重力式防波堤簡介

重力式防波堤是指依建筑物自重保持其抗傾和抗滑穩(wěn)定的直立式防波堤。重力式防波堤適用于水深較大、地基較好的情況 。

重力式防波堤由基床、墻身和上部結(jié)構(gòu)組成。墻身是重力式防波堤的主體，常以它的結(jié)構(gòu)型式來為防波堤定名。常用的有普通方塊、巨型方塊、矩形沉箱和圓形沉箱等。為適應(yīng)不均勻沉降和便于施工，重力式防波堤沿縱向毎20～40m分為一段，設(shè)沉陷縫。重力式防波堤應(yīng)驗算其整體及局部的抗傾和抗滑穩(wěn)定，沉箱則還應(yīng)驗算其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和浮運(yùn)的穩(wěn)定性。

由數(shù)十噸重的混凝土方塊砌筑而成的防波堤，簡稱方塊防波堤。方塊重量的確定應(yīng)結(jié)合波浪大小和起重運(yùn)輸設(shè)備條件來考慮。按砌筑的形式可分為正砌和斜砌兩種。正砌方塊要求各層方塊在縱橫方向上都錯縫，以增加結(jié)構(gòu)的整體性；斜砌方塊較能適應(yīng)地基的不均勻沉降，但砌筑不如正砌簡便。方塊在陸上預(yù)制，重量一般不太大，澆筑和吊運(yùn)都較簡便，結(jié)構(gòu)堅實耐久，能抵御較強(qiáng)的波浪；但其整體性較差，對不均勻沉降敏感，故要求有堅實的地基 。

由長度等于堤寬的混凝土巨型方塊砌筑而成的防波堤，毎塊巨型方塊可重達(dá)數(shù)百噸。巨型方塊防波堤是重型水上起重設(shè)備出現(xiàn)后發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)型式。由于方塊重量大，在橫斷面上沒有構(gòu)造縫，整體性好，能承受更大的波浪作用。為了防止方塊上下層間滑動，可在上下層間設(shè)量凸槔和凹槽；或采用中間留有豎孔的方塊，砌成后形成豎井，插入廢鋼軌再灌注以混凝土，使上下各層連成整體。

墻身采用鋼筋混土沉箱構(gòu)成的防波堤。其主要優(yōu)點是：整體性好；沉箱在干地預(yù)制，便于機(jī)械化施工；因沉箱為浮運(yùn)，無需重型起重設(shè)備，并可減少潛水工作量；水上施工期短，受天氣影響較??；沉箱中可用價格低廉的砂石作為填料。缺點是；在海水中鋼筋混凝土易受腐蝕，耐久性較差；預(yù)制沉箱要有較大規(guī)模的設(shè)施和場地，預(yù)制設(shè)施需耗費較大投資。所以若沉箱數(shù)量較少，又需新設(shè)置預(yù)制設(shè)施，則可能是不經(jīng)濟(jì)的 。2100433B

島式防波堤是防波堤中的一種。防波堤的類型有：

島式防波堤按平面形式分類：

（1）突堤：防波堤的一端(堤根)與岸相連時成為突堤

（2）島式防波堤：防波堤的兩端均不與岸相連時成為島式防波堤，島式防波堤用于海岸防護(hù)時，也稱離岸堤。

島式防波堤按結(jié)構(gòu)形式分類：

（1）斜坡式：由塊石等散體材料堆筑而成，坡度一般不陡于1:1

（2）直立式：具有直立或接近直立的墻面

（3）混合堤：混合式是指斜坡堤與直立堤的混成形式。

（4）透空式：它由支墩和沒入水中一定深度的擋浪結(jié)構(gòu)組成，擋浪結(jié)構(gòu)可以是箱型，也可以做成擋浪板。

（5）浮式：浮式防波堤由浮體和錨鏈系統(tǒng)組成。

（6）壓氣式：利用安裝在水下的帶孔管道釋放壓縮空氣，形成空氣簾幕達(dá)到降低堤后波高的目的。 2100433B

防波堤的結(jié)構(gòu)一般可分為：重型、輕型兩類。

重型防波堤：是傳統(tǒng)和常用的防波堤型式，包括斜坡堤、直墻堤和混成堤等。

輕型防波堤：是近數(shù)十年來發(fā)展起來的，根據(jù)波能集中于表層的特點，結(jié)合工程的特殊需要而研究出來的各種輕型防波堤，如透空堤、浮堤、噴氣堤和射水堤等。

斜坡堤

波浪同斜坡堤相遇將發(fā)生顯著變形，在斜坡上破碎，給斜坡帶來局部集中的動水壓力和底流，水下坡面還出現(xiàn)向上的反壓力。因此，堤外坡常用天然大塊石、人工混凝土方塊或異形塊體護(hù)面，防止波浪淘刷；堤身一般用分層分級塊石堆成梯形斷面；堤頂高程主要根據(jù)波浪在護(hù)面上的上爬高度和容許越波量來確定。斜坡堤適用于水深較小和軟土地基的條件。

直墻堤

正向波浪在直墻堤前將發(fā)生完全或不完全反射，形成立波（駐波）。完全立波波高約為兩倍原始波高，波長不變；在墻面和墻前半波長處波峰與波谷交替出現(xiàn)，稱為波腹；在墻前四分之一波長處水面幾乎不動，稱為波節(jié)。這樣，直墻將承受立波的壓力和浮托力，因此常采用鋼筋混凝土沉箱或混凝土巨塊構(gòu)筑，波浪較小時也可采用木籠，也有采用大型管柱排列的結(jié)構(gòu)。直墻堤適用于巖基或較密實的地基，墻底常鋪一層碎石基床，堤外基床面視需要鋪設(shè)護(hù)面塊石，堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭用。容許越浪時堤頂高程可降低，有時還采用削角頂蓋和帶消浪空室的沉箱以減少立波壓力。斜向波浪或不規(guī)則波的方向譜分量，在直墻前反射形成三向波，峰谷呈棋盤狀交替出現(xiàn)，確定沿堤線波浪的合壓力需要考慮直墻分段的影響。

混成堤

上部為混凝土直墻、下部用斜坡式拋石突基床混合組成的防波堤。根據(jù)突基床頂高程的不同，波浪在直墻前的破碎臨界水深變化于0.8～1.7倍波高范圍內(nèi)。在滿足地基承載力的前提下，應(yīng)盡量采用較低的突基床，使直墻前水深大于臨界水深形成立波。突基床過低，直墻前水深小于臨界水深，則不可避免地形成破波，直墻上將承受壓強(qiáng)比立波壓力大得多的破波壓力，直接影響直墻的穩(wěn)定。因此，在破波條件下，應(yīng)盡量采用較高的基床，使波浪破碎在基床上，不直接沖擊直墻，此時，直墻上承受的是部分波浪或破波水流的波壓力。突基床外側(cè)需采用大塊石或人工塊體護(hù)面和壓肩。堤內(nèi)側(cè)也可兼作碼頭。

透空堤

把上部防浪結(jié)構(gòu)安設(shè)在樁、柱支撐上，構(gòu)成下部可以透水的防波堤。在波浪小、水深大的水域修建重型防波堤工程量大，不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)波浪能量集中于海水表層的特點，可以采用這種輕型透空堤。由于3倍波高的表層水深內(nèi)集中了90%以上的波能，防浪結(jié)構(gòu)伸入水下2～2.5倍波高處就可以發(fā)揮防浪掩護(hù)作用。結(jié)構(gòu)型式有空箱、一兩道直擋板、斜板、平板等，其中箱和板也可做成透水的。樁、柱等支撐為透空結(jié)構(gòu)，下部波能仍可以穿越。透空堤是采用擋板固定在樁臺兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，一側(cè)用來防浪，另一側(cè)可以作碼頭用。透空堤要按波浪荷載設(shè)計。

浮堤

是由浮體和錨系設(shè)備組成的防波堤，可以消減表面波能。浮體結(jié)構(gòu)有排筏、氣囊、空箱或其他特殊形體，常用鐵錨系在沉塊上。每道浮堤要有足夠的寬度，有時需設(shè)數(shù)道浮堤才能有效地防浪，再加上其結(jié)構(gòu)的活動性，常須考慮平面布置問題。浮堤有易于搬移的特點，可以多處使用。浮堤結(jié)構(gòu)有較多的局限性，主要用于水深大而波浪小的水域或某些需臨時防波設(shè)施之處。

噴氣堤和射水堤

利用空壓機(jī)，通過安置在水底的有孔管道噴排氣泡，形成氣幕和兩側(cè)的環(huán)流，阻礙并消減波浪的裝置為噴氣堤；利用水泵，通過安置在水面的噴嘴噴射水流，以達(dá)到消減波能的裝置為射水堤。兩者都易于搬移，適用于施工、維修等臨時性工程，噴氣堤還用于防護(hù)爆炸沖擊波。噴氣堤與射水堤耗電量大，易發(fā)生銹蝕和生物附著，實際應(yīng)用中還存在不少具體問題。

上述所有輕型防波堤都適用于陡波條件，對長波的掩護(hù)效果較差，都有結(jié)構(gòu)單薄、易于損壞、維護(hù)要求高等弱點。2100433B

防波堤釋義

防波堤（breakwater；mole）防御波浪入侵，形成一個掩蔽水域所需要的水工建筑物。位于港口水域的外圍，兼防漂沙和冰凌的入侵，賴以保證港內(nèi)具有足夠的水深和平穩(wěn)的水面以滿足船舶在港內(nèi)停泊、進(jìn)行裝卸作業(yè)和出入航行的要求。有的防波堤內(nèi)側(cè)也兼作碼頭用或安裝一定的錨系設(shè)備，可供船泊靠泊。按其平面布置形狀，分突堤和島堤；按斷面形式，分斜坡式、直墻式和混成式三種。

防波堤特點

防波堤為阻斷波浪的沖擊力、圍護(hù)港池、維持水面平穩(wěn)以保護(hù)港口免受壞天氣影響、以便船舶安全停泊和作業(yè)而修建的水中建筑物。

防波堤還可起到防止港池淤積和波浪沖蝕岸線的作用。它是人工掩護(hù)的沿海港口的重要組成部分。一般規(guī)定港內(nèi)的容許波高在0.5～1.0米之間，具體按水域的不同部位、船舶的不同類型與噸位的需要確定。防波堤常由一、二道與岸連接的突堤或不連接的島堤組成，或由突堤和島堤共同組成。防波堤掩護(hù)的水域常有一個或幾個口門供船只進(jìn)出。

防波堤功能作用

1、防御波浪、冰棱的襲擊，保證港內(nèi)水域平穩(wěn)，為船舶提供平穩(wěn)、安全的停泊和作業(yè)條件。

2、（砂質(zhì)或泥質(zhì)海岸）減少或阻止泥沙進(jìn)港，減輕港內(nèi)淤積，保證港內(nèi)水深堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭，或安放系錨設(shè)備，供船舶?？?，節(jié)省投資。