面干狀態(tài)堤身結(jié)構(gòu)形式選擇

根據(jù)斷面外形特點(diǎn)，海堤結(jié)構(gòu)型式大體上分為三種基本形式，即斜坡式、陡墻式和混合式?；旌鲜胶５绦褪綌嗝娼M合得當(dāng)，可兼有前兩者的優(yōu)點(diǎn)，適用于地質(zhì)條件較差、水深大、受風(fēng)浪影響較大的堤段。

地質(zhì)為軟土特性、風(fēng)浪及水深較大，兼顧考慮已建半圓體防波堤情況，采用混合式斷面形式是比較合適的。設(shè)計(jì)采用帶平臺(tái)的復(fù)式斷面，消浪平臺(tái)的設(shè)置可減少波浪飛濺，平臺(tái)上的紊動(dòng)波流能消耗大部分波浪能量，有效地減少波浪爬高，同時(shí)也有利于提高堤身斷面的穩(wěn)定性。根據(jù)南港工業(yè)區(qū)東邊界現(xiàn)已建成的半圓體結(jié)構(gòu)防波堤位置，從消浪效果、工程投資及占地等角度考慮，東邊界永久達(dá)標(biāo)防潮海堤設(shè)計(jì)與半圓體防波堤整體結(jié)合布置，半圓體與設(shè)計(jì)消浪平臺(tái)相銜接。該方案堤頂高程較低，投資最小，地基處理難度低，占用可利用土地少，施工條件相對(duì)較好。

防止海水在潮汐的作用下入侵，影響人們的聲明財(cái)產(chǎn)安全。

目前，海堤的設(shè)計(jì)主要分為不允許越浪和允許部分越浪兩大類。天津沿海地區(qū)軟基分布較廣泛，在軟基上新建海堤排水固結(jié)周期長(zhǎng)，沉降量大，故海堤的填筑速度和建設(shè)高度受到限制。按不允許越浪設(shè)計(jì)，對(duì)堤頂高程和斷面尺寸的要求較高，可能造成軟土地基的承載力不足，不僅會(huì)極大的增加軟土地基的處理費(fèi)用，加大工程投資，還會(huì)增加施工難度，延長(zhǎng)建設(shè)周期，很不經(jīng)濟(jì)合理。按允許部分越浪設(shè)計(jì)在控制越浪浪滿足要求的前提下，可以有效降低堤身高度，優(yōu)勢(shì)比較明顯。

海堤位于軟土地基上，堤頂高程過(guò)高會(huì)增加潰堤的風(fēng)險(xiǎn)。考慮本次設(shè)計(jì)堤頂及堤坡均有防護(hù)，同時(shí)背海側(cè)結(jié)合整體規(guī)劃要求可以修建景觀河道以容納越浪水量，因此本次海堤工程按照允許部分越浪進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定及公式，按照帶平臺(tái)的復(fù)合式斜坡堤，采取按允許部分越浪的波浪要素進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)堤頂高程取值8.50m。

規(guī)范中海堤允許越浪量的計(jì)算方法是建立在簡(jiǎn)單單坡和陡墻模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，計(jì)算方法和計(jì)算公式比較單一且精度有限，難于適應(yīng)復(fù)雜斷面結(jié)構(gòu)型式海堤的越浪量計(jì)算。海堤結(jié)構(gòu)斷面和波浪作用條件較復(fù)雜，波浪爬高和越浪量計(jì)算與現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式的適用條件不完全一致，為了驗(yàn)證海堤越浪量、確定堤頂高程和對(duì)海堤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，本次設(shè)計(jì)海堤斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)。參照試驗(yàn)結(jié)論，從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，最終確定本次海堤設(shè)計(jì)堤頂高程為9.0m。

越浪海堤的斷面設(shè)計(jì)除了解決越浪量和堤頂高程的問(wèn)題，還包括堤身、堤坡護(hù)面結(jié)構(gòu)、堤頂結(jié)構(gòu)及堤基處理等方面的問(wèn)題。

面干狀態(tài)堤身設(shè)計(jì)

充砂袋適用于地基承載力較低的中、高灘部位，具有滲透性好，易于排水固結(jié)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各種圍埝和護(hù)岸結(jié)構(gòu)中，近年在天津地區(qū)得到普遍應(yīng)用。為適應(yīng)軟基上筑堤的特點(diǎn)，本工程堤身采用水力充填砂袋填筑。設(shè)計(jì)每層砂袋高0.5m，層間布置袋裝碎石平整坡面。為保護(hù)沖砂管袋以及減少袋內(nèi)充填物跑漏，在現(xiàn)狀半圓體結(jié)構(gòu)背海側(cè)設(shè)置拋石棱體，棱體后設(shè)置混合倒濾層，并在充填管袋與其接觸結(jié)構(gòu)適當(dāng)加大墊層保護(hù)措施。[1]

面干狀態(tài)臨海側(cè)設(shè)計(jì)

臨海側(cè)直接經(jīng)受波浪作用，護(hù)面結(jié)構(gòu)主要從穩(wěn)定性、抗沖刷能力、消浪效果等角度綜合考慮。該部分結(jié)構(gòu)上部應(yīng)能夠承受波浪的打擊、上吸；下部應(yīng)能承受波浪的反復(fù)掏刷。因此要求護(hù)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要高，穩(wěn)定性要滿足要求，護(hù)面底要做好反濾。同時(shí)護(hù)腳要有足夠的支承力，要能防止底腳被淘刷，或發(fā)生淘刷時(shí)，仍有足夠的能力支承護(hù)面結(jié)構(gòu)。

目前海堤常用的護(hù)面塊體有柵欄板、四腳空心方塊、四腳錐體、扭王字塊、扭工字塊等。柵欄板和四腳空心方塊常用于常潮位以上的護(hù)面，但四腳空心方塊不宜用于設(shè)計(jì)波高大于4m時(shí)，本工程所在位置堤前水深大，波浪較強(qiáng)，設(shè)計(jì)波高超過(guò)4m，故而消浪平臺(tái)及其上部斜坡段采用柵欄板護(hù)面，下設(shè)干砌塊石墊層和碎石墊層及土工布一層。消浪平臺(tái)與半圓體結(jié)構(gòu)水平銜接，為滿足半圓體穩(wěn)定和防沖要求，臨海側(cè)半圓體前增設(shè)拋石棱體護(hù)腳。[1]

面干狀態(tài)背海側(cè)設(shè)計(jì)

越過(guò)防浪墻的波浪將直接與堤頂或后坡碰撞，流速衰減迅速，故背海側(cè)堤坡的防護(hù)原則上以能承受垂直于坡面的沖擊力為主，無(wú)波浪的回流水流的拖拽力，因此護(hù)面設(shè)置主要考慮透水、消能并保證良好的反濾墊層。背海側(cè)堤肩采用混凝土結(jié)構(gòu)以防越浪沖擊?？紤]岸坡穩(wěn)定和上部結(jié)構(gòu)施工要求，本工程背海側(cè)堤坡設(shè)計(jì)采用兩級(jí)平臺(tái)，上級(jí)平臺(tái)高程與臨海側(cè)消浪平臺(tái)齊平，其上部護(hù)坡采用柵欄板，下設(shè)干砌塊石墊層和碎石墊層及土工布一層；上下兩級(jí)平臺(tái)之間的護(hù)坡以及上級(jí)平臺(tái)采用灌砌石護(hù)面，下級(jí)平臺(tái)采用干砌塊石護(hù)面；護(hù)坡下堤腳處設(shè)拋石棱體護(hù)腳。

考慮越浪的強(qiáng)度要求，堤頂護(hù)面的強(qiáng)度要求同臨海面。堤頂一般兼作防汛公路，故護(hù)面一般采用混凝土結(jié)構(gòu)。堤頂設(shè)置防浪墻，既可節(jié)省海堤堤身工程量，減輕堤基荷載，也可防止或減少波浪越頂。當(dāng)?shù)添斉R海側(cè)設(shè)有防浪墻、且防浪墻穩(wěn)定、堅(jiān)固時(shí)，堤頂高程可算至防浪墻頂面。常用的防浪墻材料有漿砌石、灌砌石和鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)。從強(qiáng)度要求和保護(hù)對(duì)象重要性角度考慮，本工程設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程取為上節(jié)確定的9.0m高程。

防浪墻迎海側(cè)設(shè)計(jì)采用反弧形，以減小波浪反射，使沖擊水流回轉(zhuǎn)，從而消減浪壓力，減少越堤水量。規(guī)定一級(jí)海堤不包括防浪墻的堤頂寬度應(yīng)大于5m。結(jié)合運(yùn)用管理情況，本次設(shè)計(jì)堤頂為現(xiàn)澆混凝土路面，寬6m（不含防浪墻寬度），路面高程低于墻頂1.2m。為利于排水，路頂面設(shè)計(jì)1%坡比傾向背海側(cè)。路面中心設(shè)置縮縫，采取誘導(dǎo)切割方式在路面中心切割一條假縫，當(dāng)面板收縮時(shí)，將沿此最薄弱斷面有規(guī)則地自行斷裂。

對(duì)海堤軟土地基的常用處理措施，淺埋的薄層軟土宜挖除；當(dāng)軟土厚度較大難以挖除或挖除不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用墊層法、加筋土工織物鋪墊法、放緩邊坡或反壓法、排水井法、拋石擠淤法、水泥土攪拌樁法等。本工程為海底軟土上新筑堤，淤泥厚度比較大，不適合挖除。而水泥攪拌樁和拋石擠淤的投資都比較大，且水泥攪拌樁的強(qiáng)度上升比較緩慢，均不宜采用。

塑料排水板結(jié)合砂墊層排水，堆載預(yù)壓的方法，是由豎向排水與水平排水相結(jié)合形成完整的排水系統(tǒng)對(duì)地基進(jìn)行固結(jié)加固。該方法工程造價(jià)低，排水效果明顯，地基強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯，是一種成熟、可靠的方法，在水上和陸上施工都非常方便，已在天津地區(qū)廣泛使用。采用塑料排水板地基礎(chǔ)處理后，主體部分的堤基沉降量可完成80%左右，可保證竣工后的安全運(yùn)用，減少維修。根據(jù)防潮海堤工程級(jí)別、堤高、地質(zhì)條件、施工條件、工程使用和滲流控制等要求，本次工程堤基處理設(shè)計(jì)采用插塑料排水板加砂墊層后堆載預(yù)壓的方法。

設(shè)計(jì)排水板正方形布置，橫縱排間距為1.0m。考慮到半圓體防波堤的整體穩(wěn)定性，不宜在其背海側(cè)地基處采用挖泥換砂措施，故在原泥面上鋪設(shè)1m厚粗砂墊層，砂墊層不僅做為水平排水系統(tǒng)，同時(shí)能提高地基承載力。上部堤身分級(jí)填筑，對(duì)地基進(jìn)行堆載預(yù)壓處理。 2100433B

粒徑大于4.75 mm的骨料稱為粗骨料，俗稱石。常用的有碎石及卵石兩種。碎石是天然巖石或巖石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75 mm的巖石顆粒。卵石是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積而成的、粒徑大于4.75 mm的巖石顆粒。卵石和碎石顆粒的長(zhǎng)度大于該顆粒所屬相應(yīng)粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒（平均粒徑指該粒級(jí)上、下限粒徑的平均值）。建筑用卵石、碎石應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14685－2001《建筑用卵石、碎石》的技術(shù)要求。

粒徑4.75 mm以下的骨料稱為細(xì)骨料，俗稱砂。砂按產(chǎn)源分為天然砂、人工砂兩類。天然砂是由自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的、粒徑小于4.75 mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混合砂的統(tǒng)稱。

1、細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.4～2.8范圍內(nèi),天然砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.2～3.0范圍內(nèi)。使用山砂、粗砂、應(yīng)采取相應(yīng)的試驗(yàn)論證。

2、細(xì)骨料在開采過(guò)程中應(yīng)定期或按一定開采的數(shù)量進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)，有潛在危害時(shí)期，應(yīng)采取相應(yīng)措施，并經(jīng)專門試驗(yàn)論證。

3、細(xì)骨料的含水率應(yīng)保持穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過(guò)6%，必要時(shí)應(yīng)采取加速脫水措施。

骨料作為混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撐作用。在拌料時(shí),水泥經(jīng)水?dāng)嚢钑r(shí),成稀糊狀,如果不加 骨料 的話,它將無(wú)法成型,將導(dǎo)致無(wú)法使用.所以說(shuō)骨料是建筑中十分重要的原料。

高頻干燥與真空狀態(tài)相結(jié)合，主要利用真空狀態(tài)下水的沸點(diǎn)較低，這樣就能保證木材在較低溫度下被干燥，尤其適合硬木或貴重木材等溫度稍高就會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的木材的干燥，而真空狀態(tài)是一種負(fù)壓狀態(tài)，有一定吸水作用，與高頻的壓力梯度正好相似，也加速了木材芯部水分排出。

下面我們分析一下高頻真空干燥與其他干燥方式的優(yōu)勢(shì)：

高頻真空干燥與傳統(tǒng)木材干燥方式相比：

主要是熱傳導(dǎo)式干燥（如蒸汽干燥窯、熱風(fēng)循環(huán)干燥窯等）相比較效率更高，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)式干燥是在表面加熱，熱量緩慢傳到到芯部，這樣就意味著很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)表面溫度高，芯部溫度較低，正與高頻加熱相反，而中所周知，木材的熱傳導(dǎo)性能較低，所以干燥時(shí)間較長(zhǎng)，而同時(shí)帶來(lái)的另外一個(gè)缺陷就是由于木材表面總算溫度很高，表面過(guò)度干燥，這兩點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致木材表面開裂，而由于熱傳導(dǎo)式的不均勻的特點(diǎn)，也會(huì)導(dǎo)致木材應(yīng)力變化，出現(xiàn)木材彎曲變形的問(wèn)題。所以我們經(jīng)常需要往木材表面淋水以保證木材表面溫度不會(huì)過(guò)高，而高頻加熱就不需要。

高頻真空干燥與微波干燥相比：

微波是一種比高頻頻率更高的電場(chǎng)，之前提到，頻率越高，加熱速度越快，而加熱越淺，因而微波干燥更適合于較薄板材或木材的干燥，因?yàn)槲⒉訜崴俣群芸?，較厚木材表面會(huì)被快速加熱，而微波電場(chǎng)基本輻射不到芯部，所以控制不好很容易導(dǎo)致表面開裂甚至表面碳化或燒糊的現(xiàn)象。

高頻真空干燥與普通真空干燥相比：

常規(guī)型真空干燥主要采用熱板加熱的方式，即木材放置于熱板中間，熱板中空導(dǎo)熱油或蒸汽熱水等，此干燥方式由于采用真空方式，水沸點(diǎn)較低，可以保證木材在較低溫度下干燥，但是此干燥方式仍然是熱傳導(dǎo)加熱，因此還是無(wú)法解決較厚木材的干燥。