岸软土地基堤坝工程建设除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。•1•
2术语和符号2.1术语2.1.1海岸coast海水和陆地连接处,经波浪、潮沙、海流等作用形成的滨水地带。2.1.2度汛floodprotection堤防工程度过高水位期的措施。2.1.3导流streamguidance工程在水中施工所采用的疏排和围挡经过或积存于工地水流的工程措施,包括导流挡水建筑物、导流设计流量的确定。2.1.4龙口closuregap为减少圈围工程的围堤在施工期间围区内外水位差而在围堤上预留具有一定宽度的沟通围区内外水流的口门。2.1.5堵口closurework在圈围工程施工期间,将围堤的龙口截断的施工活动。2.1.6应变固结度strainconsolidationdegree饱和土层在荷载作用下,某时刻的沉降量与最终沉降量的比值,以百分比表示。2.1.7应力固结度stressconsolidationdegree饱和土层在荷载作用下,某时刻的超静孔隙水压力消散值与初始超静孔隙水压力的比值,以百分比表示。2.1.8爆炸置换法displacementmethodbyblasting抛石体在自重及爆炸荷载作用下,→次或数次将抛石体“挤压”入软土地基中,最终形成满足设计抛石断面结构的地基处理方法。•2•
2.1.9爆破排淤填石法blastingtoe-shooting在抛石体前沿淤泥中适当位置埋置药包,堆石体在爆炸冲击波、爆炸高压气团及其重力作用下向淤泥内塌落,形成一定范围和厚度的落在下卧硬土层上的“石舌”的地基处理方法。号2.2符α一←竖向排水体等效直径的换算系数FAP桩的截面积;b一一-塑料排水板宽度;B-一防护墙底面宽度;c一一地基土的凝聚力;Cv一--竖向国结系数;Cc一-土层的压缩指数;c,一一土层的回弹指数;Cu士的不排水三轴试验蒙古聚力;Ccu士的固结不排水三轴试验蒙古聚力;Cu~土的不均匀系数;d一-水深;d1一-一粗细粒的区分粒径;d3一一颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的3%;ds一一颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的士含量占总质量的5%;d10颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的10%;d;。一一较细层士颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的10%;dzo颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的20%;•3•
d70颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的70%;d;。较细层士颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的70%;d~s-一较细层土颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的士含量占总质量的85%;D一-按球形体折算的块石当量直径;Dw一-竖向排水体等效换算直径;D10较粗层土颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的10%;Dis较粗层士颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的15%;Dzo←→较粗层土颗粒大小分布曲线上的某粒径,小于该粒径的土含量占总质量的20%;e一一孔隙比;Ep-搅拌桩的压缩模量;Es一一压缩模量;Esp-搅拌桩复合土层压缩模量;f一一沿计算面的摩擦系数;fcu加固士试块在室内标准养护条件下的无侧限抗压强度平均值;fspk一一复合地基承载力特征值;fsk桩间土承载力特征值;Gs一一一土粒密度与水的密度之比;h←←土层分层厚度;H平均波高;H1%二二百分之一大波波高;Hp二二设计频率为户的高潮水位;fer-土的临界水力坡降;
jk.H.g一二接触冲刷临界水力坡降;是-一一渗透系数;是1二一→堤身抗滑力矩折减系数;是2-一堤身强度指标折减系数;是m一→加荷比;K一→抗滑稳定安全系数;Kc-沿墙底面或墙身各水平缝的抗滑稳定安全系数;Ko-→沿墙底面、墙身各水平缝及齿缝的抗倾覆稳定安全系数;1←一搅拌桩桩长;li-桩长范围内第z层土的厚度;L一一士条的弧长或竖井深度;m一一一面积置换率;M。→→倾覆力矩;MR抗倾覆力矩;n桩长范围内所划分的土层数、井径比或孔隙率;N垂直作用于基底面上的合力;p土中的竖向有效应力或累计荷载;ρc一一第z土层的前期固结压力或士的细粒颗粒含量;P1oi一一第i士层的现有有效应力;qp未经修正的桩端地基土承载力特征值;q田一一桩周第i层土的侧阻力特征值;qw一一竖井纵向通水量;合z第i级荷载的加载速率;Q1一一龙口溢流平均流量;百。内陆流域来水平均流量;Q,一一水闸泄水平均流量;R.单桩竖向承载力特征值;•5•
R1一←累计频率为f%的波浪爬高;5一一一涂抹区直径d.与竖井直径dw的比值;Sc-最终主固结变形量;Su-由静力触探试验比贯入阻力(单桥探头)或锥尖阻力(双桥探头)换算的十字板抗剪强度;s=最终变形量;卜一固结时间;T一一潮位设计重现期;Ti-1一一第z级荷载加载的起始时间pTi第t级荷载加载的终止时间;Tv坚向国结时间因数;Up一←桩的周长;U一一一地基士的固结度;V→一作用于计算面上的垂直力pw-一土条的重量;zp堤坝顶面高程;α桩端天然地基士的承载力折减系数;αz一一-第t个士条底面弧段中点切线与水平线的夹角;卢一一桩间土承载力折减系数;γ。一一海水的重度;γs一一填筑体的重度;平加固土强度折减系数;δ一一-塑料排水板厚度;μ二一泊松比;σmax一一基底的最大应力;σmin一二基底的最小应力;σs←一土的自重压力;σz一←土的附加压力;!"!二一土的抗剪强度;
Ve一一抗冲稳定临界流速;¢一一土的内摩擦角;伊一一堆石体休止角p轧一一土的不固结不排水三轴试验所得的内摩擦角;>cu-土的固结不排水三轴试验所得的内摩擦角;¢.一一沉降计算经验系数;AP一一-地基中各分层中点的附加压力增量;Aa.一一竖向附加压力增量。•7•
3基本规定3.0.1海岸软土地基堤坝工程的设计除应符合稳定、渗流控制和变形的技术要求外,尚应符合堤坝周边生态、环境、景观及用诲的要求。3.0.2堤坝工程的防潮(洪)标准应根据防护对象的规模和重要性按现行国家标准《防洪标准》GB50201选定。3.0.3对遭受潮(洪)水灾害或发生事故后损失巨大、影响严重的堤坝工程,其防潮(洪)标准宜提高;对遭受潮(洪)水灾害或发生事故后损失和影响较小的堤坝工程,其防潮(洪)标准宜降低。采用高于或低于规定防潮(洪)标准进行堤坝工程设计时,应经论证并报主管部门批准。3.o.4堤坝工程的级别应根据其防潮(洪)标准按表3.0.4确定。表3.0.4堤坝工程的级别防潮(洪)标准二三looI<100旦》50I<50且》3oI<30且;;:,20I<20且》10[重现期(年)]堤坝工程的级别23453.0.5堤坝工程上的闸、涵、泵站等水工建筑物的级别不应低于堤坝工程的级别。3.0.6水工建筑物的级别应根据工程级别及其在工程中的重要性按表3.0.6确定。表3.0.6水工建筑物的级别永久性建筑物级别堤坝工程的级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物11342234•8•
续表3.0.6永久性建筑物级别堤坝工程的级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物334544555553.0.7位于地震烈度7度及以上地区的l级海岸软土地基堤坝工程或特别重要堤段,应进行抗震设计。•9•
4测量与勘察4.1一般规定4.1.1测绘基准坐标系应采用2000国家大地坐标系,高程应采用1985国家高程基准。在远离大陆的岛、礁,可采用当地平均海面高程。4.1.2海岸软土地基堤坝工程应按基本建设程序进行测量与勘察工作。测量应按规划、可行性研究、初步设计和施工四个阶段进行。勘察应按规划、可行性研究、初步设计三个阶段进行,对于规模较大、地形地质条件复杂或有特殊要求的工程应进行施工勘察。4.1.3勘察与测量成果报告应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021和《工程测量规范》GB50026的有关规定。4.2测量4.2.1测量范围及测图比例尺的选择应符合下列规定:1堤坝测量范围应划分为直接影响范围、间接影响范围及分析研究范围。1)直接影响范围为堤坝轴线向两侧展开lOOm~300m,堤坝、二端或两端闭合至自然岸坡或已建工程;当临海侧为侵蚀性滩岸时应扩至深部或侵蚀线外;2)间接影响范围为新建堤坝闭合时对应的围涂区域;3)分析研究范围为因分析研究确定堤坝潮流、泥沙、潮位及波浪需要所选取的范围。2测图比例尺应根据测量工作阶段、影响范围及实际需要确定,并应符合表4.2.1的规定。
表4.2.1海岸软土地基堤坝备工作阶段测量要求工程阶段地形图jl)!g图比例尺备注直接影响范围、间接影响范围取大比例尺,规划1•50000~1•10000分析研究范围取小比例尺直接影响范围取大比例尺,间接影响范围可可行性研究1•10000~1•2000取1•5000~1•2000直接影响范围取大比例尺,对直接影响范初步设计1•2000~1•1000围、间接影响范围内存在的冲沟等地形变化复杂区域应加大比例尺至1•500直接影响范围取大比例尺,对直接影响范施工1•1000~1•500国、间接影响范围存在的冲沟等地形变化复杂区域应加大比例尺至1•2004.2.2控制测量网的基本控制精度应符合国家平面控制测量等级和高程控制测量等级的规定。图根控制和测站点控制工作应根据控制测量网进行,测量精度应符合测图比例要求和现行国家标准《工程测量规范》GB50026等相关标准的规定34.2.3陆域及潮间带地形测量应符合下列规定:1可采用航空摄影测量、野外数字化测图及能达到现行国家标准《工程测量规范》GB50026精度要求的其他方法施测。2应测量海塘、丁坝、!|匮坝、涵洞、水闸和高滩等表示地理特征的地物、地貌的位置及高程,并在测图中标示。3当高滩上有较大冲刷沟时,宜测量其位置和高程,并在测图中标示,对高滩地上生长的芦苇、树木、丝草等植被,应测绘其地类界。4陆域及潮间带地形图的高程标记点宜选在明显的地物点或地形特征点上,并应均匀分布,高程标记点密度为图上每l00cm2内10点~20点。4.2.4水下地形测量应采用数字化测图,并应符合下列规定:1宜利用有关部门所设置的固定和临时验潮站建立水位控
制网。当原有验潮站数量不足时,应根据测量精度要求增设控制点。2测量深度主测线间距宜为lOm~20m,且宜按垂直等深线方向布设;检查线的数量不宜少于主测线数量的5%,检查线应垂直于主测线布设。测点间距宜为5m~lOm,地形复杂区域宜采用低值。采用测深仪测深时,测量深度应进行吃水改正、声速改正和动吃水改正;当水深小于20m时,测量深度允许误差应为土0.2m;当水深大于或等于20m时,测量深度允许误差应为所测深度的士1%。3当测图比例尺为1:500时,定位允许误差应为士1.Om;当比例尺为1:5000~1:1000时,定位允许误差应为±2.Om;当比例尺为1:50000~1:10000时,定位允许误差应为±5.Om。当测深仪换能器与定位中心不在同一垂线上时,应进行偏心改正。4水下地形测量时应分析地基表层浑泥、流泥对测量成果的影响。4.2.5测量成果应包括下列内容:1测量的技术设计书、工作总结报告、技术总结报告和自查报告;2地形图;3需要提交的其他资料。4.3勘察4.3.1勘察前应搜集拟建工程概况、地形、区域地质、遥感与地震、地下管线、已有地质资料及设计意图等有关资料,并应进行现场踏勘,编制勘察大纲。4.3.2勘察方法应符合下列规定:1勘察方法应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定,并应根据勘察目的及场地岩土层特性,优先采用钻探、十字板剪切、静力触探和地球物理勘探等方法。
2十字板剪切、静力触探和地球物理勘探等勘探方法应与钻探等其他勘探方法配合使用。3对海涂面表层流泥,宜选用柱状透明采泥器等取样设备探明其厚度与底界面。4.3.3勘探点布置应符合下列规定:1勘探点布置宜利用当地类似工程经验和已有地质资料。2各阶段均应布置纵、横勘探剖面,横剖面宜垂直岸线布置,每一工程地质单元的横剖面不应少于一个,且应满足表4.3.3的要求。堤坝两端和孤岛(山体)两侧均应布置控制钻孔。当险情多发、地质条件复杂、存在特殊地质体或不良地质现象时,应加密勘探点或进行专门地质论证。表4.3.3海岸软土地基堤坝勘探点布置表勘探点问距(m)序号勘察阶段钻孔/总孔数取土孔/总孔数纵剖面横剖面1)附近已有地质资料时,可不布置勘探工作1规划2)元地质资料时,应沿堤坝纵向布置少量勘探孔2可行性研究500~100020~200二三l/2二2"1/23初步设计100~50020~100二d/2二三1/2当地质条件发生变化或发生滑坡地段应布置勘探横断面,4施工勘探孔间距宜为20m~50m3横剖面上宜在堤坝中心及内、外侧分别布置勘探孔3个~6个。软土地基上的堤坝,宜以钻孔和十字板剪切试验孔为主,静力触探孔为辅;十字板剪切试验孔宜布置在钻孔或静力触探孔附近,且不宜单独布置。4在险工段、龙口段、物性异常以及塘、沟、坎等地段,勘探孔应呈网格状布置。5涵闸、泵站等交叉建筑物的勘探点布置应符合现行国家标准《堤防工程设计规范》GB50286和下列规定:•13•
1)可行性研究阶段可沿闸轴线布置1个纵剖面,孔距宜为50m~lOOm;横剖面宜顺水流方向布置,且不应少于1个,孔距宜为lOOm~200m;2)初步设计阶段应结合建筑方案呈网格状布置,孔距宜为20m~50m,大中型涵闸纵横勘探剖面均不宜少于3个,小型涵闸不宜少于1个。6勘探孔深度应根据地质条件和设计需要确定,且宜符合下列规定:1)堤坝钻孔深度宜为堤坝高度的3倍~5倍,当软土层厚或埋深大时取上限,反之可取下限;孔深尚应满足渗流、地基处理和稳定分析的要求;当基岩出露或埋深法时,钻孔宜揭穿强风化层并深入中(弱)风化岩层3m~5m;2)闸(站)勘探孔进入底板以下的深度宜为闸底板宽度的1.0倍~1.5倍;3)当采用桩基时,孔深应满足沉降计算要求,且宜深入桩底以下5m~lOm;4)控制性钻孔宜深入塘、沟、坎等深坑或最大冲刷深度以下5m~lOm;5)水文地质试验和长期观测钻孔宜根据水文地质条件确定。7钻进方法、孔径、孔内测试项目应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定。在细粒士和粉细砂层中不应采用螺旋钻进或冲击钻进。钻进的回次进尺应根据岩土性质、钻进方法等确定,且不应大于2.Om和取芯管管长。8各阶段应进行天然建筑材料勘察,绘制天然建筑材料分布图,评价天然建筑材料储量、质量和交通运输条件等。4.3.4取样与试验应符合下列规定:1钻孔中取样应根据岩土层性质选取取样器和取样方法,且应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定。
软土、细粒土中应采取原状样,砂和砂砾卵石层可采取扰动样。取样宜采用快速连续静压法,遇硬蒙古土等压入困难的土层时,可采用重锤少击方式取土,但应有良好的导向装置。2取样间距宜为2.Om~2.5m,在主要土层中应有足够数量的代表性原状土样,且应满足数理统计的要求。3样品尺寸应满足试验要求,其封装、保存和运输应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123的有关规定。4室内岩土试验项目可按表4.3.4的规定执行,当有特殊要求时,可进行专门试验;士的分类应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定。表4.3.4室内岩土试验项目表岩土类型试验项目细粒土砂类土岩石比重、J+十密度飞/、/+含水率、/、J界限含水率、/颗粒分析+飞J直接剪切、/+十渗透系数.J、J十三轴试验++固结、/十元侧限抗压强度十灵敏度+有机质十易溶盐+相对密度、/无数性土休止角十•15•
续表4.3.4岩土类型试验项目细粒土砂类士岩石吸水率及饱和吸水率点荷载强度十单轴抗压强度+注z“J”为必做项目3“+”为根据需要选做项目。5在规划阶段可采用工程地质类比法提出各岩土层物理力学参数建议值,可取少量试样进行试验;在可行性研究阶段,每二工程地质单元每个主要土层累计有效试验组数不应少于6组;初步设计阶段不应少于10组。6试验成果均应按工程地质单元分层统计各指标的组数、平均值、最大值、最小值、标准差、变异系数、标准值、大值平均值、小值平均值等,经综合分析后提出岩土物理力学参数建议值。7当附近有腐蚀性评价资料时,可直接采用。否则,应取样试验,并按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定进行腐蚀性评价。8应根据十字板剪切试验结果计算各试验点的峰值强度、重塑土强度和灵敏度,并绘制单孔不排水抗剪强度随深度变化曲线和斜率图,且宜绘制同一地质单元十字板剪切试验成果综合斜率图。十宇板不排水抗剪强度应根据土层条件和当地经验进行修正,不宜直接采用。•16•
5堤型与堤身5.1一般规定5.1.1堤身结构应安全、经济、耐久,就地取材,便于施工,并应满足防汛和管理的规定。5.1.2堤身设计应根据地形、地质、潮(洪〉水、风浪的情况进行,并应符合生态保护和绿化景观的要求。堤身各部位的结构与尺寸应经计算和技术经济比较后确定。5.1.33级及以上软土地基堤坝工程,宜对堤顶越浪量、防浪墙和护面结构稳定性等通过模型试验进行验证。5.2筑堤材料5.2.1当采用淤泥、淤泥质土作为筑堤材料时,可采取加大堤身断面、放缓边坡或堤身分层水平排水固结等措施保证堤身稳定。5.2.2海砂不得用于钢筋混凝土,当用于素混凝土时,应经过试验和论证。5.2.3素混凝土强度等级不宜低于C20,钢筋混凝土强度等级不宜低于C25,用于1级、2级堤坝的福凝土应采取防腐蚀措施。5.2.4当采用除淤泥及淤泥质土外的蒙古性土作为填筑材料时,其压实度应符合表5.2.4的规定。表S.2.4黠性土压实度堤坝级别及高度压实度1级堤坝二"0.942级堤坝和高度不低于6m的3级堤坝二"0.923级以下堤坝和高度低于6m的3级堤坝二注0.905.2.5石渣料作为堤身填料时,孔隙率不宜大于24%。•17•
5.3堤型选择5.3.1海岸软土地基堤坝工程的形式应按因地制宜、就地取材的原则,根据堤段所在的地理位置、重要程度、地质条件、筑堤材料、水流及风浪特性、施工条件、运用和管理要求、环境景观、工程造价等因素,经过技术经济比较后确定。5.3.2根据筑堤材料,可选择土堤、石堤、土石泪合堤、钢筋混凝土堤等;根据堤身断面形式,可选择斜坡式堤、陡墙式堤或混合式堤等;根据防渗体设计,可选择均质土堤、茹土心墙堤等。5.3.3同一堤线的各堤段可根据具体条件采用不同的堤型。在堤型变换处应做好连接处理,宜设置过渡段。5.4堤坝断面设计5.4.1堤坝断面形式的确定宜符合下列规定:1斜坡式断面宜用于风浪较大的堤段,当滩涂面较高时,可采用在土堤临海侧护面的形式;当滩涂面较低时,宜在临海侧设抛石棱体。2陡墙式断面宜用于风浪较小、堤基较好的堤段,临海侧宜采用重力式或箱式挡墙,底部应采取抛石基础或与压载相结合的防护措施。3混合式断面宜用于滩涂面低、风浪作用强的堤段,宜在设计高潮位处设置消浪平台,消浪平台的宽度宜为1倍~2倍设计波浪高度,且不宜小于3.Om。5.4.2堤坝设计潮位、波浪重现期及安全加高应根据堤坝工程级别按表5.4.2取值。表5.4.2堤坝设计潮位、波浪重现期及安全加高重现期(年)安全加高(m)堤坝工程级别潮位和波浪不允许越浪|允许部分越浪二主1001.00.5•18•
续表5.4.23呈现期(年)安全加高(m)堤坝工程级别潮位和波浪不允许越浪允许部分越浪250~1000.80.4330~500.70.4420~300.60.3510~200.50.35.4.3在进行堤顶高程计算时,波浪爬高累积频率应按表5.4.3取值。表5.4.3波浪爬高累积频率标准堤坝越浪设计条件波浪累积频率(%)不允许越浪王三2部分允许越浪2~135.4.4当采用瑞典圆弧法和简化毕肖普法时,堤坝整体抗滑稳定安全系数不应小于表5.4.4的规定。当采用其他稳定分析方法时,其安全性应另作论证。表5.4.4堤坝整体抗滑稳定安全系数计算方法堤坝工程的级别12345正常运用条件1.301.251.201.151.10瑞典圆弧法安全系数非常运用条件I1.201.151.101.051.05非常运用条件E1.101.051.051.001.00正常运用条件1.501.351.301.251.20简化毕肖普法安全系数非常运用条件I1.301.251.201.151.10非常运用条件E1.201.151.151.101.05注:1正常运用条件指设计正常应用条件;2非常运用条件I指施工条件;3非常运用条件E指正常运用条件与地震条件的组合。5.4.5在进行堤坝的强度和稳定性计算时,波浪累积频率应按表
5.4.5取值。表5.4.5波浪累积频率堤坝形式部位设计内容波浪累积频率(%)防浪墙、陡墙强度和稳定性1陡墙式基床、护底块石稳定性5防浪墙强度和稳定性1斜坡式护面块石稳定性13护底块石稳定性13注:当平均波高与水深比值不大于0.3时,宜采用5%。5.4.6防浪墙抗滑、抗倾覆稳定安全系数不应小于表5.4.6的规定。表5.4.6防洪墙抗滑、抗倾覆稳定安全系数类别防浪墙抗滑稳定防浪墙抗倾覆稳定堤坝工程的级别1234512345安正常运用条件1.351.301.251.201.151.601.551.501.451.40全非常运用条件I1.201.151.101.051.051.501.451.401.351.30系数非常运用条件E1.101.051.051.001.001.401.301.301.201.205.4.7堤坝龙口度汛、堵口潮位设计重现期可根据建筑物级别按表5.4.7取值。表5.4.7龙口度汛、堵口潮位设计重现期{年)堤坝建筑物级别1234、5时段潮位龙口度汛305级配连豆TH不连续允许坡降Io.25~0.35I0.35~o.50Io.50~o.soIo.25~o.40Io.15~o.25I0.10~0.20注:1Cu为土的不均匀系数p2表中的数值适用于渗流出口元反滤层的情况,当有反滤层作保护时,则可提高2倍~3倍。6.2.7当两层土均为非管涌型土时,接触冲刷临界水力坡降可按下式计算zId仁、d:nhtt.g=I5.0十16.5」立1~(6.2.7)飞D2oID2o式中:Jk.H.g一一接触冲刷临界水力坡降;d;。一一较细层土颗粒大小分布曲线上的某粒径(mm),小于该粒径的土含量占总质量的10%;D2o一一-较粗层土颗粒大小分布曲线上的某粒径(mm),小于该粒径的土含量占总质量的20%。6.2.8薪性土流土型临界水力坡降宜按本规范式(6.2.5-1)计算。其允许坡降应以土的临界坡降除以安全系数确定,安全系数不宜小于2.0。6.3抗滑与抗倾覆稳定验算6.3.1堤坝抗滑与抗倾覆稳定验算应包括下列内容:1堤坝边坡和地基整体抗滑稳定p2护坡底面抗滑稳定、护坡内部稳定;3防护墙、防浪墙抗滑、抗倾覆稳定;4防护墙基底应力和地基承载力。6.3.2堤坝边援和地基抗滑稳定可按正常运行条件和非常运行条件进行验算z1正常运行条件稳定验算指竣工后运行期断面的抗滑稳定验算。
2非常运行条件I稳定验算可分为下列三项:1)分级加载施工的堤坝,各级加载条件下施工断面的抗滑稳定验算;2)堵口截流堤断面的抗滑稳定验算;3)完建期非龙口段及龙口段堤坝断面的抗滑稳定验算。3非常运行条件H稳定验算指竣工后运行期的堤坝承受地震等特殊荷载的稳定验算。6.3.3堤坝边坡和地基抗滑稳定验算时,应根据工程实际情况确定计算工况及其相应的水位和荷载的最不利组合。各计算工况及其i脑海侧、背海侧水位组合可按表6.3.3采用。表6.3.3堤坝整体抗滑稳定计算工况及其临海侧、背海侧水位组合计算工况验算断面验算边坡1陆海侧潮(水)位背海侧水位常水位或背海坡设计高潮(水)位最低控制水位正常运行竣工后断面设计低潮(水)位最高水位条件l陆海坡潮(水)位降落至压载最高水位平台顶或滩涂面高程施工期高潮(水)位或施工期最低背海坡设计高潮(水)位水位或元水分级施工断面非常运行或堵口截流堤施工期低潮(水)位或施工期条件I断面(未闭气)设计低潮(水)位最高水位临海坡或完建期断面潮(水)位降落至压载施工期平台顶或滩涂面高程最高水位背海坡多年平均高潮(水)位常水位非常运行多年平均低潮。rj(〕位常水位竣工后断面条件E临海坡潮(水)位降落至压载常水位平台顶或滩涂面高程•31•
注:1施工期潮(水)位包括堵口设计潮(水)位、度汛设计潮(水)位等;2降落前的潮(水)位为施工期高潮(水)位或设计高潮(水)位;3降落后施工期低潮(水)位或设计低潮(水)位高于至压载平台顶时,按实际潮(水)位计算。6.3.4多雨地区的土堤,应根据填筑土的渗透和堤坡防护条件,核算长期降雨期堤坡的抗滑稳定性,其安全系数可按非常运行条件采用。6.3.5堤坝边坡和地基抗滑稳定验算应符合下列规定:1当设计低潮位低于滩涂面高程时,均应采用滩涂面高程作为设计低潮位。2地震力的计算方法应按现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》SL203的有关规定执行。3计算土体自重时,水下部分应按浮重度计算,水上部分的堆砌石应按于重度计算,对于土体可采用饱和重度或湿重度计算。4渗透力可用简化的替代重度法,即在计算滑动力矩时,浸润线以下、设计低水位以上部分可采用饱和重度,但计算抗滑力矩时应采用浮重度。5对于堆石截流堤,可将内、外水位与截流堤边坡的交点以直线连接作为浸润线位置;对一般堤坝,可取内水位与防渗土体内边坡的交点和多年平均高潮位与防渗土体外边坡的交点以直线连接作为浸润线位置。6计算内、外坡抗滑稳定时,可视抛石、砌石体为透水体;潮位升降作为水位骤升骤降处理,可认为堤身闭气土方浸润线保持原位置不变。7当堤顶有堆载或车辆荷载时,应将其换算成堤身荷载。6.3.6堤坝边坡和地基整体稳定验算可采用瑞典圆弧滑动法或简化毕肖普法。采用爆炸置换法软基处理的海堤宜采用简化毕肖普法。当堤基存在较薄软弱土层或倾斜岩面时,宜采用复合滑动面法验算。•32•
6.3.7堤坝抗滑稳定分析时宜采用总应力法,当施工历时较长,地基产生部分固结时,宜采用有效固结应力法和改进总强度法。6.3.8瑞典圆弧滑动法计算应符合下列规定(图6.3.8):。立图6.3.8圆弧滑动法示意图。一滑动因弧圆心;L浸润线1总应力法应按下式计算:K2.::[CW1;十W~;+W~;)COSa;tanl>;十c点secαJ2.::CW1;+W~;+W~;)sin亿(6.3.8-1)2有效应力法应按下式计算:K=2.::{[CW1;十W,;十w;;)cosαz→(风YwZJb,secaJtani">".+c".b;se问}2.::CW1,十W,i十w;Jsinαz(6.3.8-2)式中:K抗滑稳定安全系数;W1;第i土条浸润线以上的土体的天然重量CkN);Wz;一-第i土条浸润线与外坡水位线之间的土体的饱和重量CkN);w~i第i土条浸润线与外坡水位线之间的土体的浮重量CkN);w;i一一第i士条外坡水位线以下的土体浮重量CkN);
α;-一通过第i个土条底面中点的径向线与垂直线的夹角(。);仇、C;第z土条底部土体的内摩擦角(。)、蒙古聚力CkPa);4、c'.一一第i土条底部土体的有效内摩擦角(。)、有效站聚力CkPa);b;第i土条的宽度(m);u;-第i土条底部的孔隙水压力CkPa);Yw一一水的重度CkN/m3);Z;坡外水位线高出第z土条底面中点的距离(m)。6.3.9简化毕肖普法计算应符合下列规定:1总应力法应按下式计算:KI;[(W1;+W~;+W;Jcosα,ta呻,+cιsecaJ[l/(1+tana,tanb,/K)]I:CWi;十w;i+w;i)sin化(6.3.91)2有效应力法应按下式计算:KI;{[CW1,十W幻十w;Jcnsαi(u,r.ZJb,se臼Jtanil:十c:b,se陆}[1/(1十tana与tan纠/K)]I;(W1,+W2i+w;,)sinα4(6.3.92)6.3.10有效固结应力法应按下式计算(图6.3.10):。A4ζαz图6.3.10有效固结应力法示意图I地基;f[一填土;(〉-滑动圆弧圈心;R一滑动圆弧半径,A、B、C滑动困弧与地基和填士的交点•34•
BC:6CcJ,十W11COSα,tan在+U,p,,L,ta丑化u)十k1:6Ccn,L,+儿Wn1COSα,tan¢n)KABBC:6CW1,十WnJsin民+:6Wrr,sinαiAB(6.3.10)式中:L;一一一第z士条的弧长(m);W1a一一第i土条在地基部分的重量CkN);Wu;-一第i土条在堤身部分的重量CkN);Uzi-土条底面所在地基土的固结度(%);cf>u、Cu一一一地基土层不固结不排水强度指标(。、kPa);rf>cu地基土层固结不排水剪求出的内摩擦角co);内、Cn;一一堤身土层抗剪强度指标(。、kPa),可由三轴固结不排水剪试验求出;印第i土条底面弧段中点切线与水平线的夹角(。);σu堤身荷载在第i个土条弧段中点的附加压力CkPa);ki-堤身抗滑力矩折减系数;是2堤身强度指标折减系数。6.3.11改进总强度法应按下式计算:BC2:::(SuLi十UziO"ziLitan丸)+k12:::Ccn;L;+ιWn;cosa;tanc/>n)K=ABBC:2:::CW1;+Wn;)sina;+2:::Wn;sin亿AB(6.3.11)式中:Su由静力触探试验的比贯入阻力或锥尖阻力换算的十字板抗剪强度或直接由十字板剪切试验得到的抗剪强度CkPa)。6.3.12对地基的抗剪强度指标,应根据地基土质条件、工程实际情况和稳定验算方法等,分别选用室内三轴或直剪试验的不排水剪切试验、固结不排水剪切试验和排水剪切试验,或采用现场十字板剪力仪所测定的强度指标。各计算工况应按下述方法选取相应的强度指标:•35•
1当堤坝施工速度较快,地基不发生团结排水时,施工期地基土应取直接快剪试验强度指标、三轴不固结不排水强度指标或十字板强度指标。对于天然含水量大于60%、强度很低的软土,宜用十字板强度指标。2对于稳定渗流、水位降落及地震等工况,可视为地基土体已固结。当采用总应力法进行稳定分析时,土的抗剪强度指标宜取经饱和后的固结快剪指标试验强度或三轴固结不排水试验强度指标;当采用有效应力法进行稳定分析时,土的抗剪强度指标宜取经饱和后的慢剪试验强度指标或三轴固结排水试验强度指标。3当加荷速率较慢、分期施工或地基设置竖向排水设施时,应按施工期地基固结、土体强度增长的情况计算。6.3.13堤身材料的抗剪强度指标应由室内或现场试验测定。对于抛石材料,也可采用经验数据,抛石体内摩擦角可取38。~40°;爆破芳实抛石体的内摩擦角可取39°~45。。6.3.14在预压荷载下,正常固结饱和秸性土地基中某一点的抗剪强度可按下式计算:τIt=τfo十U,1:,.σztan在(6.3.14)式中:r1,~t时刻该点土的抗剪强度CkPa);τ如二一地基土的天然抗剪强度CkPa);u,-该点土在t时刻的固结度(%);Aσz-预压荷载引起该点的附加竖向应力CkPa);Oi}飞户口/」/户口一到aσ“+σmpS口=←E:丁十E口)hi(6.4.5-2)
式中:户口、五z一-第i土层的先期固结应力和现有有效应力CkPa);正常固结土如=此,超固结土ι〉片;σsi,!7zi~第z土层的自重压力和附加压力CkPa);E“、C口第i土层的压缩模量CMPa)和压缩指数,应通过分级加荷固结试验确定;E:;、Csi←÷→第z土层的回弹模量CMPa)和回弹指数,应通过卸荷和再加荷的固结试验确定。2当σsi十σzi<户口时,可按下列公式计算:S,;=士;巳Jg(吃生)(6.4.53)S一σsi十σ旦-ρ;;,_(6.4.5-4)E:;,.6.4.6压缩层计算深度应自基础底面起算,计算深度应符合下列规定z1当堤坝地基为一般软土层时,计算深度处向上取厚度为lm的土层的压缩量应符合下式要求:6.Sn,s;:;o.0252::6.S,(6.4.6-1)式中:6.S"←二计算深度处向上取厚度为lm的土层的压缩量(mm);6.S;→一在深度范围内第i层土的计算压缩量(mm)。2当堤坝地基为淤泥或淤泥质土层时,计算深度应符合公式(6.4.62)的要求。当计算深度以下仍有软土层时,则应继续计算至软土层底,并符合公式(6.4.6-3)的规定:σzn°"'三0.2σSn(6.4.6-2)h<0.1σsn(6.4.63)式中:σzn二→压缩层计算深度处地基土的垂直附加压力CkPa);σsn-压缩层计算深度处地基土的自重压力(kPa)。6.4.7对于多级等速加荷,施工过程的地基沉降量可按下式计算:•40•
S,=ICm.l)__f」+u,ISc(6.4.7)L2::AP」式中:S,-t时刻地基的沉降量(mm);u,一-t时刻的固结度(%〉,可按本规范附录A计算;P,一-t时刻的累计荷载CkPa);2::AP一一总的累计荷载CkPa)。6.4.8按室内压缩试验的应力应变关系,可按下列公式将应力固结度转换为应变固结度:1当采用eρ压缩曲线时,应变固结度cu:)可按下式计算:u:-P1一ρoeo-e,U舍(6.4.81)‘e。-e1p,-po‘2当采用e-lgp压缩曲线时,应变固结度cu:)可按下式计算zU"_lg(l十kmU,)(6.4.8-2)lg(l+ι)式中:CT:一一应变回结度(%);u,应力固结度(%);Po,eo一一天然地基初始有效应力CkPa)及对应的孔隙比;p,、e,一一固结过程中t时刻地基的有效应力CkPa)及对应的孔隙比;ρf、e1一一完全固结时的地基有效应力CkPa)及对应的孔隙比;km一一加荷比,ι=σ•!σs,σz为由上覆荷载产生的地基(土层)附加压力平均值,民为天然地基土层的自重压力平均值。•41•
7地基处理7.1一般规定7.1.1地基处理方法应根据土质条件及加载方式、建筑物类型及适应变形能力、施工条件、材料来源、水位水质、处理费用及周边环境等因素,通过技术经济与环境综合比较后确定。海岸软士地基堤坝工程中常用的地基处理方法可按表7.1.1选用。表7.1.1堤坝软土地基处理的常用方法地基处理方法适用条件说明浅层软弱地基及不均匀地置换深度受开挖条件换填垫层法基的处理,换填软士厚度不限制宜大于4m可采用侧向冲淤、超载、浅层淤泥及淤泥质士,自自重挤淤法强王子等附加措施增加挤淤置换法重挤淤厚度不宜大于5m深度深厚淤泥及淤泥质土,置换深度宜为5m~35m,工程速度快、工后沉降小。爆炸置换法周边环境及相邻建筑物无制受造价和环境影响限制约性的影响淤泥及淤泥质土层厚度不排水团结速度受淤泥及堆载预压法宜大于5m淤泥质土层厚度限制排水固结法真空预压一般处理承载力为淤泥、淤泥质吹填士等超(含真空联合80kPa,必要时可以采取联饱和软稀土地基处理堆载预压)法合堆载加固•42•
续表7.1.1地基处理方法适用条件说明造价较高,适用特殊地段或沉降变形要求严格的淤泥及淤泥质士,加固深水泥土搅拌法堤坝段、不同地基处理方度不宜大于20m法的衔接处理等。需要有复合陆上施工的条件地基法饱和软勃土,对于不排水振冲置换桩抗剪强度小于20kPa的淤泥要有陆上施工条件及淤泥质士应慎用7.1.2经处理的堤坝地基应符合下列规定:1地基稳定应进行静力稳定分析计算,对抗震设防的堤坝,应按现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》SL203进行动力稳定分析。2地基应进行沉降计算,完工后堤坝地基和堤坝自身的总沉阵、工后沉降及不均匀沉降不应影响堤坝的安全和正常使用。3渗流控制应保证堤坝地基及背水侧堤坝土体及坡脚外土层的渗透稳定。7.1.3当地基处理方法可能对周围环境或建筑物产生不利影响时,应对影响程度进行分析,并提出有效的防护措施。当存在对周围环境或建筑物有严重危害或安全影响时,应另行选择地基处理方法。7.1.4当堤坝地基下存在承压水或浅层气时,应对地基处理设计方案进行论证。7.1.5对重要、复杂或大型工程,应选择代表性堤坝段进行地基处理现场试验段设计,提出测试项目、监测控制和施工要求,通过试验取得技术参数指导设计与施工。7.2地基处理设计7.2.1采用换填垫层法处理堤坝地基时应符合下列规定:•43•
1换填垫层的厚度宜为0.5m~3.Omo2换填垫层材料宜选用碎石、卵石、砾石、粗砂和中砂,且应级配良好。3换填排水砂垫层,其砂的含泥量不宜大于5%,最大粒径不宜大于lOcmo4当采用土工合成材料构筑加筋垫层时,土工合成材料的品种、性能应与填料、地基土相适应,应符合现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB50290的规定,并应通过现场试验和论证后确定。7.2.2采用堆载预压法处理堤坝地基时应符合下列规定:1当软土层厚度不大或含有较多薄砂夹层,在设计荷载作用下其固结速率能符合工期要求时,可只设置排水砂垫层。排水砂垫层的厚度,陆上不宜小于0.5m;水下不宜小于1.Omo当地基表层土处于流塑状态时,宜采用土工织物,其性能应符合加筋、反滤、隔离的要求。软土层厚度较大时,应增设塑料排水板或袋装砂井、普通砂井等竖向排水体。2排水砂垫层的砂料宜用含泥量不大于3%且掺透系数不小于5×103cm/s的中、粗砂。3堆载预压设计计算应包括下列内容:1)选择竖向排水体的形式,确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度;2)确定施加荷载的大小、范围、分级、加荷速率、预压或分级预压时间和工后预留沉降量;3)计算地基固结度、强度增长、抗滑稳定及变形等;4)提出质量检测、检验要求。4堆载预压设计应符合下列规定:1)预压荷载应根据设计要求确定,可取堤坝断面的基底压力作为预压荷载。实际施加的荷载应包括预压荷载和回填土的重量;•44•
2)加载速率应与地基土的强度增长相适应,加载各阶段应进行地基稳定验算;3)竖向排水体的长度应根据堤坝高度和土质情况,经稳定和沉降计算后确定;竖向排水体深度应大于危险滑动面以下3m,并应符合堤坝工后沉降量的要求;4)竖向排水体闰距应根据所要求的固结时间、施工工艺等确定。普通砂井宜采用2.Om~3.Om,袋装砂井宜采用1.Om~1.Sm,塑料排水板宜采用0.7m~1.Sm;高灵敏度软土宜取较大值;其最大间距可用井径比控制:普通砂井不宜大于10,袋装砂井不宜大于20,塑料排水板不宜大于25;5)对于竖向排水体的直径,普通砂井水下宜采用300mm~400mm,陆上宜小于300mm;袋装砂井宜采用70mm,塑料排水板宽度宜为lOOmm,厚度宜为3.5mm~5.Omm,其排水体等效换算直径可按下式计算:D2(b十的w=α(7.2.2)π式中:Dw一←竖向排水体等效换算直径(mm);a换算系数,无试验资料时可根据工程经验取0.75~1.00;b塑料排水板宽度(mm);S→一塑料排水板厚度(mm)。6)竖向排水体的平面布置可采用等边三角形或正方形。采用等边三角形时,竖向排水体的有效排水直径应为排水体间距的1.05倍;采用正方形时,竖向排水体的有效排水直径应为排水体问距的1.13倍;7)竖向排水体顶面宜高出水平排水垫层lOcm~15cm,并折埋于水平排水垫层中或设一层隔离加筋土工织物;8)在瞬时荷载条件或分级加载条件下,堤坝堆载顶压处理•45•
范围的平均总应力固结度、竖向平均应力固结度和径向平均应力固结度宜按本规范附录A计算;当处理范围内各区的计算条件不同时,应分别计算平均固结度;9)当地基士灵敏度高、塑料排水板间距较小或打设深度较大时,应计算井阻与涂抹效应对地基应力固结度的影响,并宜符合本规范附录A的规定;10)对正常固结的软秸士,地基士强度增量可按本规范第6章的有关公式计算。7.2.3采用真空预压和真空联合堆载预压法处理堤坝地基时,应符合下列规定:I真空预压法处理地基前应确定预压区面积和分块大小、真空预压工艺、要求达到的真空度、土层的固结度、预压后地基变形值以及地基土的强度等。2竖向排水体的间距可按本规范第7.2.2条的有关规定选用,采用砂井时应选用中粗砂,其渗透系数应大于1×10-2cm/so3真空预压的膜下真空度应稳定地保持在86.7kPa(650mmHg)以上,且应均匀分布;竖井范围内的平均固结度应大于90%。4当堤坝的地基压力超过真空预压的压力,且堤坝上部结构对地基变形有严格要求时,可采用真空和堆载联合预压法。5对于表层存在良好的透气层或在处理范围内有充足水源补给的透水层时,应采取措施隔断透气层或透水层。6真空预压地基最终沉降量可按本规范第6章的有关公式计算,沉降经验系数可取0.8~0.9;真空联合堆载预压法以真空为主时,沉降经验系数可取0.9。7抽真空的设备,可按预压面积的大小、形状和土层结构特点确定,一套设备抽真空的面积宜取800m2~1500m208当工程附近缺乏水平排水砂垫层料时·,可采用直排式真空预压法处理。7.2.4采用爆炸置换法处理堤坝地基时,应符合下列规定:
1当置换的软土层厚度为5m~35m、石料来源有保障、施工影响范围内不存在环境制约因素时,可采用爆炸置换法进行地基处理。爆炸置换法可分为爆炸挤淤置换法和爆炸排淤填石法,应根据置换软土的厚度选用。2爆填堤心石基础可分落底式和悬浮式两种结构,应根据工程特点和经济性确定,并应符合下列规定:1)当基础软土层厚度较小,下卧硬土层坚硬密实或基岩埋藏较浅时,爆填堤心石基础宜采用落底式结构;落底宽度可根据整体稳定分析结果和堤坝上部结构布置的要求确定;2)当基础软土层较深厚,在满足海堤整体稳定要求的前提下,可采用悬浮式结构。3爆填堤心石的结构宜符合下列规定:1)堤心石范围应包括堤身和迎潮面护坡基础的主石坝基础部分;当抛石护脚和其他范围基础需加强时,宜同时处理;2)爆填堤心石断面结构宜根据施工方法综合确定;当软基置换厚度较深厚或采用“悬浮式”结构时,应采用爆炸挤淤置换法;3)爆填堤心石基础的顶部应高于多年平均高潮位lm以上;涂面以上部分可根据堤上部结构轮廓要求设定,涂面以下部分断面宜与其爆填成形规律相吻合,并应符合稳定及安全要求;4)爆填堤心石底部水平段宽度不宜小于2.5倍堤顶宽,并宜上、下对齐;5)爆填堤心石最大腰宽以上部分的握合过渡层可忽略;最大腰宽以下部分的混合过渡层厚度及抛石含量应根据置换深度和落底情况确定;底部的混合过渡层厚度可取lm~2m,爆填堤心石含量可取50%~80%。•47•
7.2.5采用水泥土搅拌桩法处理堤坝地基时应符合下列规定:1应根据施工设备、处理深度及地基士的含水量等因素采用浆液搅拌法工艺。对于泥炭士、有机质士、塑性指数大于25的蒙古土地基及地下水具有腐蚀性的地区,应通过现场试验确定水泥土搅拌法的适用性。2设计前应通过室内试验,选择固化剂、外掺剂及其掺量,提供各种龄期、各种配比的强度参数:1)固化剂宜选择强度等级等于或高于32.5级的普通硅酸盐水泥。块状加固时水泥掺量可用被加固湿土量的7%~12%,采用其他加固形式时水泥掺量宜为12%~20%;水泥浆的水灰比可采用0.45~0.55;在避免污染环境的前提下,可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝及节省水泥等作用的外掺剂;2)坚向承载水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值,对承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。3水泥土搅拌桩的长度应根据堤坝结构对承载力和变形的要求确定,宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层,桩端应低于危险滑动面以下Zm。水泥搅拌桩的长度不宜大于ZOm,桩径不应小于500mm,水泥搅拌桩的置换率可按下式计算:f,p』《(7.2.5-1)式中:f,pl军一→复合地基承载力特征值CkPa);;m-←面积置换率;Ra~单桩竖向承载力特征值CkN);AP-桩的截面积(m2);F一一桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,无经验时可取o.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;•48•
f,k二一处理后桩间土承载力特征值CkPa),宜按地区经验取值,无经验时可取天然地基承载力特征值。4水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。初步设计时可按下列公式计算,并取其中的较小值:Ra=up,~q,J;十吨AP(口ι2)Ra=r;f式中:/cu水泥土试块在标准养护条件下90d龄期的元侧限抗压强度平均值CkPa);平一二桩身土强度折减系数,干法宜取0.20~0.30,湿法宜取0.25~0.33;Up一一桩的周长(m);η一→桩长范围内所划分的士层数;q,;一-桩周第t层土的侧阻力特征值CkPa),对淤泥可取4kPa~7kPa;对淤泥质土可取6kPa~12kPa;对软塑状态的蒙古性士可取lOkPa~15kPa;对可塑状态的黠性土可取12kPa~18kPa;l;桩长范围内第i层土的厚度(m);qp一-桩端地基士未经修正的承载力特征值CkPa),可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定确定;α一一桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4~0.6"承载力高时取低值。s水泥土搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层的厚度可取20cm~30cm,其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mm。6水泥土搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点、地基承载力和变形要求,采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固形式,柱状加•49•
固可采用正方形、等边三角形等平面布置形式。7水泥土搅拌桩复合地基变形应包括复合土层的平均压缩变形CS1)和桩端下卧层的压缩变形CS2):1)水泥土搅拌桩复合土层的压缩变形可按下列公式计算:S一(ρz+ρzl)l(7.2.5-4)12E,pE,P=mE"+Cl•m)E,(7.2.55)式中:ρz搅拌桩复合土层顶面的附加压力值CkPa);ρzl一一搅拌桩复合土层底面的附加压力值CkPa);t一一搅拌桩桩长(m);E,p一一搅拌桩复合士层压缩模量也Pa);Ep搅拌桩的压缩模量CkPa),可取(100~120)fcuo对桩较短或桩身强度较低者可取低值,反之可取高值;E,→一桩间土的压缩模量CkPa)。2)桩端以下未加固士层的压缩变形CS2)可按本规范第6章的相关规定计算。•50•
8堤岸防护8.1一般规定8.1.1受风浪、水流、潮沙作用可能发生冲刷破坏的堤岸,应采取防护措施。堤岸防护宜采用工程措施与生物措施相结合的方法。8.1.2根据风浪、水流、潮沙、船行波、地质、地形、施工条件、运行要求等因素,堤岸防护工程可选用坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸及其他防护形式。8.1.3堤岸防护工程的结构、材料应符合下列规定:1坚固耐久、抗冲刷、抗磨损性能强;2适应变形能力强;3便于施工、修复、加固;4就地取材、经济合理。8.1.4堤岸防护长度应根据风浪、水流、潮沙及堤岸崩塌趋势等分析确定。8.1.5堤岸顶部的防护范围应符合下列规定:1险工段的坝式护岸顶部应等于或高于设计潮水位0.5m。2堤前有窄滩的防护工程顶部应等于或高于滩面。8.1.6堤岸防护工程的护脚延伸范围应符合下列规定:1护脚延伸范围应满足最大冲刷深度的要求。2在水流平顺段可护至坡度为1=3~1=4的缓坡滩面处。3堤岸防护工程的护脚工程顶部平台应高于平均低潮(水)位0.5m。8.1.7堤岸防护工程与堤身防护工程应连接良好。8.1.8防冲及稳定加固储备的石方量应根据可能冲刷的深度、海滩土质情况、防汛抢险需要及已建工程经验确定。冲刷深度应按•51•
现行国家标准《堤防工程设计规范》GB50286的规定计算。8.2坡式护岸8.2.1坡式护岸上部的结构形式应符合现行国家标准《堤防工程设计规范》GB50286的有关规定。下部护脚部分的结构形式应根据岸坡情况、水流条件和材料来源,采用抛石、石笼、土工织物软体排、土工织物枕、模袋泪凝土、混凝土、混凝土预制块体、混合形式等,经技术经济比较选定。8.2.2抛石护岸应符合下列规定:1抛石粒径应根据水深、流速、风浪按现行国家标准《堤防工程设计规范》GB50286的规定计算或根据工程经验确定。2抛石厚度不宜小于抛石粒径的2倍。3抛石护岸坡度宜小于1:1.5。8.2.3土工织物枕及士工织物软体排可根据水深、流速、士质采用,并应符合下列规定:1士工织物材料应具有高强度、抗拉、抗磨、耐酸碱等性能,孔径应满足防渗、反滤要求。2当护岸土体自然坡度大于1:2.0,坡面不平顺或存在块石等尖锐物时不宜采用。3土工织物枕、土工织物排应设在多年平均最低水位以下。4土工织物软体排垂直于水流方向的长度应满足当滩面发生最大冲刷时,排体随变形后的坡度不陡于1:2.505土工织物软体排垫层顺水流方向的搭接宽度不宜小于1.Om。8.2.4饺链式混凝土板→土工织物排应符合下列规定:1排首应位于多年平均最低水位处。2混凝土板的厚度应根据水深、流速经压载防冲稳定计算确定。3顺水流方向的沉排宽度应根据沉排规模、施工技术要求
确定。4土工织物垫层的搭接宽度宜为1.5m~2.Om。5沉排排首可用钢链挂在固定的堤顶桩墩上,排尾可加压重混凝土板。8.3坝式护岸8.3.1坝式护岸可选用丁坝、川质坝及丁、)I回坝相结合的等布置形式。坝式护岸按结构材料、坝高水流、潮流流向间的关系,可选用透水、不透水,淹没、非淹没,上挑、正挑、下挑等形式。8.3.2坝式护岸工程应按治理要求依堤岸修建。丁坝坝头的位置应在规划的治导线上,并宜成组布置,顺坝应沿治导线布置。8.3.3丁坝的平面布置应根据整治规划、水流流势、河岸冲刷情况和工程经验确定,并宜通过模型试验验证。丁坝的平面布置应符合下列规定:1丁坝的间距可为坝长的1倍~3倍。2非淹没丁坝宜采用下挑形式布置,坝轴线与水流流向的夹角应采用30。~60。,强潮海岸丁坝的轴线宜垂直于强潮流方向。8.4墙式护岸8.4.1对堤外无滩易受水流冲刷、保护对象重要、受地形条件或既有建筑物限制的塌岸宜采用墙式护岸。8.4.2墙式护岸临水侧的结构可采用直立式、陡坡式,背水侧可采用直立式、斜坡式、折线式、卸荷台阶式。墙体结构材料可采用混凝土、浆砌石、轻质硬壳材料等,断面尺寸和墙基嵌入堤岸坡脚的深度应根据堤身和堤岸整体稳定计算确定。在水流冲刷严重的堤段,应加强护基措施。8.4.3墙式护岸在墙后与岸坡之间可回填砂砾石。墙体应设置排水孔,排水孔处应设置反滤层。在风浪冲刷严重的堤段,墙后回填体的顶面应采取防冲措施。•53•
8.4.4墙式护岸沿长度方向应设置变形缝,钢筋混凝土结构的分缝间距可为20m,混凝土结构可为15m,浆砌石结构可为lOm,轻.质硬壳材料可为20mo在堤基条件改变处应增设变形缝,并作防渗处理。8.4.5墙式护岸基础可采用地下连续墙、沉井或桩基,结构可采用钢筋混凝土或少筋混凝土,其断面结构尺寸应根据结构应力分析计算确定。8.5堤岸护坡8.5.1堤岸护坡包括护脚、护坡、封顶三部分,施工顺序宜为护脚、护坡、封顶。8.5.2当采用抛石、石笼、土工织物软体排、土工织物枕、模袋?昆凝土、j昆凝土、混凝土预制块体等方式护脚时,应分别符合下列规定:1抛石护脚应符合下列规定:1)石料尺寸和质量应符合设计要求;2)抛投时机宜在非汛期内选择;3)抛石前,应测量抛投区的水深、流速、断面形状等基本情况54)宜通过试验掌握抛石位移规律;5)抛石应从最能控制险情的部位开始,依次展开;6)船上抛石应准确定位,自下而上逐层抛投,并及时探测水下抛石坡度、厚度;7)水深流急时,应先用大石块在护脚部位下游抛一石埂,然后再逐次向上游抛投。2石笼护脚应符合下列规定=1)石笼大小应根据需要和抛投方法而定,石笼体积宜为1.Om3~2.5m气2)应先从最能控制险情的部位开始,依次扩展,并适时进行
水下探测,坡度和厚度应符合设计要求;3)抛完后,应采用大石块将笼与笼之间不严密处抛填补齐。3土工织物软体排、土工织物枕应符合下列规定:1)土工织物的强度、伸长率、孔径、渗透系数等技术指标应符合设计要求;2)铺设时,土工织物宜保持松弛状态;3)土工织物装土、砂的充填度宜为70%~80%04混凝土沉井护脚应符合下列规定z1)沉井应在低潮(水)位时按设计要求在滩面上准确定位;2)应采用人工或机械对称均匀挖除沉井内的滩面介质,使沉井平稳沉至设计高程;3)混凝土沉井中回填砂石料的顶面应以大石块盖护。5土工织物软体沉排护脚应按现行行业标准《堤防工程施工规范》SL260的工艺要求操作。8.5.3根据设计要求采用砌石、植被等方式进行护坡时,应分别符合下列规定:1砌石护坡应符合下列规定:1)应按设计要求整坡,并铺设垫层或反滤层;2)干砌石护坡,应由低向高逐步铺砌,应嵌紧、整平,铺砌厚度应达到设计要求;3)浆砌石护坡,应做好排水孔的施工;的灌砌石护坡,应保证混凝土的质量,并做好整坡和灌入振捣工作。2草皮护坡应按设计要求铺设三维土工格栅网,内植草皮,选用适宜草种,铺植应均匀,草皮厚度不应小于30mm,并加强草皮养护,提高成活率。8.6其他防护形式8.6.1陡岸的稳定可采用桩式护岸。•55•
8.6.2桩式护岸的材料可采用木桩、钢桩、预制钢筋泪凝土板桩、预制钢筋混凝土管桩等。8.6.3桩的长度、直径、人土深度、桩距、材料、结构等应根据桩前水深、波高、波长、地质等通过计算或按工程经验确定。8.6.4桩式护岸宜采用1~3排桩,可选用丁坝、顺坝、“r”型等布置形式。排距可采用2.Om~4.Om0同一排桩的桩与桩之间可采用间隔布置、密排布置。间隔布置桩间应以横梁连系并挂士工织物,土工织物内应充填石料或砂土构成屏蔽式桩坝。对板桩和密排布置桩,桩间可充填石料或砂土。桩与堤脚之间可抛块石、混凝土预制块等护桩护底材料。8.6.5岸、滩宜采取植被等生物防护措施,可设置防浪林台、防浪林带、草皮护坡等。•56•
9度汛与堵口9.1一般规定9.1.1堤坝工程施工宜在台汛期前完成,对跨台汛期施工的堤坝工程,应在台汛前达到预定的防御能力,并应制订度汛预案。9.1.2堤坝工程施工期度汛,应按施工度汛防潮(洪)标准做好堤身和围堪护面的防护;临时防护措施宜与永久工程相结合。9.1.3堤坝圈围工程应综合地质、地形、堵口材料、运输条件和水闸位置等因素合理设置龙口位置。9.1.4龙口位置宜选择在地质条件较好、水较深的地段,并宜选择在沿堤滩地的汉道、潮沟处。9.1.5龙口的位置尚应有利于堵口工艺的实施,宜根据堵口材料来源、运输条件和水闸位置等因素,选用集中或分散布置的形式。9.1.6堵口截流堤与闭气土体应与永久性堤坝断面结构、施工方法和堵口顺序相结合进行设计。9.2度汛9.2.1堤坝工程度汛防潮(洪)标准应根据度汛建筑物类别和堤坝工程级别,按表9.2.1采用。表9.2.1施工度汛重现期标准堤坝工程级别1~23~5堤坝20~1010~5重现期(年)围堪10~55~39.2.2堤身或围堪顶部高程应按度汛防潮(洪)标准的潮(水)位加安全超高确定。安全超高应按表9.2.2采用。•57•
表9.2.2施工度汛安全超高值堤坝工程级别234I5安全超百「-一堤坝1.00.80.7o.6Io.5(m)围堪0.70.59.2.3在已有堤坝上破口施工时,不得降低原堤坝的防潮(洪)标准。9.2.4软土地基可采用钢板桩、士石围堪等结构形式。围堪应符合下列规定:1应满足稳定性和强度要求;2当基坑开挖到设计标高时,不应产生流沙和管涌等不良地质现象;3可排除基坑内的渗水。9.2.5钢板桩围堪宽度与高度之比,对于双排钢板桩宜为o.9~1.2;对于格形钢板桩宜为0.8~1.0。填料宜用中砂、粗砂或其他非秸性材料,内侧钢板桩应设置泄水孔。9.2.6土石围堪堪身可采用袋装土、充泥管袋、吹填海砂、土石混合料等填筑。顶部宽度应按交通、构造、施工条件以及防汛抢险等要求确定,且不应小于4.Om;堪身边坡、防渗、护面、护底可按斜坡式设计。9.2.7基坑抽水时应控制抽水速率,分层分段依次开挖。基坑开挖后,应设置明沟、集水井等,排除雨水和渗透水。9.2.8基坑运行期间应对边坡或国护墙体的沉降、位移或内力以及基坑渗透水量等进行监测。9.3墙口9.3.1龙口尺寸可根据龙口度汛、堵口水力要素按本规范附录B经计算确定。9.3.2对于1级、2级堤坝,宜采用模型试验与计算相结合的方法确定龙口水力要素及堵口顺序。对于4级、5级堤坝,可采用转
化口门线方法按本规范附录C直接求出龙口最大流速和选择堵口顺序。9.3.3龙口控制最大流速应与龙口保护措施、地基土性等条件相适应,可取2m/s~4m/s。以充填管袋为主要堵口材料时,设计控制流速不宜大于3.5m/s。采用抛石截流时,可提高控制流速。9.3.4截流堤应符合下列规定z1在溢流、渗流和波浪作用下应符合水力稳定性要求。2软土地基应符合抗滑稳定性要求。3对于可冲刷的非黠性土地基上的截流堤,不应出现接触冲刷。9.3.5截流堤可采用复式断面,下部溢流断面宜采用平堵法施工,应结合压载和护底统筹考虑。上部非溢流断面应满足堵口期挡潮以及施工交通等要求,其顶部高程应高于施工期设计高潮位0.5m,可采用平立堵结合或立堵法施工。9.3.6截流堤顶部宽度宜取3m~7m,非渗流出逸范围边坡可采用1:1.3~1:1.5,渗流出逸范围内边坡宜为1:1.5~1=2.0。9.3.7截流材料可采用充填管袋,也可采用块石。当采用充填管袋截流时,应在一个潮周期内完成断流,不得在截流坝顶部高程达到平均高潮位附近时坝顶二次过流。当块石不能维持稳定时,可选用竹笼、混凝土人工块体、钢筋笼或其他结构,将其放在局部流速大的部位,保持稳定。9.3.8在水力的作用下截流堤堆石体上单个抛投体的抗冲稳定临界流速(Ve)应按下式计算z俨KcJ2g乓生而高(9.3.8)v,。式中:Kc-稳定系数,垫层块石直径小于抛投其上块石直径时宜取0.7~1.0,垫层块石直径大于或等于抛投块石直径时宜取1.0~1.2,钢筋笼等条形体宜取1.O;g一一重力加速度(m/s勺,应取9.8m/s2;•59•
γs抛投体重度CkN/m3),对花岗岩块石,可取26kN/m气γ。一一一海水重度CkN/m3),可取lOkN/m3~10.3kN/m3;D一一按球形体折算的块石当量直径(m);伊一一堆石体休止角门,可根据工程经验取值;α一一一抛石体垫层倾角(。),根据工程经验可取小于堆石体休止角的值,即α〈ψ。9.3.9堵口闭气应符合下列规定:1闭气材料应采用海涂泥及蒙古土等具有防渗性和抗流失性能的土料。2当水较浅时可在截流堤内侧抛填土料,按自然坡度形成闭气士体;当水较深时可在截流堤内侧筑一副堤,在副堤与截流堤之间抛填闭气土体。3闭气土体应符合渗透稳定和抗滑稳定的要求。4闭气过程中,应充分利用水闸等设施控制围区水位。•60•
10与各类建(构)筑物的交叉和连接10.1一般规定10.1.1各类建(构)筑物宜采用跨越方式与海堤交叉,应统一规划、合理布置,减少穿堤数量。10.1.2与海堤交叉和连接的各类建(构)筑物应符合海堤防潮(洪)要求,不应影响海堤的防汛安全和管理运用。10.1.3与堤防交叉连接的各类建(构)筑物应根据自身的结构特点、运用要求、堤防工程的级别和结构等,选择安全合理的位置和交叉连接结构形式,不应削弱堤身断面、堤基安全和降低堤顶高程。10.2穿堤建(构)筑物10.2.1在穿堤建(构)筑物与海堤的交叉部位,穿堤建(构)筑物基础的沉降量应与同部位海堤基础的沉降量相协调,当两者差异较大时,应采取与海堤衔接的过渡措施。沉降量的计算应符合本规范第6.4节的规定。10.2.2穿堤建(构)筑物与海堤的连接部位应满足渗透稳定要求,在建(构)筑物外轮廓周边应设置截流环或刺墙等,渗流出口应设置反滤排水。10.2.3穿堤的各类建(构)筑物的底部高程应高于海堤设计潮(洪)水位,其布置应满足海堤防潮(洪)体系的总体要求。当在设计潮(洪)水位以下时,应设置能满足防洪要求的闸门或阀门,并能在防洪要求的时限内关闭。当压力管道和各类热力管道穿过海堤时,应布设在设计洪水位以上。10.2.4当海堤工程扩建加高时,应对穿堤的各类建(构)筑物按•61•
新的设计条件进行验算,当不能满足使用要求时应加固、改建或重建。10.2.5穿堤的建(构)筑物位置应选择在水流流态平顺、岸坡稳定、不影响行洪安全的堤段;宜采用整体性强、刚度大的轻型结构;其基础应在沿长度方向地基条件改变处设置变形缝和止水措施;穿堤建(构)筑物周围的回填土干密度不应低于堤防工程设计的要求;修建穿堤工程不宜采用顶管法施工;当采用顶管法施工时应选择土质坚实的堤段进行,沿管壁不得超挖,其接触面应进行充填灌浆处理。10.3跨堤建{构}筑物10.3.1跨堤建〈构)筑物与堤顶之间的净空高度应满足防汛抢险、管理维修的要求。10.3.2跨堤建(构)筑物的支墩不应布置在堤身设计断面以内,当布置在堤身背海侧时,应符合堤身设计抗滑和渗透稳定的要求。10.3.3连接港口、码头附属建筑物的路桥宜采用跨堤方式。10.3.4布置于临海侧岸滩的跨堤建(构)筑物支墩应采取防冲刷措施,保证堤脚和岸滩的稳定。10.3.5上堤交通坡道和临堤航运码头与海堤连接时不应降低堤顶高程,不应削弱堤身设计断面,设在临水侧的坡道应与水流方向一致。•62•
11施工11.1一般规定11.1.1海岸软基堤坝工程的施工应包括施工准备、测量放样、地基处理、堤身施工、闭气、护面、堤顶结构以及其他附属结构的施工,围海工程尚应包括龙口形成和堵口。11.1.2施工前应对水文、气象、地质等现场条件进行调查,并应对风、波浪、潮流和雾等主要影响因素进行分析。11.1.3施工前应根据工程的结构特点、现场条件和施工能力,合理确定施工区段、施工顺序等,并应编制施工组织设计。11.1.4施工进度应按设计规定的加载速率进行。堤身填筑应根据软土地基的特点、薄层轮加、间歇填筑。施工中应加强观测,当发现堤身异常变形时,应立即停止加荷,采取卸荷措施。11.1.5海岸软基堤坝工程应合理安排工期和施工程序安全度汛。11.1.6施工测量控制网和施工测量应符合现行行业标准《水利水电工程施工测量规范》SL52和《堤防工程施工规范》SL260的有关规定。11.1.7混凝土施工及质量控制应符合现行行业标准《水利水电工程施工质量检验与评定规程师L176和《水工棍凝土施工规范》DL/T5144的有关规定。11.1.8石料的形状尺寸和质量应符合表11.1.8的规定。表11.1.8石料形状尺寸和质量规定序号名称形状尺寸加工要求用途用爆破法直接不规则的小粒径150mm以垫层、1石渣开采,经筛选,含粒径块状下混合级配整平泥量宜小于5%•63•
续表11.1.8序号名称形状尺寸加工要求用途最大单重受到用爆破法直接不规则的装、运条件的限开采,不加挑选,2抛石抛填块状制,宜为800kg以有一定的级配,含下混合级配泥量宜小于5%不规则的粒径为80mm~用爆破法直接整平、3二片石小粒径块状150mm开采,经筛选垫平不规则的用爆破法或劈4毛石块状,块重大厚度大于150mm裂法直接开采,对于25kg外露面稍加修凿至少有一用爆破法或劈厚度大于面大致平整裂法直接开采,对5块石200mm、长度各为的石块,无尖外露面或四周稍厚度的2倍~3倍护坡或角、薄边加修凿-般砌筑外形方正,表面不允许凸出,凹入由岩石或大块深度不大于形状规则石料开劈,并经粗6粗料石20mm,厚度不小于的六面体略修凿或经粗200mm,宽度不小加工于厚度,长度不小于厚度的1.5倍形状规则表面不允许凸有景观等按设计要求经7细料石的六面体,或出,凹入深度不大特殊要求细加工按设计要求于2mm的砌筑物11.1.9土料宜就近采用海涂泥,当设计有特殊要求时可采用外运土料填筑。11.1.10过渡反滤石料宜采用自然级配的砂砾料和耐风化、水稳定性好的石料,其含泥量宜小于5%;也可采用石渣、人工轧制的碎石,其粒径、级配应符合设计要求。
11.1.11土工合成材料的品种、规格和性能应符合设计要求。11.2地基处理施工11.2.1施工前应清除涂面上对土工织物、软体排等铺放和使用有影响的海草、杂物以及其他障碍物。11.2.2土工织物铺设应符合下列规定:1土工织物应按照设计或施工方案拼接,接缝应采用双排尼龙线缝合;起加筋作用的土工织物,在主要受力方向不宜有接缝。2当土工织物直接铺设在涂面上或砂石垫层时,应先将涂面或垫层整平。3在低潮可露滩堤段或水深小于0.5m、有相应的质量保证措施时,可人工铺设;当水深超过0.5m时,应采用铺设船铺设。4人工铺设时,相邻布块的搭接宽度宜为0.5m;铺设船铺设时,应根据水深、潮流情况,取1.Om~1.5m,在主要受力方向上不宜搭接。5水下士工织物使用铺设船铺设时,宜采用全球卫星定位系统同步测量铺设的轨迹和相邻土工织物的搭接宽度。6士工织物铺设应铺放平顺、松紧适度、无皱折、镇压固定牢靠,并应及时进行上部覆盖层的施工。7士工织物铺设允许偏差应符合表11.2.2的规定。表11.2.2土工织物铺设允许偏差序号检查项目允许偏差1轴线偏差人工铺设士500mm,铺设茹铺设土lOOOmm2搭接宽度人工铺设土lOOmm,铺设船铺设±0.5L3铺设宽度不小于设计边线注:L为设计搭接宽度,设计元规定时,取lOOOmm,11.2.3碎(卵)石垫层铺设应符合下列规定:1宜采用粒径为5mm~lOOmm且级配连续的石料,其最大粒径不应大于120mm,其含泥量不应大于5%。•65•
2碎(卵)石垫层填筑时,应采取措施保护其下部的土工布不被损坏。3海上船运抛填时,应分散卸料、均匀抛填在作业区域,填筑高度不应大于设计垫层厚度的2倍。4陆运填筑时,施工方法应根据滩涂土质情况确定,应采用轻型车辆和推平设备,宜采用两债台进占法填筑。5碎(卵)石抛填后,可露滩的堤段和水下堤段应整平。6碎(卵)石垫层允许偏差应符合表11.2.3的规定。表11.2.3碎{卵}石垫层允许偏差序号检查项目质量标准平均厚度不小于设计厚度,最小厚度不应小于设计厚度1厚度的90%2垫层表面平整度顶面高差,陆上不应大于lOOmm,水下不应大于300mm3填筑宽度不应小于设计边线11.2.4软体排铺设应符合下列规定:1水下软体排宜使用铺排船铺设,宜采用全球卫星定位系统同步测量铺设的轨迹和相邻排体的搭接宽度。2软体排的压载方式应满足设计要求;当采用砂肋或砂袋软体排压载时,砂肋或砂袋充盈率宜为80%~85%,系结带和系结圄应连接牢固;当采用连锁块压载时,连锁块应均匀放置,并与排体连接牢固。3软体排铺设的允许偏差应符合表11.2.4的规定。表11.2.4软体排铺设允许偏差序号检查项目允许偏差1轴线偏差士lOOOmm2搭接宽度+1.OL,一0.5L3铺设宽度不小于设计边线注,L为设计搭接宽度。•66•
11.2.5塑料排水板施工应符合现行行业标准《水运工程塑料排水板应用技术规程》JTS206一1的有关规定。11.3堤身填筑11.3.1堤身填筑应符合下列规定:1对有加载速率和间歇时间要求的堤身填筑,应按设计要求分层加高,各层荷载的间歇时间应符合设计要求。2有镇压平台时,镇压平台高程以下堤身应与镇压平台同步加载,镇压平台以上堤身加高前,镇压平台厚度应符合设计要求。3内侧有闭气土方的,应先填筑抛石(砌石)堤身,再填筑闭气土方;抛石(砌石)堤身与闭气士方的高差应控制在0.3m~1.Om。4堤身填筑时,应根据后续沉降对堤坝断面的影响拟定施工填筑断面,保证完工断面符合设计要求。5当堤身填筑受潮流、波浪影响时,应采取防冲刷、防浪冲击的施工措施,防止石料损失。11.3.2抛石筑堤应符合下列规定:1在陆域或浅水域可插设标杆进行抛石筑堤的定位放样,标杆间距宜为50m;在深水域,应采用定位船设置放样控制点,并通过岸边架设的定位仪指挥船舶抛石;当抛石区域远离岸边或岸边不具备定位指挥条件时,抛石船舶应配备全球卫星定位系统定点抛石,定位系统的允许静误差宜为士lOOOmmo2当抛石有挤淤要求时,应从堤身断面中部逐步向两侧抛填。3当在土工织物加筋垫层或软体排上抛石时,应先抛填保护层,再按有利于拉紧土工织物的顺序进行抛填。4在陆域或浅水域抛石,可采用自卸汽车以端进法向前延伸立抛。5对于水上抛石,应通过试抛确定抛石船的驻位,水上抛石
尚应采用先深后浅,分层、分段、分区薄层轮加,均衡上升的方法。6当抛石体达到预定断面、沉降基本稳定后,应按设计轮廓将其整理成型,对于水下不出露部分,当边坡稳定且不影响相邻结构层功能时,可不整坡。7抛石填筑的实际断面线与施工控制线间的允许偏差应符合表11.3.2的规定。表11.3.2抛石填筑允许偏差序号|检查项目!允许偏差平均低潮位以上|士150mm,但平均断面不小于设计断面2I平均低潮位以下|土1500mm,但平均断面不小于设计断面,边坡稳定11.3.3砌石填筑应符合现行行业标准《堤防工程施工规范》SL260的相关规定。11.3.41昆凝土筑墙(堤)应符合现行行业标准《堤防工程施工规范》SL260的相关规定。11.4防渗工程施工11.4.1海岸软基堤坝防渗工程施工应包括闭气土方和反滤层的施工。11.4.2元压实要求的闭气土方施工应符合下列规定:1取土范围及深度应符合设计要求,设计无要求时,取土处离堤脚的距离应大于lOOm0当在迎潮面滩涂取土时,取土坑沿堤坝轴线方向不应连续,避免取士的槽沟引导潮流冲刷堤基和堤身,取士深度应符合设计要求或不影响堤身整体稳定性。2土方施工前,应清除涂面上的草皮、杂物;应探明抛石施工时误抛或被潮流冲到闭气士方区域的石渣的分布,当其对闭气有影响时应进行处理。3水下土方施工可采用开底驳船抛填和管道输送等方法。4应按设计加载曲线分层填筑土方。5当采用外运土方时,应分层填筑、压实,严禁土块架空。
6闭气土方完工尺寸的允许偏差应符合表11.4.2的规定。表11.4.2闭气土方外观允许偏差序号检查项吕允许偏差1堤顶150mm高程一lOOmm2平台顶+150mm50mm3堤顶十150mm宽度一lOOmm4平台顶+150mm5坡度不大于设计值边坡←---…一------6平顺度目视j平!|民11.4.3有压实要求的土方筑堤施工,应符合现行行业标准《堤防工程施工规范》SL260的相关规定。11.4.4砂砾料、碎石反滤层施工应符合下列规定:1反滤层材料应符合设计要求。2反滤层施工前,应对其下部基面、抛石体整平。3不同粒径组的反滤层厚度应符合设计要求。4应由底部向上按设计结构层要求逐层铺设,并保证层次清楚,互不1昆杂,不得从高处顺坡倾倒。5分段铺筑时,应使接缝层次清楚,不得发生层间错位、缺断、混杂等现象。6已铺筑反滤层的工段,应铺筑上层堤料,严禁人车通行。11.4.5土工织物作反滤层、垫层、排水层铺设时应符合下列规定:1土工织物铺设前应进行复验,质量应合格,扯裂、蠕变、老化的土工织物均不得使用。2土工织物基层应整平,不应存在可致士工织物损伤的凸起物。•69•
3应自下向上进行铺设,上部织物应搭接在下部织物上或采用尼龙线缝结,搭接宽度宜为ZOOmm,并保证填筑上部士方时不拉开。4铺设时土工织物不应张拉受力、折叠、皱折等。5土工织物层铺设完成后,应覆盖上部土方。11.4.6反滤层的允许偏差应符合表11.4.6的规定。表11.4.6反滤层的允许偏差序号检杏项目设计值允许偏差±30mm,且不小1砂砾料、碎石反滤层厚度子设计厚度的85%纵向lOOmm2土工织物反滤层搭接长度200mm横向士50mm11.5护面和堤顶结构施工11.5.1护面和堤顶结构施工应符合下列规定:1消浪平台及其以上陡墙、顶堤等结构层应在地基和抛石堤身沉降基本稳定后施工。2闭气土方上的护面结构应在土方基本沉降稳定后施工。11.5.2大块石理砌施工应符合下列规定:1大块石中80%单重应满足设计要求,最小块石单重不应小于设计单重的50%;块石长边尺寸不宜小于护面层的设计厚度。2块石理砌的厚度应符合设计要求。3宜采用挖掘机理砌,块石与块石宜靠紧,单重较小的块石应竖砌,不得有松动、叠砌、浮塞等弊病。4在抛石筑堤时,宜将大块石用于理砌。5大块石理砌应整体平Ji顷,对于单块重量不大于ZOOkg的块石,其允许表面高差宜为±ZOOmm,对于单块重量大于ZOOkg的块石,其允许表面高差宜为士300mm
11.5.3干砌块石护面施工应符合下列规定:1砌石前应按设计要求对基层进行修整,士坡应平整、密实、稳定。2过渡垫层应随铺随砌。垫层材料不得从塘顶向下倾倒;土工织物应铺放平整,随铺随砌,防止暴晒;搭接长度不宜小于300mm。3块石长边的长度不宜小于护面层的厚度。砌筑时应采用竖砌法,使块石的长边垂直于坡面。坡面应平顺美观,不得有凹陷凸肚现象。块石应紧密嵌固、相互错缝,砌缝不得大于30mm,兰角缝宽度不应大于70mma在块石与垫层相接处,块石间的空隙应用二片石填紧,不应从坡面外侧用二片石填塞块石的间隙,不得有松动、叠砌和通缝等弊病,并应按设计封边和封顶。11.5.4浆砌块石护面施工,除同干砌石护坡外,应符合下列规定:1砌筑前应将块石表面的泥垢等杂质清除干净,并保持湿润。2浆砌块石应采用坐浆法砌筑,块石与块石之间不宜直接接触,当基底为砂碎石垫层时,底层浆砌石可不座浆。3砌筑砂浆的强度应满足设计要求;浆砌块石的空隙率不宜大于35%,填塞砂浆的饱满度应大于80%。4方正块石的缝宽不得大于30mm,毛块石的缝宽不得大于50mm,缝隙砂浆应饱满。5浆砌块石应于当天及时勾缝,并应勾压紧密、深浅一致、宽窄均匀、清洁美观。6采用普通水泥的浆砌块石的养护期不应小于7d。11.5.5混凝土灌砌块石防护墙及护坡施工应符合下列规定:1灌砌石防护墙施工应符合下列规定:1)灌砌用块石应新鲜、坚硬,面石宜有两个平整面,并应冲洗干净,保持湿润;2)所用混凝土应符合设计要求和本规范第11.1.7条的
规定;3)应先铺混凝土,后摆砌块石,再灌入混凝土振捣;应分层灌砌,先砌面石,再砌腹石;对于一级配混凝土,缝距宜为40mm~SOmm,对于二级配混凝土,缝距宜为80mm~lOOmmo腹石应大面朝下,块石之间应形成上大下小缝隙;4)当面石与腹石衔接时,应布设丁石,面石与腹石间不应出现纵向通缝,上下层面石和腹石间应错缝砌筑,也不应形成通缝,直立墙表面应平整顺;5)宜采用面石作为模板,面石间可用1=3水泥砂浆勾缝,待砂浆初凝后,灌入混凝土振捣密实,再砌筑上→层灌砌石;6)灌砌石与原堤身砌石接触的部位,原砌石面层应清除松动勾缝砂浆等废物垃圾并冲洗干净,当分层砌筑、层面间歇时间较长时,应将面层松动的混凝土清除并冲洗干净,先铺浆,后摆石,再混凝土灌缝并振实;7)灌砌石的粘结面不应小于90%;8)灌砌石的保温养护时间不应少于14d。2护坡及平台顶面灌砌石施工除符合灌砌石防护墙的有关要求外,尚应符合下列规定:1)块石铺砌与混凝土灌缝应分别进行;2)当灌砌石护坡基底为砂砾碎石垫层时,可不座浆;3)当块石竖砌时,应用小石隔开,灌入混凝土前应取掉卡石,清除缝内杂物,混凝土振捣密实后应略低于块石顶面,保证块石露面并清扫干净。3混凝土灌砌块石防护墙及护坡表面应平)ll"Ji、清洁、线条)I顶直,对于光面,2m靠尺测量的平整度不应大于30mm,对于糙面不应大于SOmm。11.5.6埋石混凝土防护墙除应符合普通混凝土施工的要求外,
尚应符合下列规定:1块石大小应根据浇筑仓位大小确定,块径不得大于一次浇筑混凝土最小尺寸的1/3;块石表面应清洗干净,间距不应小于lOOmm,离模板的距离应大于150mm,埋石率宜为15%~20%。2块石应分层埋人,先铺一层混凝土,按放一层块石,再振捣至块石沉入混凝土中,不得先摆石,再灌混凝土。3每层提筑厚度宜为300mm~500mm,块石上下间不得叠置,间距应大于lOOmm,最终面层应覆盖厚度为lOOmm的纯混凝土层。11.5.7模袋混凝土护面施工应符合现行行业标准《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225的有关规定。11.5.8人工护面块体的预制应符合下列规定:1采用半封闭式模板预制的块体,宜在混凝土初凝前用原浆压实抹光其外露部分。2预制护面块体的允许偏差应符合表11.5.8的规定。表11.5.8人工护面块体的尺寸允许偏差序号块体种类项目允许偏差(mm)各部位尺寸士101扭工字块、扭王字块、四脚锥体表面错牙10各部位尺寸±102四脚空心块板厚度±10孔心位置20各部位尺寸士103栅栏板板厚度土10空格位置2011.5.9护面块体安放前,应对块石垫层进行检查和修整。护面块体应自下而上安放,底部块体应与下部棱体接触紧密。11.5.10扭工字块体的安放应符合下列规定:•73•
1当定点随机安放时,应先按设计块数的95%计算网点的位置,并进行分段安放,安放完成后,应对块体的疏密情况进行检查和补充安放。2当采用规则安放时,应使垂直杆件安放在坡面下方,并压在前排的横杆上,横杆宜置于垫层块石上,腰杆宜跨在相邻块的横杆上。11.5.11扭王字块体可采用定点随机安放或规则安放。当定点随机安放时,块体在坡面上可斜向上放置,并使块体的一半杆件与垫层接触,但相邻块体的摆向不宜相同。11.5.12四脚空心方块和栅栏板安放应靠紧、稳固。当采用二片石支垫时,支垫的数量不应超过两处,且不应使用两块二片石叠垫。11.5.13人工护面块体安装数量和允许偏差应符合下列规定:1扭玉宇块体的安装数量满足设计要求。2扭工字块体和四脚锥体等护面块体的安放数量不宜小于设计安放数量的95%。3四脚空心方块和栅栏板等块体的相邻高差不应大于150mm,砌缝的最大宽度不应大于lOOmm。11.6龙口与墙口施工11.6.1龙口构筑和保护措施应符合下列规定:1在龙口施工前应做好场地清理工作。2龙口两侧堤坝宜采用坡度较缓的堤头边坡,停止进占时应采用块石或石笼等材料对龙口两侧堤头予以保护。3龙口应护底,护底长度应随口门收缩情况采用不同尺寸。对于1级、2级堤坝宜通过模型试验确定龙口保护措施和范围。4龙口护底应先铺厚度为0.3m~0.5m的石碴垫层,也可在垫层下铺设一层土工布,再抛块石,块石尺寸应根据龙口最大流速选定。•74•
5龙口护底铺设应遵循先低后高、先近后远和先遍铺再逐步加厚的原则。6应保持基层基本水平,进出潮流平顺。11.6.2堵口施工应在潮位低、潮差小、风浪小的时段进行,并应符合下列规定:1非龙口堤段已达到安全度汛的挡潮要求。2龙口段水下部分截流堤断面、反压层、护底已达到设计要求。3临时排水口及其上、下游引渠工程已完成,并满足通水要求。4堵口材料、设备、人力等准备就绪。11.6.3堵口施工顺序应符合下列规定:1软土地基龙口宜采用平墙为主、平立堵相结合的堵口方式,宜采用宽而浅、避免窄而深的龙口。2对于多个龙口的工程,宜先堵地基条件差的龙口,可留1个~3个地基条件较好的龙口最后同时截流;多龙口截流时,应保持同步;当一个围区有几个龙口而又不能同步合龙时,围区的隔堤应满足交通、分围区间的挡水和防渗要求。3堵口方案应根据水力要素、地基稳定性和施工条件经过比较后确定。•75•
12质量检验与监测12.1质量检验12.1.1质量检验应包括施工准备检查,原材料与分项工程检验、堤基处理、堤身填(浇、砌)筑、堤身防护(惨)及水上(下)等单元(工序)工程质量检验,质量事故检查和质量缺陷备案,工程外观质量检验等。12.1.2对涉及工程结构安全的试块、试件及有关材料,应取样抽查。12.1.3质量检验数据应真实可靠,检验记录及签证应完整齐全,分析方法应科学合理。12.1.4当上一工序合格后,方可进行后续工程施工或验收。12.2监测12.2.1软土地基堤坝应根据工程建设需要设置施工期和运行期的监测项目,指导施工和运行管理。12.2.2监测的内容应根据工程级别、地形地质、水文气象条件、地基处理方式、建筑物结构形式和运行管理要求确定。12.2.3施工期监测指标控制应符合下列规定:1填筑厚度应小于地基土抗剪强度能抵御的临界高度,应与地基的强度增长相适应。2填筑间歇时间不应小于地基抗剪强度增长需要的固结时间。3当地基采用排水固结处理时,地表沉降速率连续3天累计不应大于30mm,水平位移速率连续3天累计不应大于lOmm,孔隙水压力不应大于荷载所产生应力的60%。
4当地基未进行排水固结处理时,地表沉降速率连续3天累计不应大于lOmm,水平位移速率连续3天累计不应大于5mm,地基孔隙水压力不应大于荷载所产生应力的60%。12.2.4运行期监测应符合下列规定:1宜根据实测资料调整运行期监测控制指标。2应满足堤坝工后沉降量、沉降差分析验证的需要。12.2.5监测项目设置应符合下列规定:1施工期监测项目应根据工程建设需要及堤身结构形式确定。监测项目应包括:地表沉降观测、地基分层沉降观测、水平位移、孔隙水压力、潮(水)位、原位十字板剪切试验等项目。2运行期监测项目宜包括下列项目:堤身沉降、位移、潮(水)位、堤身浸润线、堤身堤基范围内裂缝、洞穴、滑动、隆起及翻沙涌水等。12.2.6监测设备埋设安装应符合下列规定:1监测仪器应经检验和标定合格后才可使用,并应定期保养、率定、校正。2应保证埋设质量,损坏的设备应更换,并做好记录;监测设备埋设完毕后,应绘制监测设备布置图,并应填写埋设记录表。3监测设施均应标示其位置和编号。4工程施工中应对监测设施进行保护,及时检查工作状态。5监测仪器设备应严格按操作规程安装使用。12.2.7监测频次应符合下列规定:1监测仪器埋设完成后,应对监测仪器的初始值进行率定。2在施工期间应按设计要求进行监测。3运行期堤坝的沉阵、位移在完工后的第一年应每月监测1次,第二年应每季度监测1次,第三年后宜每半年1次。4裂缝监测在发展初期应每天监测一次,以后应每月监测1次~2次。5每月逢大潮汛日应进行高低潮位监测,有台风影响时应每•77•
天监测。12.2.8监测数据处理应符合下列规定:1监测数据应记录。2当监测数据异常时,应进行动态跟踪监测,分析原因,并提出减缓填筑速率或停止填筑措施。•78•
附录A地基固结度计算A.O.I竖向排水平均固结度应按下列方法计算:当地基的附加压力(σz)呈均匀分布,某一时间t的竖向平均固结度可按下列公式计算:一8=1_llrUz=l一丁2::一τe4CA.0.1-1)πm~1m川川-1一-mnCA.o.12)式中:[Jz竖向平均固结度(%);m一--正奇数(1,3,5…hTV-一竖向固结时间因数(无困次ht固结时间(s);H→→竖向排水距离(m),单面排水时为土层厚度,双面排水时取土层厚度的一半;Cv一一一竖向固结系数(m2/s)。当Vz>3o%时,可按下式计算:Uz=l--;e手TVCA.o.13)π当地基附加压力非矩形布置时,则可按地基附加压力呈不同的几何图形另行计算或查图确定。A.0.2有排水竖井的固结度应按下列方法计算:1一级或多级等速加载条件下,当固结时间为t时,对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算:V,=主」ι「(T-T)一芒产(巳严zeflTi1)I;~12::6.ρL"ilp」CA.0.2一1)•79•
式中:CJ,一-t时间地基的平均固结度(%);生z→→→第i级荷载的加载速率(kPa/d);I;~ρ一一各级荷载的累加值CkPa);T,,T,_1-第i级荷载加载的起始和终止时间(从零点算起,d)"当计算第t级荷载加载过程中某时间t的固结度时,T;改为t;α,卢-一计算参数,可根据地基土排水固结条件按表A.o.2采用,对排水井地基,表中所列卢为不考虑涂抹和井阻影响的参数值。表A.0.2计算参数α,,值排水固结条件参竖向排水径向排水竖向和径向排水固结数固结说明团结(竖井穿透软土层〉V,>3o%n23n21F.=,γ,--咱1ln(n)一一γ哇nτu-88α1π2π2Ch-土的径向固结系数(m2/s);Cv一一土的竖向国结系数(m2/s);H-一土层竖向排水距离π2cvSchSch十’r2cv(m);{J4H2F.d~Fnd~4H2V,-双面排水或固结应力均匀分布的单面排水土层平均固结度2当排水竖井采用挤土方式施工时,应计入涂抹对土体固结的影响。当竖井的纵向通水量qw与天然土层水平向渗透系数kh的比值较小,且长度又较长时,尚应计入井阻影响。径向和一级或多级等速加载条件下的平均固结度可按下列公式计算z•80•
8α一言CA.o.2-2)π82UEβμ·一→-F-dnu+CA.o.2-3)SchV,=l-e汇TCA.o.24)F一-F十F十FCA.o.2一5)n23n21Fn=γτln(n)一一?τ一CA.0.26)niLtη】F,=(去1)ln(s)CA.o.27)Fπ2L2khCA.o.2-8)4Qw式中:U,固结时间t时坚井地基径向排水平均固结度(%);kh一一软土层的水平向渗透参数(cm/s);是s一一一涂抹区士的水平向渗透参数(cm/s),可取k,=(1/5~1/3)kh;5一一涂抹区直径d,(mm)与竖井直径dw(mm)的比值,可取s=2.0~3.0,对中等灵敏蒙古性士取低值,对高灵敏蒙古性土取高值Fd.每一个竖井有效影响范围的直径(mm);n井径比,η=d./dw;Qw竖井纵向通水量(cm3/s),为单位水力梯度下单位时间的排水量;L一一竖井深度(cm)。3对排水竖井未打穿软土层时,应分别计算竖井范围土层的平均固结度和竖井底面以下软土层的平均固结度。•81•
附录B堵口水力计算B.0.1堵口水力计算应按下列步骤进行:1确定堵口时间;2确定设计潮位和设计潮型;3编制水位和库容(围区)关系图或表;4对不同尺寸的口门,分别推求龙口水力要素随时间变化的过程线;5作各水力要素最大值等值线图。B.0.2堵口应选在潮位低、潮差小、风浪小、天气暖和、内河流量小的时段进行;不宜在台风、大潮、多雨、严寒或酷暑时段内堵口。堵口时间的选择不限定在一年中的某个季节,但应考虑到施工条件好,易于堵口合龙及堵口合龙后有足够的时间加高培厚堤身,达到设计预定断面,以满足大潮汛时挡潮要求。B.0.3设计潮位应根据工程规模选择相应于堵口期某一频率的年最高潮位。设计潮型应选择对堵口不利的潮型,即高潮位和设计潮位相近且潮差大的潮型。B.0.4堵口水力计算可采用根据围区进(出)水量平衡原理按下式计算:/Q:土(在+"Q+在)I~t=W2W1CB.0.4)式中:Q。-一一计算时段内内陆流域来水平均流量(m3/s);Q,计算时段内水闸泄水平均流量(m3/s);Qf一一一计算时段内龙口溢流平均流量(旷/s);Qp-一计算时段内龙口堆石体渗流平均流量(m3/s);~t-计算时段(s),宜取~t=l800s~3600s;
W2计算时段末围区容量(m3);W1-计算时段初围区容量(m3)。B.0.5堵口水力计算所求水力要素过程线应包括内港水位、落差、流速和单宽流量的过程线。1围区水位过程线应按下列步骤计算:1)选定计算时段!:!.t;2)选围区起始水位丸,可选用水闸底槛高程或稍高一些;3)根据初始外水位高程H1和儿,计算Qfl、Qsl、Qpl,并与Q。(如有)相加得.Z::Q,;4)假设时段末围区水位h2;5)根据时段末外水位高程H2和h2,计算Q12、Q,z、Qp2,并与Qo(如有)相加得.Z::Qz;6)计算!:!.W,!:!.W=O.5×(~Ql+2=Q2)!:!.t;7)根据h1,在围区库容曲线上查得W,;8)计算Wz,W2=W1+!:!.W;9)根据W2在围区库容曲线上查得h2,当hz和假设的hz的差值的大小在某一精度€1范围内,则即为所求之值。否则应重新假设hz和重新计算hz,直到假设儿和计算ι的差值达到精度€1范围内为止;10)以Hz和hz为下一时段之起始上下游水位,重复3)~的计算步骤,求第二时段末的内港水位;11)逐个时段进行计算,经过二个潮期(约24h50min)后所得之围区水位叫与一开始选定的围区起始水位h,之差在要求精度€2范围内,则计算结束。否则,应重新选定围区起始水位儿,重复以上2)~11)计算步骤;12)将求得各时段末的围区水位画出,即得围区水位过程线。2根据外水位过程线和所求得的围区水位过程线,按水力学公式即可求得落差、流速和单宽流量过程线。•83•
B.0.6应根据下列步骤作各水力要素最大值的等值线图:1根据各水力要素过程线,分别找出不同尺寸口门各水力要素的最大值;2以口门宽度为横坐标,口门底槛高程为纵坐标,建立坐标系;3根据不同尺寸口门及对应各水力要素的最大值,按涨、落潮分别绘制各水力要素最大值的等值线图。•84•
附录C龙口的转化口门线C.0.1流速最大值的转化口门线应按下式计算:z=xiogBy+ti)x=φI(H,W)~CC.0.1-1)y=φ2CH,W)J式中:z一→←口门底槛高程(m);B一-口门宽度(m);A一一设计潮型的中潮位(m);x,y系数(见表c.0.21和表c.o.2~2);H→→←设计i朝型的潮差(m);W→→全潮库容(107m3);皂,也一一→特定的函数。而转化口门线上任一点处最大流速值可按下式计算zVmax=2.35J"h产~CC.0.1-2)式中:ho-设计潮型之最高潮位(m);z转化口门线上点子的口门底槛高程(m);Vmax一一转化口门线上任一点处的最大流速(m/s)。C.0.2采用堵口程序选择转化口门线应按下列步骤进行:1根据本工程的H和W,查表c.0.2-1、表C.o.22得Ly值;2设定一个B值,利用式cc.0.21),可求得z值。其含义是当口门宽度为B时,最大流速将出现在口门底槛高程为z时;3利用式cc.0.22)可求出口门尺寸为(B、z)时的最大流速Vmax;4设多个B值,可得一组CB、z)-vmax值;•85•
5根据施工条件,选择能控制的最大流速值,由此值即可求得相应的转化口门尺寸CB、z);6以此口门尺寸为基点,即可选定堵口的程序。表c.0.2-1系数x值WC×107m3)H(m)2.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.04.0001.6161.6891.7581.8241.8871.9462.0022.0552.1042.1502.1924.2501.6201.6941.7651.8331.8971.9582.0152.0692.1202.1672.2114.5001.6371.7121.7851.8541.9201.9822.0412.0962.1492.1982.2434.7501.6661.7431.8171.8881.9552.0192.0792.1362.1902.2412.2885.0001.7081.7871.8621.9342.0032.0682.1302.1892.2442.2962.3455.2501.7621.8431.9201.9932.0642.1312.1942.2542.3112.3642.4155.5001.8301.9121.9902.0652.1372.2062.2712.3322.3912.4452.4975.7501.9101.9932.0732.1502.2232.2932.3602.4232.4832.5392.5926.0002.0022.0872.1692.2472.3222.3932.4612.5262.5882.6452.7006.2502.1082.1942.2712.3572.4332.5062.5762.6422.7052.7652.8216.5002.2262.3142.3982.4802.5572.6322.7032.7712.8352.8962.9546.7502.3572.4452.5322.6152.6942.7702.8432.9122.9783.0413.1007.0002.5002.5912.6792.7632.8442.9212.9953.0663.1343.1983.2587.2502.6562.7482.8382.9233.0063.0853.1613.2333.3023.3673.4307.5002.8282.9193.0093.0973.1813.2613.3383.4123.4833.5503.6137.7503.0063.1023.194.3.2833.3683.4503.5293.6043.6763.7453.8108.0003.2003.2973.3913.4813.5683.6523.7323.8093.8823.9524.0198.2503.4073.5053.6013.6933.7813.8663.9484.0264.1014.1734.2418.5003.6263.7263.8233.9174.0064.0934.1764.2564.3334.4064.476•86•
续表c.0.2-1WC×107m3)H(m)7.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.04.OCJ2.2312.2672.2992.3282.3542.3762.3952.4112.4232.4322.4372.4394.2502.2522.2892.3232.3532.3812.4042.4252.4422.4562.4662.4732.4764.5002.2852.3242.3592.3912.4202.4452.4672.4862.5012.5132.5212.5264.7502.3112.3712.4082.4422.4722.4992.5222.5422.5592.5732.5832.5895.0002.3902.4322.4702.5052.5372.5652.5902.6122.6302.6452.6562.6655.2502.4612.5052.5452.5812.6142.6442.6712.6942.7142.7302.7432.7535.5002.5452.5902.6322.6702.7042.7362.7642.7882.8102.8282.8422.8535.7502.6422.6882.7312.7712.8072.8402.8702.8962.9192.9382.9542.9676.0002.7512.7992.8442.8852.9232.9572.9883.0163.0403.0613.0793.0936.2502.8732.9232.9693.0113.0513.0873.1193.1483.1743.1973.2163.2326.5003.0083.0593.1073.1513.1923.2293.2633.2943.3213.3453.3663.3836.7503.1563.2083.2573.3033.3453.3843.4203.4523.4813.5063.5283.5477.0003.3163.3703.4203.4673.5113.5523.5893.6233.6533.6803.7043.7247.2503.4883.5443.5963.6453.6903.7323.7713.8063.8383.8663.8923.9137.5003.6743.7313.7843.8353.8823.9253.9654.0024.0354.0654.0924.1157.7503.8723.9303.9864.0374.0864.1314.1724.2114.2564.2774.3054.3308.c~o4.0834.1434.1994.2534.3034.3494.3924.4324.4694.5024.5314.5588.2504.3064.3684.4264.4814.5324.5804.6254.6664.7044.7394.7704.7988.5004.5424.6054.6654.7214.7744.8244.8704.9134.9524.9895.0215.051•87•
表c.o.2-2系数y值WC×107m3)HCm)2.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.04.0003.7414.0674.3784.6744.9555.2224.4745.7105.9336.1406.3324.2503.7624.0974.4174.7225.0125.2885.5485.7946.0256.2416.4434.5003.8044.1484.4774.7915.0905.3755.6445.8996.1396.3646.5744.7503.8684.2204.5584.8815.1895.4825.7616.0246.2736.5076.7265.0003.9514.3134.6604.9915.3085.6115.8986.1706.4286.6716.8995.2504.0564.4274.7825.1235.4495.7606.0566.3386.6046.8567.0905.5004.1824.5614.9265.2755.6105.9306.2356.5256.8017.0627.3075.7504.3284.7165.0905.4485.7926.1216.4356.7347.0197.2887.5436.0004.4954.8925.2755.6425.9956.3336.6566.9647.2577.5357.7996.2504.6835.0895.4815.8576.2186.5656.8977.2147.5157.8048.0776.5004.8925.3075.7076.0926.4636.8197.1597.4857.7968.0938.3746.7505.1225.5465.9556.3496.7287.0937.4427.7718.0978.4028.6937.0005.3725.8056.2236.6267.0147.3887.7468.0908.4198.7339.0327.2505.6446.0856.5126.9247.3217.7048.0718.4248.7629.0859.3937.5005.9366.3866.8227.2467.6498.0408.4178.7789.1259.4579.7747.7506.2496.7087.1537.5837.9988.3988.7839.1549.5099.85010.1708.0006.5837.0517.5047.9438.3678.7759.1709.5509.91410.26410.5998.2506.9377.4147.8778.3258.7579.1759.5789.96110.34010.69911.0428.5007.3137.7998.2708.7279.1689.59510.00710.40410.78711.15411.507•88•
续表c.0.2-2WC×107m3)H(m)7.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.04.OO:J6.5106.6726.8206.9537.0727.1757.2647.3377.3967.4407.4697.4844.2506.6296.8016.9587.0997.2277.3397.4367.5197.5877.6407.6787.7014.5006.7696.9507.1167.2667.4027.5247.6307.7227.7987.8607.9077.9394.7506.9307.1207.2947.4547.5997.7297.8447.9458.0318.1018.1578.1985.0007.1127.3117.4947.6617.8177.9568.0808.1908.2848.3638.4288.4785.2507.3157.5227.7157.8928.0558.2038.3368.4548.5588.6468.7208.7795.5007.5387.7557.9568.1428.3148.4718.6138.7408.8528.9509.0329.1005.7507.7838.0088.2188.4138.5948.7608.9119.0479.1689.2749.3669.4436.OO:l8.0488.2828.5018.7058.8959.0699.2299.3749.5049.6209.7209.8066.2508.3348.5778.8059.0189.2169.4009.5699.7229.8629.98610.09510.1906.5008.6418.8929.1299.3529.5599.7519.93010.09210.24010.37310.49110.5946.7508.9689.2299.4759.7069.92210.12310.31010.48210.638"10.78010.90811.0207.0009.3179.5869.84110.08110.3C610.51610.71210.89211.C5811.20011.34511.4667.2509.6889.96510.22810.47110.71110.93011.13411.32411.49911.65811.80311.9347.50010.07610.36410.63610.89411.13711.36511.57811.77611.96012.12012.24312.4227.75010.46710.78311.06511.33111.58311.82:J12.C4212.25012.44212.62012.78312.9318.00010.91911.22411.51411.79:J12.Ool12.29712.52812.74412.94513.13213.30313.4608.25011.37111.68611.98512.26912.53912.79413.03413.25913.46913.66413.84514.0118.50011.84512.16812.47612.76913.04813.31213.56013.79414.01414.21814.40714.582•89•
本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜’气4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。•90•
引用标准名录《建筑地基基础设计规范》GB50007《岩土工程勘察规范》GB50021《工程测量规范》GB50026《土工试验方法标准》GB/T50123《防洪标准》GB50201《堤防工程设计规范》GB50286《土工合成材料应用技术规范》GB50290《水利水电工程施工测量规范》SL52《水利水电工程施工质量检验与评定规程师L176《水工建筑物抗震设计规范》SL203《堤防工程施工规范》SL260《海堤工程设计规范》SL435《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225«7.J<.运工程塑料排水板应用技术规程》JTS206-1《水工混凝土施工规范》DL/T5144•91•
中华人民共和国国家标准海岸软土地基堤坝工程技术规范GB/T50943-2015条文说明
制订说明《海岸软土地基堤坝工程技术规范》GB/T509432015,经住房城乡建设部2015年12月3日以第993号公告批准、发布。本规范编制过程中,编制组进行了广泛的调查研究,总结了我国海岸软土地基堤坝工程建设的实践经验,同时参考了国外先进技术法规、技术标准,通过试验取得了重要技术参数。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位的有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《海岸软土地基堤坝工程技术规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。•95•
目次1总则…………………………………………………(99)3基本规定…………………………………………………(100)4测量与勘察………………………………………………(102)4.1一般规定………………………………………………(lOZ)4.2测量……………………………………………………(102)4.3勘察……………………………………………………(102)5堤型与堤身………………………………………………(104)5.1一般规定………………………………………………(104)5.2筑堤材料………………………………………………(凹的5.3堤型选择………………………………………………(10日5.4堤坝断面设计……………………………………………(106)5.5防渗土体设计……………………………………………(111)5.6护面结构………………………………………………(112)6稳定与沉降计算…………………………………………(116)6.1一般规定………………………………………………(116)6.z渗流计算及渗透稳定验算………………………………(116)6.3抗滑与抗倾覆稳定验算…………………………………(117)6.4沉降计算………………………………………………(121)7地基处理…………………………………………………(124)7.1一般规定………………………………………………(124)7.2地基处理设计………………..._.,.,………………·………(124)8堤岸防护…………………………………………………(130)8.1→般规定………………………………………………(130)8.2坡式护岸………………………………………………(132)
8.3坝式护岸………………………………………………(133)8.4墙式护岸………………………………………………(134)8.5堤岸护坡………………………………………………(134)8.6其他防护形式……………………………………………(135)9度汛与堵口………………………………………………(136)9.1一般规定………………………………………………(136)9.2度汛……………………………………………………(137)9.3堵口……………………………………………………(137)10与各类建(构)筑物的交叉和连接………………………(139)10.1一般规定………………………………………………(139)10.2穿堤建(构)筑物………………………………………(139)10.3跨堤建(构)筑物………………………………………(140)11施工…………………………………………………(141)11.1一般规定………………………………………………(141)11.2地基处理施工…………………………………………(141)11.4防渗工程施工…………………………………………(142)11.5护面和堤顶结构施工……………………………………(142)11.6龙口与堵口施工………………………………………(143)12质量检验与监测…………………………………………045)12.2监测……………………………………………………(145)附录B堵口水力计算………………………………………(147)附录C龙口的转化口门线…………………………………(148)•98•
1总则1.0.1随着社会经济的发展,在软基及超软基上建造堤坝工程的任务日益繁重。迄今为止,我国尚无制订专门针对海岸软土地基堤坝工程的技术规范,在行业规范和专项技术规程中只有简单的规定。近年来科技发展日新月异,很多新技术、新工艺和新设备在水利海岸工程中得到广泛应用,特别是软基上建筑堤坝方面出现了突破性的发展。从现行规范来看,针对软弱地基堤坝特性和工程特点的内容尚不足,与大量软弱地基堤坝建设需要极不适应。堤防工程设计难以做到技术先进、经济合理、安全适用等要求,因此,制订针对软基上海岸堤坝工程的技术规范是十分必要的。它不仅对当前软弱地基海岸堤坝设计、施工起指导作用,而且将对经验积累和技术发展起促进作用。1.o.3基本资料收集、整理和分析工作是海岸堤坝工程设计的前提。根据各设计阶段不同的精度要求,要有针对性地开展工作。水利工程按基建程序通常规定有项目建议书、可行性研究、初步设计、技施设计和施工详图等设计阶段。堤防工程根据堤防级别、工程规模和主管部门要求,可对各设计阶段适当合并或简化,不同的设计阶段对资料的要求既有相异之处,又有相互联系和通用的地方,在收集、整理和分析资料时,应注意各设计阶段对资料精度的要求。•99•
3基本规定3.0.1为确保海岸堤坝工程在设计条件下的安全运用,使堤坝工程有效地抵御设计条件下的洪、潮水,工程设计应满足稳定、渗流、变形等直接涉及工程安全的基本要求,这是本规范中的堤基处理、堤身设计、堤岸防护等章节中的共性问题。本条对这一共性问题作了原则规定。3.0.2堤坝工程是为保护对象的防潮(洪)安全而修建的,其自身并无特殊的防潮(洪)要求。堤坝工程防潮(洪)标准应根据防护对象的防潮防洪标准分析选定。当防护区范围较大,且各类防护对象可以分别防护时,应采取分别防护措施。按各防护对象的重要程度和规模,由防护对象的防潮(洪)标准分别确定各段堤坝工程的防潮(洪)标准。同一封闭区的堤坝工程,防潮(洪)标准应一致。当不能分别防护时,为保证主要防护对象的防潮(洪)安全,应以各防护对象中防潮(洪)标准较高的防护对象确定堤坝工程的防潮(洪)标准。如防护区内还有标准中尚未包括的防护对象,可根据其规模和重要性分析确定其防潮(洪)标准。3.0.3本条是对防护对象有特殊要求时做出的原则规定。需要时,可根据防护对象的防潮(洪)要求,对堤坝工程的防潮(洪)标准作适当调整,但必须经过充分论证并经主管部门批准。对于同时承担防御潮水和洪水任务的堤坝工程,可分别计算设计潮位和设计洪水位,进行堤坝工程设计时选择较高值。3.0.4本条引用了现行国家标准《堤防工程设计规范》GB50286-2013第3.1.3条。堤坝工程是堤防工程的一种类型,其级别的确定应与堤防工程级别的确定依据是同样的原则。堤坝工
程的级别应当按照堤坝工程防潮(洪)标准选定。考虑到各地堤坝工程建设条件差异较大,条文中给出各级防潮标准重现期的范围,设计时可根据防护对象的重要程度、堤坝工程建设条件等具体情况分析选用。3.0.6本条参考了现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252←2000第2.2节。堤坝工程中的水工建筑物,按其作用和性质分成永久性主要建筑物、永久性次要建筑物和临时性建筑物三种。永久性主要建筑物指堤坝、挡潮闸、排涝闸等,永久性次要建筑物指副堤、隔堤等,临时性建筑物指堵口分流闸、截流堤、围堪等。其级别根据堤坝工程的级别和建筑物的种类确定。对于保护对象为有特殊要求的1级永久性水工建筑物,其临时性水工建筑物级别可根据现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL2522000的规定确定为3级。3.0.7本条作了对地震烈度7度及以上地区的海岸堤坝工程抗震设防措施的限定规定。因为:首先,堤坝工程遭遇大潮(洪)水几率小,高水位运行时间短,同时遭遇7度及以上地震烈度的几率更小;其次,抗震设防措施代价高,根据我国国情,从实际出发,对特别重要的城市堤段,如保护核电站或重要的城市工业设施的1级堤防,应进行抗震设防设计。•101•
4测量与勘察4.1一般规定4.1.1为了规范测量与勘察成果,便于对不同成果的使用与验证,本条规定了平面坐标、高程系统采用的基准。采用青岛水准原点和根据青岛验潮站1952年到1979年的验潮数据确定的黄海平均海水面所定义的高程基准,其水准原点起算高程为72.260m。4.1.2根据堤坝工程基本建设程序,规范了规划、可行性研究、初步设计和施工等测量与勘察工作的四个阶段。4.2测量4.2.1本条结合不同阶段工程建设的测量要求,对测量范围、测量比例进行了规定,以增强测量工作的指导性。4.2.2本条规定了控制测量精度要求,以使测量基准符合要求。4.2.3~4.2.5针对陆域地形、潮间带地形、水下地形的不同,规定了相应的测量方法、测量布置及误差控制要求,并对海岸地基表层浑流、流泥存在的特殊性,特别提出应重点测量分析,以使测量符合实际。同时对提供的资料成果内容进行了规定。4.3勘察4.3.1为了勘察大纲的合理性,本条对前期准备资料提出了规范性要求。4.3.2针对海岸软土地基的特殊性,本条对合理选用勘探方法和海涂表面流泥层的探测提出了要求,以确保勘察成果的真实有效性。4.3.3本条结合不同阶段的勘察要求,对孔距、孔深等勘探布置
参数提出了明确的要求,对勘探作业时间与方式提出了合理化建议,以增强可操作性。4.3.4本条文提出了勘探取样、试验尺寸和数量等要求,以规范勘察成果质量。•103•
5堤型与堤身5.1一般规定5.1.2堤身设计是软土地基堤坝工程中主要设计内容之一,是主要构筑物。其设计标准应符合堤坝工程确定的工程级别,并应通过调查研究和勘测工作,在掌握各基本资料的基础上进行设计,必须满足堤坝工程的安全稳定和强度要求。5.1.3基于堤顶越浪量、护面结构稳定计算方法的经验性,因此,对3级及以上软土地基堤坝工程,提出宜通过模型试验进行验证的要求,以更好地保障工程安全性。5.2筑堤材料5.2.1采用淤泥、淤泥质土作为堤身材料可就地取材、因地制宜,这类士属于相对不透水材料、防渗性能好、教性大、水下不易流失,但其抗剪强度低、固结时间长,填筑时宜与砂混合抛投或分层抛投(层砂层土),以提高土料的抗剪强度并加速回结。分层厚度一般取0.Zm~0.5m,并应留足填土间歇时间,一般下层填筑完间隔一定时间后再填上一层。5.2.2针对有的堤坝采用海砂作为混凝土骨料的现实,参考现行行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275的有关规定,当受条件限制不得不采用海砂时,规定钢筋混凝土内氯离子的含量不宜大于水泥质量的0.07%,鉴于堤坝、工程堤线长、氯离子含量的现场控制难度大、容易失控,本规范限制海砂用作钢筋混凝土骨料,当海砂作为素混凝土细骨料的工程应作专题论证。5.2.3本条对素握凝土和钢筋混凝土强度(等级)的要求与水工钢筋混凝土结构设计规范基本一致。抗侵蚀混凝土是棍凝土外掺
矿粉或混凝土表面涂抹抗侵蚀层形成。s.2.4蒙古性土填筑设计压实度为:ρPds=」L(1)Pd,m..式中:Pds一←→设计压实度;ρds二一一设计压实干密度(g/cm3);ρdm.x一二标准击实试验最大干密度(g/cm3)。标准击实试验按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123中规定的轻型击实试验方法进行。无教性土填筑设计压实相对密度为:De一一气e一一一句-(2)h式中:D,,ds设计压实相对密度;eds一一设计压实孔隙比;emax、emin-一-试验最大、最小孔隙比。相对密度试验按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123中规定的方法进行。现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL274中规定,对教性土的填筑压实度标准:对1级、2级坝和高坝的压实度应为98%~100%;对3级中、低坝及3级以下的中坝压实度应为96%~98%。在我国,大量堤防工程是采用压实法填筑的。考虑到我国各地的实际施工条件和经验,针对各级堤坝的重要性,本规范对蒙古性土筑堤的压实度作出了规定。s.2.5石渣作为堤身填料是常用的材料,控制固体体积的指标是通过对石渣的碾压来实现的。根据已建工程的经验,其固体体积率控制在76%~80%,相对孔隙率控制在20%~24%比较适宜。5.3堤型选择5.3.1本条列举了堤型选择中应该考虑的一些因素,多数情况就•105•
只有一两个因素起主导作用,有些情况下,堤型可以根据实践经验确定。5.3.2土堤是我国海岸防潮(洪)广为采用的堤型。土堤具有就近取材、便于施工、适应堤基变形、便于加修改建、投资较少等特点,堤坝设计中往往作为首选堤型。目前我国多数海岸防潮堤坝采用该堤型,但是它体积大、占地多,易于受水流、风浪破坏,因而→些重要堤坝和城市堤防,采用了其他堤型和组合形式。5.3.3同一条堤线中,根据各堤段具体情况,分别采用不同堤型是比较常见的,但不同堤型的接合部易于出现质量问题,危及防洪安全,因而本条强调了不同堤型的接合部要认真处理。5.4堤坝断面设计5.4.1本规范根据国内通用方法将堤坝按其临海面外形分为斜坡式、陡墙式(含直立式)和混合式三大类。堤型的选择应注意各种堤型的特点及已建类似堤坝工程经验。影响堤型选择的各种因素中,滩涂面高程、风浪大小、地基条件、筑堤材料、施工条件等具有重要意义,应给予充分注意。1斜坡式堤坝可用于任何地基上,是常用的断面形式。其临水坡平缓、反射波小,大部分波能可在斜坡上消耗,防浪效果较好,因此可用于风浪较大的堤段。当破波发生在堤前时,波压力较大,采用斜坡堤较为有利。它底宽大,地基应力较均匀、适应变形能力较强,有利于在软基上筑堤。目前我国斜坡式堤坝多以土堤为主,可分为两种情况,其一为土堤外加护坡一直到坡底的斜坡式堤坝,简称护坡堤;其二为具有堆石棱体的斜坡式堤坝。护坡堤宜用于滩涂较高(一般在小潮高潮位以上)、土质较硬、水浅浪小的堤段,施工时先堆土方,后做护坡。但在滩涂较低时取土困难,且堤身己堆筑的土方易被潮浪冲刷流失,护坡也容易沉滑,因此,滩涂较低,水深浪大时应采用具有堆石棱体的斜坡式堤坝,施工时以石方掩护土方,可减少土方流失。
2陡墙式堤坝堤身由陡墙(防护墙)和土堤(墙后填土)组成。其前坡坡比小于1,堤坝断面小,占地少;施工时采用土石并重,石方优先的方法,以石方掩护土方,可减少土方被潮浪冲刷流失;陡墙式堤坝波浪爬高值较一般斜坡堤小。但风浪对陡墙动力作用强烈,对堤身破坏性较大;堤前反射波大,由此而引起的堤前底流速较大,易引起堤脚冲刷,这时,护脚措施尤为重要,且堤身荷载较集中,沉降较大,故宜用于风浪较小地基较好的堤段。但它断面较小,荷载较轻,如陡墙下设置堆石基床,并采取压载等地基加固措施,陡墙式也可用于低涂、软基。这些有利和不利因素并不妨碍其作为堤坝设计的一种断面形式。3采用有消浪平台的混合式或复坡式堤坝可减小波浪爬高、降低堤顶高程、增加堤坝的稳定性,它在滩涂面较低、风浪较大的堤段应用效果较好。它综合了两者的优点,并可根据实际地形,优化组合,也是软土地基设计采用的一种堤身断面形式。在临港工业开发区和岸线整治段,尽可能最大限度地降低堤顶高程,采用宽平台效果更明显。5.4.2堤坝设计潮位、波浪重现期及安全加高与建筑物的级别有关,堤坝是工程中的主要永久性构筑物,本规施表5.4.2是参照现行国家标准《防洪标准》GB50201和地方经验制订的。设计潮位与设计波浪数据是确定堤坝工程主要建筑物高程及断面尺寸的基本依据。1级~3级建筑物应根据长系列的实测资料进行设计,如元长系列实测资料则应进行专题论证。对4级、5级建筑物,在元实测资料且又不能用相关分析方法取得数据时,可采用历史最高潮位进行设计。设计潮位与设计波浪的频率组合问题,为安全考虑,本规范采纳地方经验设计波浪与设计高潮位的同频率组合。考虑到沿海经济发达地区和海岛地区的特殊情况,对2级~4级堤坝的设计重现期也可取表5.4.2中高一个级别的设计重现期,但堤坝建筑物级别不提高。•107•
5.4.3对于允许部分越浪的情况,设计中波浪爬高累积频率取值规定不应大于13%,主要根据越浪后可能造成的损失程度来确定。5.4.4瑞典圈弧法计算简便,目前已积累了丰富的经验,因此工程设计中普遍选用该方法进行堤坝的抗滑稳定计算。但该方法没有考虑土条间的相互作用力,当孔隙水压力较大、地基软弱及滑弧圆心角较大时误差偏大。简化毕肖普法等考虑了条间力的作用,因此更能反映土条间的客观情况,其安全系数计算值通常比瑞典圆弧法的值要大。在《碾压式土石坝设计规范》1993年修改和补充规定中指出:“简化毕肖普法比瑞典圆弧法坝坡稳定最小安全系数可提高5%~10%”。在2001年修订的规范中规定,采用瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数时,1级土坝的安全系数为1.30,其他级别的土坝的安全系数应比采用简化毕肖普法计算时的安全系数减小8%。本规范编制过程中,对我国沿海已建的10条海岸堤坝工程进行了稳定分析,简化毕肖普法比瑞典圆弧法整体稳定最小安全系数平均提高8.82%。表5.4.4中简化毕肖普法的安全系数与现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001相同。目前,我国的计算机应用己基本普及,为推广先进的计算方法,本规范在瑞典圆弧法的基础上,又推荐了简化毕肖普法。在进行堤坝圆弧滑动稳定分析时应加入渗透力对滑动的影响。渗透力常用下述方法处理z计算滑动力矩时,浸润线以下,设计低水位以上部分采用饱和重度,但计算抗滑力矩时用浮重度。将陆侧和外海水位与堤坝边坡的交点连成直线,该直线可近似为浸润线。采用其他非圆弧滑动方法时应经过论证。堤坝工程正常运用条件即为设计条件;非常运用条件I为施工期条件,非常运用条件E为地震工况条件。由于地震为小概率事件,对地震工况的安全系数要求不宜过高,因此本规范对非常运
用条件E的安全系数做出了明确规定。地震计算方法应符合现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》SL203的规定。5.4.8本条堤顶高程是指堤坝沉降稳定后的顶面高程。堤坝设计起始地面应从津、流泥以下的原始滩涂面算起。确定堤坝顶高程的方法,常用的有以下两种:堤顶高程=设计高潮位十超高堤顶高程=设计高潮位+波浪爬高+安全加高前一种只是把波浪爬高值凭经验笼统地包括在加大的超高值中,不单独进行波浪爬高计算,因此较为粗略。由于波浪爬高对堤坝堤顶高程的影响较大,我国从20世纪60年代开始逐步研究采用和完善波浪爬高的计算方法,现己获得广泛应用。因此,本规范采用后一种计算方法。考虑到堤坝的安全性,提出了对设置防浪墙的堤顶高程应高于设计高潮位0.5H1%的要求。按允许部分越浪标准设计堤坝是近年来实践提供的一种新的思路和要求,特别是对一些软弱地基,在堤顶高程有所限制的情况下更具有重要的现实意义,但结构上应有所加强。关于允许部分越浪的越浪量控制值,主要参考《浙江省海塘工程技术规定》(浙江省水利厅,1999)和日本的港口建筑物设计标准。日本的港口建筑物设计标准中提出用越浪受灾的临界越浪量作标准,其临界越浪量列于表1。表1日本港口建筑物临界越浪量表护面工程I临界越浪量[m3/(s•m)]堤顶和内坡及圾脚没有护面工程0.005堤顶有护面但内坡没有护面工程0.020三面都有护面工程0.050软土地基堤坝竣工后会发生较大的沉降,而且沉降过程历时较长。设计堤顶高程系指堤坝沉降稳定后的顶面高程,但按本条•109•
计算的堤顶高程,并未包括沉降量在内,故尚应预留工后沉降量。预留工后沉降量应通过地基沉降量计算并结合堤身条件、施工情况和当地实践经验,经分析论证后确定。本条中规定的工后沉降量为完工验收后的10年内的值,是参照了《浙江省海塘工程安全鉴定管理办法(试行)》(浙水管〔2009〕15号)的鉴定制度。首次安全鉴定应在建成后10年内进行,以后每隔8年~10年进行一次,但特殊情况除外。同时也参照交通部门有关工后沉降控制标准:当路面设计使用年限(沥青路面15年,水泥混凝土路面30年)内的工后沉降量达不到容许工后沉降的要求时,应针对沉降进行处治设计。5.4.9本条所指堤坝顶净宽,不包括防浪墙宽度。我国沿海地区条件不同,情况各异,堤坝堤顶宽度难以作统一规定。本条规定系根据现有堤坝建设经验提出的。背海侧的交通道路应高于背海侧最高水位,以避免地下毛细水作用,浸没路基。强调交通道与反压平台结合,主要是增加堤身稳定性因素,宽厚的背海侧坡也可避免或减少溃堤威胁。堤顶设会车道,堤顶宽度小于4.5m,宜在堤背海侧选择有利位置设置会车道,应根据周围环境与上堤路的设置兼顾考虑,有上堤路的堤段,可取消会车道的设置。防浪墙净高系指防浪墙在士石堤堤顶路面以上的高度。我国堤坝建设中的防浪墙净高以往较多采用1.Om~1.Zm,近年来多次风暴潮造成危害的实践经验表明,防浪墙净高宜适当降低以利增强其抗风浪能力,考虑兼顾沿海各地不同的经济条件和具体情况,防浪墙净高不宜超过1.Zm。防浪墙外侧→般为直线型,也可做成反弧曲面或带鹰嘴的形式。曲面的形状与尺寸宜通过试验确定。为了便于防汛交通,防浪墙通常设置在堤顶外侧,并与边坡顶部相接。但有的受地形、地质等条件限制,要求尽量降低堤顶高程时,也有将防浪墙设置在堤顶外侧稍后一些位置或堤顶内侧的,以减小波浪爬高和越浪。由于此类断面较为复杂,爬高消浪效果难•110•
以计算,应用时应做试验论证。防浪墙变形缝的间距一般可取lOm左右,但应综合考虑气象、地基条件等因素,也可根据当地经验确定。5.4.10本条说明如下:1影响堤坝边坡的因素主要有护坡类型、堤身材料与地基土质、风浪情况、堤高、施工方法和运用要求等因素。一般先参照已建类似工程的经验初步拟定堤坡,再通过稳定计算,经方案比较后确定经济合理的堤坡。2消浪平台是以减小波浪爬高为主要目的而设置的平台(债台)。外坡设消浪平台,不仅可减小波浪爬高,而且有利于堤身和地基稳定及维修养护。根据现场观测和室内试验资料,当平台高程位于静水位附近时,平台对减小爬高效果较好,此时若平台宽度为1倍~2倍波高,波浪爬高较单坡时可减少15%~25%。平台过窄,效果较小,故平台宽度一般不宜小于3m;平台宽度加大,虽爬高可减小,但当其宽度大于4倍波高时,爬高继续减小不明显,因此过宽不经济。消浪平台处的波流紊乱,有消能作用,但对护面破坏力较大,其作用范围内护面应采取加固措施。例如对干砌石护面在消浪平台顶面及上下一定范围内,可用大块石竖砌或条石丁砌,在平台外缘及转折处易破坏的地方可局部用浆(灌)砌石或混凝土加固,也可对平台及干砌石护面采用浆砌石或1昆凝土加固。3护脚的作用为支承护面结构和防止波浪淘脚。前者要求护脚对护面有足够的支承力,后者要求能防止底脚被淘刷,或发生淘刷时,仍有足够的能力支承护面结构。护脚形式要根据不同的地段位置,采取相应的结构。对于冲淤幅度较大的强潮河口,堤身坡脚保护措施应经专门论证后确定。5.5防渗土体设计5.5.2堤坝一般为均质土堤或土石混合堤,堤身填土即为防渗
体。按就地取材的原则,堤坝堤身的防渗材料多采用薪性海涂泥、坡积土等。秸性海涂泥为淤泥或淤泥质士,含水量大,强度低,但渗透性小,茹性大,成块状后在水下流失小,且运距较近;坡积士是陆上土料,如砂壤土,粒径较粗,含水量小,压实后密度较高,但水下施工流失量大。两者各有优缺点,施工中常配合使用,取长补短。当堤身土料为砂性土时,可用加宽堤身来满足防渗要求,为防止防渗土体的流失,应在土、石之间设置反滤层。5.5.4土壤充泥管袋可提高抗冲刷性能。但因土工织物充泥管袋耐久性较差,不宜用作防护,反滤等结构。充填土的颗粒越细,充泥管袋厚度越薄。秸粒含量大于10%土料的充泥管袋固结时间较长,在赶潮施工时不能满足每一个低潮露滩时充一层袋的要求;秸粒含量达20%以上时,固结时间很长,往往出现“橡皮土”。充泥管袋的透水性主要取决于各袋间搭接缝的紧密情况,除了对管袋的搭接方法在设计土有特殊要求外,一般由施工队伍的施工水平决定。可根据现场试验堤段的实际情况取折算系数,重要的工程可按透水体处理。堤坡大于1:1.5时充泥管袋施工定位较困难,故不宜采用。5.6护面结构5.6.2为消除不均匀沉降对护面结构造成的裂缝,应在刚度适度的单元边缘设置沉降缝。温度变化时,护面结构各部位升、降温时变形不一致,结构会出现裂缝,同样应设置伸缩缝。对护坡结构,横向方向的尺寸相对于纵向方向的尺寸而言较小,因此伸缩主要表现为纵向方向的伸缩;挡墙结构为平面应变状态,温度变化时,表现为沿长度的变形受到约束。因此,这两种结构的沉降缝和伸缩缝可合并设置,间距为8m~12m,缝宽为lOmm~20mm,缝内宜设置沥青松木板。为保证堤顶护面混凝土结构的平整度,要求堤身填土的沉阵、固结量已基本完成,此时的护面结构不再留沉降
缝,而只留伸缩缝。路面设计的术语为胀缝、缩缝。胀缝一般设在堤轴线平面曲线曲率变化的起止部位;直线段较长时,可每200m设一条,缝间通过可以伸缩的拉力杆(钢筋)连接。缩缝4m~6m设置一条,采取诱导切割方式,在护面上切割深30mm~50mm、宽3mm~8mm的假缝形式;当护面板收缩时,将沿此最薄弱断面有规则地自行断裂。缝间填灌沥青类材料。5.6.3堤顶护面材料、结构应综合考虑防浪、防汛、管理等方面的要求以及土质、气象等因素。堤顶越浪对堤坝安全影响很大,因此堤顶应有牢固的护面,根据越浪程度,选择适当的护面和垫层,防止越浪冲刷堤顶,危及堤身安全,如浙江省目前按允许越浪设计的标准塘塘顶护面层,系由150mm厚的C20混凝土与其下的lOOmm厚的稳定层(低标号素棍凝土)组合而成。堤身和地基沉降对护面影响很大,在未充分沉降前应选用能适应沉降的护面结构,如采用干砌块石等,待充分沉降后再改建加固。堤身内坡应有一定防止越浪冲刷的保护面层。堤顶向一侧或两侧倾斜是为了排除雨水和越浪水,堤顶向内侧排水时堤内坡应采取保护和排水措施。5.6.4干砌石结构的防浪墙因整体性差,破坏的较多,实践证明.防浪墙不应采用干砌块石结构,而应采用浆砌石、握凝土或钢筋混凝土。5.6.5斜坡式堤坝临海侧护坡结构,形式多样,应根据工程等级、波浪作用强弱,科学合理分析选用。1护坡面结构形式、尺寸是表示堤坝坡面安全性的关键参数,直接关系临水侧护坡的稳定性、经济性。其护坡面干砌(浆砌)块石厚度、人工块体或分选块石的单个重量与厚度、混凝土面板厚度与强度等结构尺寸应按相应规范计算确定,并满足最小护坡厚度的要求。如干砌块石护坡不应小于40cm,浆砌石或灌砌石护坡不应小于30cmo2干砌石护坡形式为堤坝临海侧护坡的常见形式,该护坡形•113•
式能适应堤身的沉降变形、施工简单、容易维修,但整体性差、抗风浪能力弱。因此,干砌石护坡适用于石料费用低、波浪不大的堤段。护坡砌石的始末两端及建筑物的交接处往往是护坡的薄弱环节,采取封边措施的主要作用是防止波浪水流打击而导致的护面结构失稳,护坡顶应选用大块石封顶。为保证砌体厚度和嵌固力,在波浪作用强烈的堤段,可采用长600mm左右的条石坚砌护面。封边处应加宽加深干砌石厚度,宽为1.5m~2.5m,深为0.6m~1.Omo浆砌石或灌砌石护坡具有较好的整体性,外表美观,抗波浪能力较强,管理方便。但适应变形能力差,当岸坡发生不均匀沉陷时,容易出现裂缝。因此,可采用浆砌块石或灌砌块石框格以加强干砌块石护坡的整体稳定性,同时,护坡施工应在堤身沉降基本稳定后进行。浆砌块石宜用不低于MlO的水泥砂浆砌缝,灌砌块石宜用不低于C20的细骨料混凝土灌砌。3预制混凝土异形块体有四脚空心块、扭工块及扭王块体等,其护面厚度及混凝土量按现行行业标准《海堤工程设计规范》SL435的规定计算。对石料缺乏、波浪较大的堤段,可采用消浪性能好、稳定性好的四脚空心混凝土块体护坡。4对不直接临海的堤段或涂面平缓、风浪作用弱的堤段,为营造生态优美的堤坝景观,在满足结构措施和施工要求的条件下,.可进行植草绿化护坡;对于风浪作用强的堤段,当采用植草绿化时,应充分考虑临水侧护面结构的安全措施。如临海侧护面下部铺设一层无砂混凝土或干砌块石,上部植草或在立体土工格栅上植草,通过工程措施与植物措施有机结合,保证护坡的整体稳定与安全。5透水护面结构在波浪的交替作用下,既承受上塞波浪的冲击、掀动和浮托,又承受回落水流拖拽及动水压力的顶托,易造成坡面受力不匀,并带走细颗粒,从而引起护坡结构松动、托空甚至失稳破坏。因此,根据需要设置块石找平层、垫层或反滤层,以保障护坡结构的稳定。垫层应级配良好,严格控制含泥量;波浪作用
强时,垫层厚度可适当加厚。当采用土工织物作反滤层时,土工布规格应按现行行业标准《海堤工程设计规范》SL435的规定计算确定。s.6.6陡墙式临海侧挡墙一般建在有海水浸没的软土地区,地基土层软弱,一般不设置施工围堪,通常在抛石基床上修建挡墙,并在基底抛厚度为500mm~lOOOmm的砂石垫层以改善挡墙底的地基应力。为加大墙后填土的内摩擦角、减小士压力,可在墙后一定范围内回填砂或石渣,并在填土与砂、石交界面上做好反滤层的措施。避免墙体裂缝的主要措施是设置沉降缝、伸缩缝。墙体临海侧设置排水孔是为了避免产生渗透压力。箱式挡墙对软基的适应性强,自重轻,箱内可抛填块石或土体,为维持墙体稳定,可在箱壁设排水孔和排气孔,使墙内、外水位相等。箱体应对称布置,顶部设顶盖。在城区对景观有要求的堤段,可以通过箱顶的小附件,设置花槽、栏杆、公园椅等,将堤顶辟为人行道和观景平台。5.6.8背海侧坡面的现代设计理念强调人性化设计,因此对不允许越浪设计的堤段,应优先采用植物措施防护;对按允许部分越浪设计的堤段,应通过越浪量计算,尽量使海水在堤顶汇集,通过排水沟排向后坡脚,背海侧仍能采用植物措施防护。s.6.10采用干砌块石或浆砌块石的旧堤坝护坡,经过海浪多年冲击后,整体性能降低、抗海浪冲击能力减弱,在堤坝加固扩建时,宜对护面进行加固处理。加固方法应结合原有护面的损害程度等因素综合确定。•115•
6稳定与沉降计算6.1一般规定6.1.1、6.1.2堤防的堤线很长,应根据不同堤段的断面形式、高度及地质情况,结合渗流计算需要,选定具有代表性的断面进行分析。稳定计算断面宜与渗流计算断面一致。在地形、地质条件复杂或险工段的计算断面可以适当地加密,对历经多次加高加固的堤坝段应适当加密。6.1.3为了防止渗透变形,消除误差,确保允许坡降值在临界线以内,允许坡降应以土的临界坡降除以安全系数确定。重要的堤段,其允许坡降应根据试验的临界坡降确定。6.2潘流计算及渗透稳定验算6.2.1软基堤坝工程设计或施工时的潮(水)位应符合本条规定。实际高潮位应考虑临海侧为设计高潮(水)位或台风期大潮平均高潮位,背海侧为相应水位、低水位、无水状态。河口部分的堤坝受洪水影响较大,远离河口的堤坝主要受潮水影响,进行渗流计算时应根据堤坝所在位置的水文情况确定渗流稳定计算的水位组合情况。6.2.2堤身分层施工、天然土层的分层沉积,都可使堤身地基土层具有各向异性。一般竖向渗透性小于水平向,这样就使得实测浸润线高于计算值,渗流量也有增加,渗透比降加大。水位降落时对临海侧边坡稳定不利。因此在渗流计算中要考虑渗透系数的各向异性。渗透系数的取值z当计算渗透流量时,用大值平均值;t十算水位降落浸润线时,用其小值平均值。•116•
6.3抗滑与抗倾覆稳定验算6.3.1堤坝稳定计算,对软土地基上的堤坝除验算堤坡抗滑稳定外,还必须验算堤身与堤基的整体抗滑稳定。海堤、围堤、护岸的边坡应进行护坡底面抗滑稳定、护坡内部稳定验算。陡墙式海堤、围堤的挡土墙(防护墙)及防浪墙、墙式护岸、坝式护岸的挡土墙和防洪墙等结构应进行抗滑、抗倾覆稳定验算。挡土墙、防洪墙应进行地基承载力验算。6.3.2在边坡和堤基滑动稳定计算中,分正常和非常两种工况,正常工况是指正常和持久条件下的工况,非常工况是指非常或短暂条件下的工况。由于地震为小概率事件,对地震工况的安全系数要求不宜过高,因此本规范对非常运用条件IIC地震工况)的安全系数做出了明确要求。6.3.3堤坝两侧的水位及堤身(基)的渗透压力对抗滑稳定计算有直接影响。因此,对于重要堤坝,应根据工程的实际情况确定计算工况和相应工况下的水位组合,并先进行稳定及非稳定渗流分析。采用上述分析计算方法更接近实际情况,但通常比较复杂。在一般情况下,可按本规范表6.3.3所列出的计算工况及相应的临海侧和背海侧的水位组合进行计算。表6.3.3考虑了内、外侧水位的不利组合。荷载包括自重、外部荷载、渗透力等基本荷载,以及地震力等偶然荷载。6.3.6试验表明:当软土层较厚时,滑动面近似为二圆弧,故堤坝抗滑稳定分析一般用圆弧滑动分析法,包括瑞典国弧滑动法和简化毕肖普法两种。具体计算方法应根据工程规模、地基条件、工期长短、地基处理与否等因素选用,当地基有软弱夹层时,宜采用改良圆弧法计算。瑞典圆弧滑动法计算简便,目前已积累了丰富的经验,因此工程设计中普遍选用该方法进行堤坝的抗滑稳定计算。但该方法没•117•
有考虑土条间的相互作用力,当孔隙水压力较大、地基软弱及滑弧圆心角较大时误差偏大。简化毕肖普法等计及条间力的计算方法更能反映土条间的客观情况,其安全系数计算值通常比瑞典圆弧滑动法的值要大。海堤基础处理方式不同对整体稳定分析方法的选取有较大影响,当地基处理方法为爆炸置换法时,由于原状地基土大量被抛石所替代,土条之间作用力加强,采用简化毕肖普法更能准确反映海堤整体稳定情况。对于软土地基上级别较低的堤坝或堤身高度较低(在极限高度左右)的堤坝,通过地基承载力验算可初判其稳定性:ρ=豆p.(3)5.52cι=一一一(4)K式中zρ一一堤身荷载CkPa);p.-地基允许承载力CkPa);cu-一地基土不排水抗剪强度CkPa);k一一安全系数,一般取1.1~1.2。6.3.7海岸堤坝多建在海涂软基上,施工历时较长,地基在受到填土压力后会产生一定程度的固结,使软基强度有所提高。为了考虑地基土受到填土荷载后产生的固结作用,在采用总应力强度指标计算堤坝稳定安全系数时,可以采用有效固结应力法。此法可用于分期间歇施工或采用排水固结加固地基时堤坝的稳定计算。6.3.9简化毕肖普法是较精确的计算方法。该法常采用有效抗剪强度指标,取样试验的工作量比较大,设计中全部采用这种方法计算有一定困难,可以在堤坝的重点部位有选择性地应用。6.3.10有效固结应力法考虑了软基堤坝施工的实际情况,即堤坝荷载并非瞬间填到设计高度,而是按照一定的施工速率逐渐填筑。当在强度很差的地基上修筑高堤坝时,采取分期加载的方法,•118•
使地基强度逐渐提高,以保证堤坝在填筑过程中的稳定要求。6.3.11改进总强度法是以¢=0法为基础发展而来的,它是基于¢=0法利用原位测试资料〔采用静力触探试验的贯入阻力(单桥探头)或锥尖阻力(双桥探头)换算的十字板抗剪强度或直接由十字板试验得到的抗剪强度〕,借用有效固结应力法计算地基强度随固结增加的思想,计算固结过程中强度的增量。采用该方法与静力触探试验相结合,为软基堤坝稳定验算提供了一种高效可靠的途径。6.3.12、6.3.13按总应力法计算时,软土地基强度指标的取值宜以经数理统计后的标准值或小值平均值为依据。对于工程级别较低的堤坝且同一土层的抗剪强度试验数量较少时,→般可取算术平均值或算术平均值乘以0.8~0.9的折减系数。根据工程经验,抛石体的内摩擦角#可取38。~40。。另外,三轴试验比直剪试验在排水方面控制严格,其强度指标相对更准确,1级~3级堤坝工程建议进行三轴试验。用总应力法计算堤坝稳定时,关键是正确选择能反映现场条件的试验方法,以得到符合实际的结果,选择的依据为:(1)土体或地基的排水条件,包括土的渗透性、弱透水土层厚薄、边界条件;(2)加荷前土体的团结完成情况;(3)施工加荷速率。6.3.14施工期土体强度的增长计算方法有多种,下述方法在工程中得到广泛应用,且计算简便,可供参考。施工期抗剪强度c,、仇或十字板强度Cut可由以下各式求得:直剪试验2c,=cq十U(ccq-cq)(5)tan¢,=tan
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