蔡文

摘 要：經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致我國對港口數(shù)量的需求日益增加，且作為港口?？總鞑サ谋Ｕ闲越ㄖ铮啦ǖ趟鸬淖饔檬遣蝗菪∮U的。然而因?yàn)闅夂蚝偷刭|(zhì)原因，防波堤難免發(fā)生水平位移和沉降的現(xiàn)象，所以如何采取相應(yīng)的對策避免這種現(xiàn)象得到了人們的廣泛關(guān)注。文章通過對防波堤的概念、作用、類型進(jìn)行分析，提出了預(yù)防防波堤沉降和水平位移的有效對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：防波堤；沉降；水平位移；對策

引言

我國的海岸線較長，且大部分都是淤泥質(zhì)海岸，地基土滲透性低、含水率高且靈敏度和可壓縮性高，如果在這種基地上進(jìn)行防波堤的修建，初期的瞬時(shí)沉降（沖擊沉降）、后期的水平位移和次固結(jié)沉降都不可忽視，在工程驗(yàn)收和工程計(jì)量時(shí)必須嚴(yán)格把關(guān)。而這種地基需要很長時(shí)間才能固結(jié)，由于工作時(shí)間的要求不可能等到地基固結(jié)之后再進(jìn)行驗(yàn)收和計(jì)量，由此看來在施工中不得不采取相關(guān)的對策。

1 防波堤的概念

防波堤是為了圍護(hù)港池、阻斷波浪的沖擊力、維持水面平穩(wěn)來保護(hù)港口避免氣候影響、方便船舶作業(yè)和安全停泊而修建的水中建筑物。通常情況下規(guī)定港內(nèi)容許的波高范圍在0.5到1.0米之間，具體按照船舶的不同類型、水域的不同部位、噸位的需要確定，是人工掩護(hù)沿海港口的重要結(jié)構(gòu)。防波堤由突堤和島堤組成，或是由不連接的島嶼或與岸連接的突堤獨(dú)立組成，它掩護(hù)的水域一般有讓船只進(jìn)出的幾個(gè)口。

2 防波堤的作用

（1）（泥質(zhì)或砂質(zhì)海岸）減輕港內(nèi)淤積，阻止或減少泥沙進(jìn)港，保證港內(nèi)深堤測可安放系錨設(shè)備或兼作碼頭，節(jié)省投資，供船舶?？?。（2）防御冰棱、波浪的襲擊，為船舶提供安全平穩(wěn)的作業(yè)和停泊條件，增強(qiáng)港內(nèi)水域的平穩(wěn)性。（3）防波堤可以引導(dǎo)挾沙水流，盡量維持淤泥質(zhì)灘沙原本的沖淤平衡；防波堤可以改變泥沙淤積部位，攔截挾沙水流，保證沙質(zhì)海岸水域的平穩(wěn)；在冰棱港口建造防波堤，還要考慮流冰對泊地和航道的影響，以便及時(shí)排走冰塊，保證港口的暢通。（4）防波堤還可以防止波浪對岸線的沖蝕和港地淤積現(xiàn)象的發(fā)生。

3 防波堤的類型

3.1 浮堤

有助于減少和消除表面的波能，可多處使用，易于搬移主要適用于波浪小而水波大的水域，有較多的局限性。這種防波堤的主要結(jié)構(gòu)是錨系設(shè)備和浮體，結(jié)構(gòu)有氣囊、空箱、排筏或其他特殊形體，通常在沉塊上系有鐵錨，是常用的異性人工塊體。浮堤對寬度有十分嚴(yán)格的要求，必須考慮平面布置問題，甚至需要設(shè)置多道浮堤才能達(dá)到明顯效果。

3.2 透空堤

這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要依據(jù)波浪的荷載程度，樁臺(tái)兩側(cè)的結(jié)構(gòu)通常利用擋板進(jìn)行固定，一側(cè)用來作碼頭，另一側(cè)用來防浪，有平板、斜板、一兩道直擋板、空箱等構(gòu)成，且箱和板也可做成透水狀，以便波能可以穿越。由于在水深大、波浪小的水域進(jìn)行重型防波堤的修建需要較高的成本和較大的工程量，且波能大多集中在水表，所以可以采用此種透空堤，將上部防浪結(jié)構(gòu)安設(shè)在柱、樁上，水上2到2.5倍波高范圍內(nèi)就可以充分發(fā)揮防浪作用。

3.3 斜波堤

主要適用于軟土地基和水深較小的條件。當(dāng)波浪遇到斜波堤時(shí)會(huì)發(fā)生明顯變形，在斜坡上造成集中的局部的底流和動(dòng)水壓力，甚至是存在于水下坡面的反壓力，導(dǎo)致波浪在斜坡上破碎。依據(jù)波浪在護(hù)面上的容許越波量和上爬高度來確定堤頂?shù)母叨?，且堤外坡的護(hù)面常采用人工混凝土方塊、天然大塊石或異性塊體等材料。

3.4 直墻堤

直墻堤適用于較密實(shí)的地基或巖基，常采用混凝土巨塊或鋼筋混凝土沉箱構(gòu)筑，最近也采用大型管柱排列，較小波浪的情況下可采用木籠。立波又叫駐波，是由波浪在直墻堤上經(jīng)過物力反射形成的，波高，是原始波浪高度的兩倍左右；波腹是由波谷和波峰在墻前和墻面約二分之一波長處交替出現(xiàn)形成的；波節(jié)則是水面在墻前四分之一處保持平穩(wěn)形成的。由此，立波就給直墻造成浮托力和壓力。堤頂高度可根據(jù)是否容許越浪調(diào)整高度，也可采用帶消浪空室的沉箱或者削角頂蓋將立波壓力降低。不規(guī)則波浪或者斜向波浪則在直墻堤前反射形成三向波，根據(jù)直墻分段的影響來確定沿堤波浪的合壓力。

4 沉降和水平位移分析

4.1 計(jì)算斷面的土層分布

劃分要根據(jù)里程號斷面的土層分布情況，土層分布應(yīng)該采用相應(yīng)的鉆孔資料，如果距離鉆孔較遠(yuǎn)，則應(yīng)按照周圍鉆孔的土層進(jìn)行內(nèi)插。

4.2 初始土性參數(shù)

根據(jù)鉆探試驗(yàn)報(bào)告提供的平均統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)決定沉降計(jì)算中初始土性指標(biāo)的選擇和運(yùn)用。

4.3 固結(jié)度計(jì)算公式

計(jì)算各個(gè)時(shí)刻的固結(jié)度時(shí)，因?yàn)椴捎盟芰吓潘宸庸掏恋?，所以必須固結(jié)表層土的豎向排水和徑向排水。土層的分層厚度不僅影響土層在不同時(shí)刻的平均固結(jié)度，還會(huì)影響土層的附加應(yīng)力和自重應(yīng)力，與計(jì)算結(jié)果的精確度密切相關(guān)，所以必須依次選用約一米厚的土層進(jìn)行兩點(diǎn)固結(jié)度的計(jì)算，并取其平均值以保證計(jì)算結(jié)果的精確性。

4.4 水平位移監(jiān)測

在位移監(jiān)測點(diǎn)強(qiáng)制安裝對中標(biāo)芯，控制位移差值在負(fù)四毫米到正四毫米范圍之間，盡量避免風(fēng)浪和施工的影響，如果日最大位移量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，則防波堤是穩(wěn)定且安全的。

5 有效控制對策

（1）針對軟粘土的軟化特性修建的斷面結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)所承受的水平力和由于波浪造成的結(jié)構(gòu)自重荷載與垂直向力的比例等：例如增加基床厚度加大前期自重的有效性，利用底板開孔來減小波浪力度變化的垂直范圍，加大護(hù)肩減小有效水平力，盡量減少直墻段等。（2）對于具體的特殊工程的設(shè)計(jì)條件，結(jié)構(gòu)形式選取的合理性是最重要的要求之一。一個(gè)合理的斷面設(shè)計(jì)不但要求軟粘土和構(gòu)筑應(yīng)有恰當(dāng)?shù)慕佑|面以充分利用軟粘土的承載能力，還要求減小粘土的動(dòng)力軟化因素的影響。（3）由于地基土壤局部破壞程度體現(xiàn)在較大的土壤的差異沉降量及沉降量，因此要想使斷面處于相對安全的承載能力范圍之內(nèi)，就必須盡量減小斷面的沉降量，尤其是查理沉降量，具體可通過加寬基床，加寬結(jié)構(gòu)，設(shè)置合理的護(hù)肩臺(tái)階等措施來實(shí)現(xiàn)，從而使地基持力軟粘土承受的附加壓力較均勻或較小。（4）盡量將前期軟粘土持力位置的固結(jié)應(yīng)力增加以保證其有效，并注意軟粘土的受力特性，并采用前期預(yù)壓鋪設(shè)基床一段時(shí)間，并施打塑料排水板，從而形成完整的斷面，分級加荷增加周邊軟粘土的承載力。（5）考慮斷面受力范圍內(nèi)的高空隙比、高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低滲透性、低強(qiáng)度等特性，利用加快排水速度，搭設(shè)塑料排水板，加大結(jié)構(gòu)的入土深度，加厚基床等措施減小關(guān)鍵結(jié)構(gòu)位置所受的結(jié)構(gòu)靜荷載與交變荷載的比例。

6 結(jié)束語

總之，只有充分掌握防波堤所在地區(qū)的地質(zhì)狀況，才能為沉降和水平位移方面提供合理化建議，同時(shí)對防波堤施工過程中的位移、沉降變化速率進(jìn)行分析，看其是否超過設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，以及地基土地是否失去穩(wěn)定性，并統(tǒng)計(jì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，了解水流沖刷對埝體部分的破壞程度，盡量避免堤體砌石和拋石在施工過程中被破壞而造成監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不連續(xù)，給監(jiān)測工作造成的負(fù)面影響。所以，必須加強(qiáng)對施工現(xiàn)場監(jiān)測標(biāo)的保護(hù)，分析相關(guān)資料并采取有效的控制對策以保證防波堤使用的安全程度，得出適用于特定工程的地基參數(shù)，為相關(guān)工程的施工提供經(jīng)驗(yàn)，為沿海港口的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供一個(gè)可靠安全的保障。

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