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1、海岸工程学课程设计学院： 海洋科学与工程学院专业： 港口航道与海岸工程姓名：班级：学号：二零一四年六月目录摘要2一. 设计资料分析31、工程概况31.1工程位置31.2工程内容32、自然条件32.1气象32.2水文42.3工程地质53、设计荷载73.1恒载：结构自重。73.2施工期荷载：施工机械荷载，按1t/m2计。73.3水流力73.4波浪力73.5地震荷载8二. 防波堤总体设计81. 结构选型82. 防波堤断面设计82.1斜坡堤断面型式的确定82.2胸墙顶高程82.3护面坡顶高程92.4堤顶宽度102.5支承棱体102.6肩台高程和宽度10三. 构造设计101. 堤心石102. 护面块体1
2、03. 外坡护面块体下的垫层114. 堤底垫层及堤前护底块石11四. 斜坡式防波堤的计算111. 护面块体的稳定重量、护面层厚度112. 垫层块石的重量和厚度123. 堤前护底块石的稳定重量和厚度124. 胸墙的作用标准值计算和相应组合134.1持久组合134.2短暂组合165. 胸墙的抗滑、抗倾稳定性验算165.1沿墙底抗滑稳定性验算165.2沿墙底抗倾稳定性验算17结束语17摘要设计资料分析1、工程概况1.1工程位置拟建电厂位于印度尼西亚国南部爪哇岛的西南海岸Palabuhan Ratu湾内， 面对印度洋。地理概位为：0702E 10632N。1.2工程内容防波堤设计内容包括南防波堤和北防
3、波堤，南防波堤总长1284.628m，北防 波堤总长778.627m。2、自然条件2.1气象本地区属热带雨林气候，高温、多雨、风小、湿度大，每年13月份为雨季，69月份为旱季，其它月份为旱湿转换期。2.1.1气温工程点气温特征值表分类月份123456789101112历年月平均气温(C)24.223.924.424.424.424.123.923.724.024.324.424.0历年月最高气温(C)33.033.433.436.233.03232.232.834.034.233.633.6单位：mm各月降水量统计表（1996年2005年）类别1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月1
4、2月年度降水量平均478618567299167210129721403935595784210最大1196153983379336653726835025169987214665795最小14027636312061020056834810225182.2水文2.2. 1设计水位（平均海平面为基准）设计高水位：0.84m设计低水位：-0.77m极端高水位：1.07m极端低水位：-1.01m海啸增水考虑2m3m2.2.2波浪波向底高程（m）H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)NW-6.84.624.083.983.492.429.1474.32.2.
5、3潮流最大流速为0.24cm/s。2.3工程地质2.3.1地质分层根据中交三航设计院勘察公司编制的地质报告，拟建场区50m以浅从上到下 主要发育以下地层：I细砂浅褐浅灰色，饱和，松散稍密，土质较均匀，含铁质矿物。局部颗粒较 粗，为中细砂。颗粒级配不良。该层主要分布在拟建码头区和拟建防波堤的近岸 段，而防波堤的其他区域基本缺失。顶部的砂粒一般随海潮和海浪移动，一般直 接出露于海底。层厚一般2.05.0m，F9M7段较薄，仅为0.7m左右，M3处较厚， 为8.7m左右。实测标贯击数512击。II粉砂灰浅灰褐色，饱和，松散稍密（局部为中密状）。土质不匀。混少量粘 性土；近岸的码头区和防波堤近岸区（是
6、指防波堤靠岸钻孔F1和F9及其附近，以 下所指相同）偶含少量中粗砂或小砾石，局部近中细砂；局部粉土含量高，为砂 质粉土;在防波堤区局部为粉砂混淤泥质粉质粘土或为砂质粉土。该层分布较广， 除在南防波堤F1处缺失外，一般均有分布，且在防波堤区除近岸段外分布一般都 较厚。码头区和防波堤近岸区而厚度一般为3.06.0m，顶板标高一般为一4.0 一 6.0m左右，局部（F9M7）较高为一2.2m左右，局部（M3）较低为一10.0m左 右;在防波堤远岸区域，厚度一般为5.010.0m，顶板标高一般为一8.0一13.0m 左右。实测标贯击数一般为513击，总体呈现码头区和防波堤近岸区击数相对 较大些，局部可
7、达1420击，而防波堤其他区域相对较为松散，击数小些，局部 近35击。lit淤泥质粉质粘土混砂灰浅灰色，饱和，流塑（局部近粉质粘土混砂，呈软塑状）。局部混粉砂 较少，近淤泥质粉质粘土，局部为粉质粘土混粉砂。干强度中等，韧性中等。该 层在码头区和防波堤近岸区仅以透镜体状分布于II粉细砂层（F9、M6、M1、M8 孔中有揭示）中；顶板标高一5.0一7.0m，厚度一般仅为30cm左右，但在F9孔 处相对较厚，为3.5m左右；该层在防波堤近岸区以外的其它区域分布较为普遍， 且一般直接分布于拟建防波堤区表部，厚度一般为2.55.0m，顶板标高一6.0 一8.0m。实测标贯击数一般为13击，局部为58击（
8、粉质粘土混粉砂）。III粉细砂灰色，饱和，稍密中密（码头区和防波堤近岸区一般稍密实些，局部近密 实状，而防波堤远岸区较为松散，多以稍密状分布）。土质较均匀，级配不良。 偶含贝壳碎片，局部为粉砂，偶含小砾石。在拟建防波堤区，局部粉土含量较高， 近砂质粉土。该层厚度一般为10.015.0m，在拟建防波堤远岸区局部较对大些。 码头区和防波堤近岸区顶板标高一般为一9.0一12.0m；在防波堤远岸区顶板标 高一般为一13.0一20.0m。码头区和防波堤近岸区实测标贯击数一般为1530 击，个别大于30击；而防波堤远岸区实测标贯击数一般为1020击。W粉细砂混砾石或卵石浅灰灰色，饱和，密实，所含砾石的粒径
9、一般为）.51.0cm，所含卵石粒 径一般为3.05.0cm，一般呈椭圆形或次圆形。局部所含砾石或卵石量较少，为 粉细砂。该层分布不稳定，主要在码头区和防波堤近岸区有揭示，且厚度变化较 大，一般为1.05.0m，在F1处厚度最大，为15m左右。顶板标高约一21.40一 24.00m，在F1顶板较高，为一12.90m左右。实测标贯击数一般为3345击，个别 大于50击。V1粉细砂灰色，饱和，中密密实（在防波堤远岸区呈中密状，码头区和防波堤近岸 区呈密实状）。夹粉土薄层，偶见贝壳碎片，土质较均匀，局部粉土含量较高， 近粉砂或砂质粉土，局部偶含小砾石。该层顶板标高一般为一26.00一32.0m， 层
10、厚约12.015.0m。码头区和防波堤近岸区实测标贯击数一般为3450击，在 防波堤远岸区实测标贯击数一般为1828击。V2粉细砂灰色，饱和，密实。混含少量砾石或卵石，粒径可达1.03.0cm；局部为粉 细砂含砾。该层在码头区和防波堤近岸区有揭示。该层顶板标高一般为一38.00 一 42.00m。厚度在M2M1段较薄，仅为0.69.0m，在M7M4段厚度相对较大， 一般不小于9.0m。实测标贯击数一般为3550击，部分大于50击。丑中等风化安山岩浅灰色，湿，坚硬。细粒斑状结构，含角闪石和辉石、黑云母等矿物。局部 节理裂隙较发育，岩芯较破碎。岩芯采取率一般大于90%。仅在M2M1段有揭示， 但均
11、未揭穿，已揭示的最大厚度为5.0m。2.3.2地震印尼位于欧亚板块、太平洋板块、菲律宾海板块和印度洋一澳大利亚板块的 汇聚地带，这些板块的多重俯冲或碰撞作用、岛弧岩浆作用、褶皱造山和断裂作 用、岛弧迁移等现象，叠加在古生代和中生代的地质体上，形成了十分复杂的地 质构造。根据业主合同中提供的资料，拟建场地475年一遇地震动峰值加速度为 0.32g，地震动反应谱特征周期为0.8s。3、设计荷载3.1恒载：结构自重。3.2方也工期何载：施工机械荷载，按1 t/m2计。3.3水流力水流力按照交通部海港水文规范(JTJ213 98)计算。3.4波浪力波浪力按照交通部海港水文规范(JTJ213 98)计算
12、。3.5地震荷载地震动峰值加速度为0.32g。二防波堤总体设计1. 结构选型由于拟建电厂位置石料丰富、防波堤位置的水深较小、地基条件差，而且斜 坡式防波堤较为经济且具有坚固、耐久的特点，选用斜坡式防波堤。2. 防波堤断面设计2.1斜坡堤断面型式的确定本设计选用断面带胸墙的斜坡堤，材料为浆砌块石。选用L型胸墙，在护面层抛填两层扭工字块体，胸墙底面嵌入堤顶以下1m。斜坡堤的边坡坡度可按下表采用。护面型式坡度护面型式坡度抛填或安放块石1:1.5 1:3.0安放人工块体1:1.25 1:2.0干砌或浆砌块石1:1.5 1: 2.0抛填方块1:1.00 1:1.25干砌条石1:0.8 1: 2.0注：对
13、宽肩台抛石斜坡堤，肩台以上和以下的边坡坡度可分别取1：1.51：3.0和1:1.0 1:1.5。因此，斜坡堤由于斜坡堤上安放扭工字块体（规则安放两层），所以边坡坡 度靠海侧为1:2,靠港侧为1： 2。2.2胸墙顶高程1）根据防波堤设计与施工规范JTJ298-98:斜坡堤的堤顶高程应符合下列规定：对设胸墙的斜坡堤，胸墙的顶高程宜 定在设计高水位以上1.01.25倍设计波高值。当堤顶不兼做通道时，胸墙的顶 高程可适当降低。因此，胸墙顶高程二设计高水位+（1.01.25）H = 0.84 +1.25x3.49 = 5.20m13%2)根据港口工程JTJ213-98海港水文规范有关规定，按波浪爬高确定
14、胸墙顶高程。正向规则波的爬高按规范JTJ213-98中的下列公式计算:R = K R1 HR1 = Kth（0.423M）+（R1） -K2R（M）1 （ L V2 （M =thkR（M ）= 1.09M 3.3生xp （1.25M ）（R ）=K 2 兀 dth2 L式中，R 波浪爬高(m),从静水位起算，向上为正;RK = 1、H = 1m时的波浪爬高(m)；K小一一糙渗系数，扭工字块体(安放二层)Ka = 0.38(R1)相应于某一 dL时的爬高最大值(m)；M 与斜坡的m值有关的函数；R( M)爬高函数；K、K3 系数，此处 K1 = 1.24, K2 = 1.029, K3 = 4.98a.设计高水位时，H=3.49m，d=0.84+6.8=7.64m，L=74.3m因此，M=3.06,R(M)=0.97, (R )=2.03, R1 =2
