防波堤设计与施工规范A

关于发布《防波堤设计与施工规范》的通知

交基发〔1998〕217号

由我部组织交通部第一航务工程勘察设计院等单位修订的《防波堤设计与施工规范》，业经审查，现批准为强制性行业标准，编号为JTJ298-98，自1999年6月1日起施行，《防波堤规范》（JTJ218-87）同时废止。 本规范的管理和出版组织工作由部基建管理司负责，具体解释工作由交通部第一航务工程勘察设计院负责。

中华人民共和国交通部 一九九八年四月二十日

修 订 说 明（条文说明）

遵照交通部关于“八五”期间规范工作的安排，于1991年开始对港口工程技术规范第四篇《防波堤》进行修订。有关设计计算方面的修订主要以国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》（GB50158－92）为依据。

本规范的主编单位为第一航务工程勘察设计院，参加单位有：中交水运规划设计院、交通部第一航务工程局、交通部第三航务工程勘察设计院、交通部第四航务工程局科研所、交通部第四航务工程勘察设计院。修订组主要成员名单如下： 组 长：王美茹

副组长：孙毓华、盘荣亨

组 员：谢世楞、刘颖、谢善文、吕江华 黄正平、夏智清、卢永昌、黎志均

本规范在修订过程中，调查总结了近10多年来国内港口工程的设计和施工经验，参考和引用了美国、日本和前苏联等国家有关标准的先进技术，并在广泛征求各有关设计、科研、施工和高等院校等单位意见的基础上，经编写组反复讨论和修改后，于1995年11月完成送审稿。 本规范修订工作的分工如下： 第1章 王美茹 第2章 王美茹 第3章 王美茹

第4章 孙毓华、黎志均、谢善文、吕江华、王美茹 第5章 盘荣亨、卢永昌、刘颖、谢世楞 第6章 王美茹、夏智清 第7章 黄正平 第8章 黄正平

附 录 谢世楞、王美茹、孙毓华 规范总校工作领导小组： 组 长：仉伯强 副组长：姜明宝

成 员：杜廷瑞贺铮孙毓华王美茹 本规范总校组： 组 长：贺铮

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副组长：孙毓华 王美茹

成 员：姜明宝 谢世楞 张树仁 盛周伟

本规范于1996年11月通过部审，1998年4月20日发布，1999年6月1日起实施。

前 言

随着我国港口工程建设事业的发展和需要，1987年出版发行的《港口工程技术规范》，由于历时较长，需要进行补充和修订。 本次规范的修订是在原《防波堤规范》（JTJ218—87）基础上，通过大量的调查研究，总结和吸收了近10多年来国内、外防波堤工程的设计、科研和施工经验，对原规范作了补充和修改。计算方法向以分项系数表达的极限状态设计法转轨的过程中，进行了可靠度分析和校准工作，使本规范不仅安全可靠且便于操作。修订后的新规范内容充实、覆盖面较广，较充分地反映出我国在该项领域的技术水平，能较好地适应港口工程发展的需要。

本规范的修订，主要依据国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》（GB50158—92）和行业标准《水运工程建设标准编写规定》（JTJ200—95）等。 本规范的主要内容除包括常用的斜坡式和直立式防波堤的设计、施工有关规定外，还包括某些新型式的防波堤，并对其计算原则和计算方法作了规定。 修订后的规范和原规范相比，设计计算部分全部改为以分项系数表达的概率极限状态设计法。斜坡堤设计，增加了抛石潜堤、宽肩台斜坡堤、新型护面块体、斜坡堤前的海底冲刷与防护等。正砌方块和矩形沉箱直立堤设计增加了墙前有人工块体掩护的直立堤断面型式、直立堤堤前海底的冲刷与防护等；同时还增加了其它型式防波堤设计的有关内容。此外，规定了防波堤施工期波浪重现期标准的确定。施工部分增加了用土工布、爆炸排淤法加固软基、直立堤抛石基床采用爆夯等新工艺、新技术和新方法；针对不同情况，适当地调整了防波堤的施工精度和允许偏差。本规范共分8章、9个附录及条文说明。 本规范由交通部第一航务工程勘察设计院负责解释，在执行过程中请将发现的问题和意见及时向解释单位反映，以便今后修订时参考。

本规范如有局部修订，其修订内容将在《水运工程标准与造价管理信息》上刊登。

1 总 则

1.0.1 为使防波堤工程的设计与施工，达到技术上先进，经济上合理以及确保结构的安全性、适用性和耐久性，制订本规范。

1.0.2 本规范适用于海港工程中防波堤，包括抛石潜堤的设计与施工，其它承受波浪作用的水工建筑物可参照执行。

1.0.3 防波堤的平面布置、水位、波浪和波浪力，应按现行行业标准《海港总平面及工艺设计规范》（JTJ211）和《海港水文规范》（JTJ213）的有关规定执行。此外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。

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条文说明

1.0.1 防波堤是港口工程的重要组成部分。同时也是一项技术上比较复杂的工程。在总结国内外防波堤工程经验基础上制订的本规范，不仅其内容较充实和完整，且具有先进性、科学性、实用性和指导作用。

1.0.2 防波堤的结构型式，除常用的斜坡式和直立式（正砌方块、矩形沉箱）以外，还有消浪沉箱式、圆筒式、桩式及透空式等新型直立堤。对于上述新型直立堤，近年来虽已取得一些经验，但还处于试验研究阶段。对于由直墙和斜坡基床组成的所谓混合式堤，当直墙高度较小，而以抛石斜坡为主体时，作为是带胸墙的斜坡堤；当直墙高度较大时，则作为是明基床上的直立堤，因此本册取消了“混合式”这个名词。

根据港工技术发展和国内使用经验，本册主要对常用的斜坡堤（包括抛石潜堤）和直立堤作了具体的规定。对于新型的消浪沉箱、圆筒式、桩式和透空式则给出原则性的规定。其它承受波浪作用的类似建筑物（如护岸等）可参照使用。 1.0.3 直立堤的计算、构造和施工要求等与重力式码头有很多共同之处，为了避免重复，本册中主要针对防波堤的特点作出了相应的规定。因此对于沉箱、方块和圆筒等重力式结构还应按有关规范的规定执行。

2.1 术 语

肩台——斜坡堤坡面上的平台或称戗台。 护面块体——斜坡堤护面的块石或人工块体。

压载层——又称为反压台。坡脚处用以压载的棱体。 水下棱体——支承护面及加强对坡脚防护的棱体。

块体容许失稳率——计算水位上、下各一倍设计波高的护面范围内，允许被波浪打击移动和滚落的块体个数所占的百分率。

抛石潜堤——高潮时淹没，低潮时出水的抛石斜坡堤。

正砌方块直立堤——墙身由预制的混凝土方块逐层砌筑而成的重力式直立堤。

沉箱直立堤——墙身由钢筋混凝土沉箱构成的重力式直立堤。 开孔沉箱直立堤——外壁开孔，内设消浪室的沉箱直立堤。

座床式圆筒直立堤——墙身由大直径圆筒置于抛石基床上的防波堤。 透空式直立堤——堤身支撑在桩或墩上，下部透水的防波堤。 桩式直立堤——由桩构成的直立式防波堤。 堤头——防波堤的端部。

堤根——防波堤与岸相接处。

2.2 符 号

A——护面层平均面积 a0——栅栏板的长边 B——堤身或堤底宽度 b0——栅栏板的短边

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bc——消浪室的宽度 C——块体形状系数

D15——块石粒径分布曲线上与累积频率15%相对应的粒径 D50——砂粒的中值粒径

D85——块石粒径分布曲线上与累积频率85%相对应的粒径 d——堤前水深

d1——直立堤明基床顶面水深 Eb——被动土压力标准值

e——堤底合力作用点的偏心距 f——摩擦系数的设计值 G——自重力标准值 g——重力加速度 H——波高

HR——反射波高 Hr——堤后传递波高 Hmax——最大波高

H1%——累积频率为1%的波高 H5%——累积频率为5%的波高

H13%——累积频率为13%的波高，也称为有效波高 h——护面层厚度

hc——堤顶在计算水位以下的深度 KD——块体稳定系数

Kmd——与斜坡的m值和d/H值有关的系数 Kt——传递波高系数 Kδ——波坦系数 L——波长

LP——与谱峰周期ＴＰ相应的波长 MG——自重力标准值产生的稳定力矩 MP——水平波浪力标准值产生的倾覆力矩 MU——波浪浮托力标准值产生的倾覆力矩 ME——被动土压力标准值产生的稳定力矩 m——坡度系数 n——人工块体个数

ND——潜堤护面块石的稳定系数 n——块体容许失稳率 n'——护面块体层数 P——水平波浪力标准值 PU——波浪浮托力标准值 P'——护面块体空隙率

Ps——静水面处波浪压力强度标准值 pd——水底处波浪压力强度标准值 Q——人工块体混凝土量

RU——波浪在斜坡上的爬高计算值 Sb——块体材料重度与水重度的比值

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T——波浪的平均周期 TP——谱峰周期 t——基床厚度

t0——挡板的入水深度

Umax——节点处最大波浪底流速度 Ucr——底砂的起动流速 V——人工块体的体积

Vmax——堤前最大波浪底流速度 W——护面块体的稳定重量

W'——潜堤护面块石的稳定重量

WZ——静水面以下深度大于0.7H时护面块体的稳定重量 XC——相对粗砂型冲刷剖面曲线的水平坐标值 Xf——相对细砂型冲刷剖面曲线的水平坐标值 ZC——相对粗砂型冲刷剖面曲线的垂直坐标值 Zf——相对细砂型冲刷剖面曲线的垂直坐标值 Zmc——相对粗砂型冲刷谷的最大深度 Zmf——相对细砂型冲刷谷的最大深度 α——斜坡坡面与水平面的夹角 β——沙质海底冲刷形态的判别参数 γ——水的重度 γb——材料的重度 γ0——结构重要性系数 γp——水平波浪力分项系数 γu——波浪浮托力分项系数 Δ——沙粒的相对密度 μ——开孔率

ξ——堤底面合力作用点至后踵（波谷作用时为前趾）的距离 σmax——基床顶面的最大应力 σmin——基床顶面的最小应力 σ'max——地基表面的最大应力 σ'min——地基表面的最小应力 ω——沙粒的静水沉降速度

3 一般规定

3.0.1 防波堤的纵轴线由一段或几段直线组成，各段之间应以圆弧或折线相连接。防波堤纵轴线宜向港内拐折，避免堤轴线向港外拐折形成凹角，造成波能集中。如堤轴线必须向外拐折时，则两段堤轴线的外夹角不宜小于150°。 3.0.2 根据水深、波浪和地质条件的变化，应对防波堤进行分段，采用不同的断面尺度或不同的结构型式。

对于防波堤的结构选型，应根据自然条件、材料来源、使用要求和施工条件等，经技术经济比较确定。

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条文说明

4.1.1 条文中推荐的前四种断面型式主要是根据国内采用过的各种斜坡堤型式总结出来的。

图4.1.1（e）是本次修订中新增加的一种型式，它是一种与常规的抛石斜坡堤断面不同的宽肩台式抛石斜坡堤。这种抛石堤的最大特点是容许堤身断面（外侧部分）在波浪作用下发生变形，直至外坡形成一个动力平衡剖面。由于构成宽肩台的护面块石空隙较大，因而当波浪通过宽肩台时，将产生较大的能量损失。

4.1.2 斜坡堤的堤顶高程主要与它所掩护的港口水域要求的水面平稳程度有关。我国斜坡堤的顶高程一般说来是比较低的，一些老港口的防波堤顶通常高出设计高水位不到1.0m。条文中推荐的堤顶高程的数值，主要是根据对我国港口的调查，并统计了近年来一些新建防波堤的堤顶高程而得出来的。

根据国外试验资料，当堤顶在设计高水位以上（0.6～0.7）H时，越浪以后堤背后的波高为（0.15～0.2）H。上述标准是适用于容许少量越浪的情况，当要求基本不越浪时，则应提高堤顶高度为在设计高水位以上不小于1.0H处。 对宽肩台式抛石堤，其堤顶和港内侧部分不容许在波浪作用下变形，因而要求堤顶有足够的高度以防止过量的越浪，条文中确定堤顶不低于设计高水位以上1.0H是根据实例统计而得。

胸墙顶高程根据使用要求一般按基本不越浪考虑，本条所推荐的数值主要是根据对国内一些新老防波堤设计情况的调查和统计及参考国外有关标准而得出来的。

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4.1.3 斜坡堤的顶宽，除满足施工及使用要求外，还应保证在波浪作用下堤顶的稳定性。

为稳定所需的堤顶宽度，主要取决于允许波浪越顶的程度。因此，它与堤顶高程密切相关。

堤顶宽度小于设计波高的斜坡堤断面是不稳定的，条文推荐的数值是综合分析国内外实际工程资料及有关模型试验成果而确定的。

对采用陆上推进法施工的斜坡堤，尚应考虑堤顶通行机械对顶宽的要求，对设在施工水位以上的单车道宽度不宜小于5m。

4.1.4 一般在设计水位上、下约1.0倍设计波高范围内的护面块体受波浪的作用最剧烈，因此水下抛石棱体的顶面，最好设在设计低水位以下约1.0H处。棱体顶面的宽度与其高程、波高的大小、块石的尺度等都有关，结合实际工程经验条文规定为不小于2m。

4.1.5 对于设置肩台的断面，肩台宽度通常为1.5m至3.0m，故条文中规定宜不小于2m。

4.1.6 抛填方块的断面，透浪较大，因此堤身宽度不宜太窄，以免影响港内平稳。本条规定的数值主要参考有关文献资料确定。

4.1.7 斜坡堤在堤顶设置胸墙，一般都是因为在使用上有减少堤顶越浪程度的要求。当胸墙前斜坡护面为块石或单层四脚空心方块时，根据一些工程的模型试验结果，若要求在设计情况下基本不越浪，则胸墙顶高程一般需在设计高水位以上约1.5倍设计波高处。

胸墙前斜坡护面为扭工字块体或四脚锥体时，一般适用于波高较大的情况。根据对几个工程模型试验资料分析的结果，当胸墙前人工块体斜坡的高度较低，宽度较窄时，由于波浪在斜坡上激烈破碎等原因，作用在胸墙上的波压力有增大的趋势，胸墙很不容易稳定，所以在条文中规定对此类断面的坡顶高程不宜低于胸墙顶高程，且在墙前坡肩范围内宜安放两排两层护面块体。

4.1.8 肩台顶面高程，一般在设计高水位以上1.0m～3.0m处；而户台宽度则根据对国内外十一座防波堤统计的结果,多为2.3～3.0倍设计波高,因此推荐采用2.3～2.9倍设计波高值。由于波高小时，一般无需采用宽肩台型式，另一主面若肩台太窄又不能起到宽肩台式的作用，因此控制最小为6.0m。

4.1.9 各种型式的斜坡堤边坡坡度，是按国内各工程实际采用的数值统计归纳而得出的。

4.2 斜坡堤计算

4.2.1 斜坡堤设计应计算以下内容：

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（1）护面块体的稳定重量和护面层厚度； （2）栅栏板的强度；

（3）堤前护底块石的稳定重量； （4）胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性； （5）地基的整体稳定性；

（6）地基沉降（确定堤顶预留高度）。

4.2.2 斜坡堤承载能力极限状态设计时，应以设计波高及对应的波长确定的波浪力作为标准值，并应考虑以下三种设计状况及相应的组合。 4.2.2.1 持久状况，应考虑以下的持久组合： （1）设计高水位时，波高应采用相应的设计波高；

（2）设计低水位时，波高的采用分为以下两种情况：当有推算的外海设计波浪 时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出堤前的设计波高；当只有建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高；

（3）极端高水位时，波高应采用相应的设计波高。极端低水位时，可不考虑波浪的作用。

4.2.2.2 短暂状况，应考虑以下的短暂组合：对未成型的斜坡堤进行施工期复核时，水位可采用设计高水位和设计低水位，波高的重现期可采用2～5年。 4.2.2.3 偶然状况，在进行斜坡堤整体稳定计算时，应考虑地震作用的偶然组合，水位采用设计低水位，不考虑波浪对堤体的作用，其计算方法应符合现行行业标准《水运工程抗震设计规范》（JTJ225）的有关规定。 4.2.3 计算堤顶胸墙抗滑和抗倾稳定性时，应按下列方法进行。 4.2.3.1 沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态设计表达式如下：

≤（

-

）

+

（4.2.3-1）

式中 G——胸墙自重力标准值（kN）；

P——作用在胸墙海侧面上的水平波浪力标准值（kN）； Pu——作用在胸墙底面上的波浪浮托力标准值（kN）；

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Eb——胸墙底面埋深大于等于1m时，内侧面地基土或填石的被动土压力（kN），可按有关公式计算并乘以折减系数0.3作为标准值； γ0——结构重要性系数； γP——水平波浪力分项系数； γu——波浪浮托力分项系数； γG——自重力分项系数，取1.0； γE——土压力分项系数，取1.0； f——胸墙底面摩擦系数设计值。

4.2.3.2 沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式如下：

（4.2.3-2）

式中 MP——水平波浪力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩（kN2m）； Mu——波浪浮托力的标准值对胸墙后趾的倾覆力矩（kN2m）； MG——胸墙自重力的标准值对胸墙后趾的稳定力矩（kN2m）； ME——土压力的标准值对胸墙后趾底面的稳定力矩（kN2m）； γd——结构系数，取1.25。

4.2.3.3 在抗滑、抗倾稳定性极限状态设计表达式中，各分项系数γ0、γP、γu和f可分别按表4.2.3-1、表4.2.3-2和表4.2.3-3采用；对持久状态中的极端高水位组合情况，其分项系数可采用短暂组合时的数值。

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注：混凝土胸墙与有伸出钢筋的预制件之间的摩擦系数可采用1.0。

4.2.4 在波浪正向作用下，且堤前波浪不破碎，斜坡堤堤身在计算水位上、下一倍设计波高之间的护面块体中，单个块体的稳定重量可按下列公式计算：

（4.2.4-1）

（4.2.4-2）

式中 W——单个块体的稳定重量（t）； γb——块体材料的重度（kN/m3）； H——设计波高（m）；

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KD——块体稳定系数； γ——水的重度（kN/m3）； α——斜坡与水平面的夹角（°）。

对宽肩台斜坡堤护面块石的重量，可取抛填块石稳定重量的1/20～1/5，其粒径级配D85/D15可取1.25～2.25。

4.2.5 各种护面块体的稳定系数可按表4.2.5采用。

4.2.6 对斜向波，当波峰线与斜坡堤轴线间的夹角小于45°时，可近似作为正向作用；当夹角大于45°时，宜通过模型试验确定人工块体的稳定重量。 4.2.7 四脚锥体、四脚空心方块、扭工字块体和扭王字块体的形状和尺寸可按附录A确定。

4.2.8 各种护面块体的稳定重量、护面层厚度和人工块体的个数与混凝土量可按附录B确定。

4.2.9 对于设计波浪周期较长或H/L≤1/30的坦波，L为波长，其堤身护面块体的稳定重量可按附录C确定。

4.2.10 斜坡堤干砌块石、浆砌块石和干砌条石护面层应按厚度控制，其厚度可分别按下列公式确定。

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4.2.10.1 干砌块石或浆砌块石的厚度可按下列公式计算：

（4.2.10-1）

m=ctga （4.2.10-2）

式中 h——块石厚度（m）；

H——计算波高（m）；当d/L≥0.125时，取H5%；当d/L＜0.125时，取H13%；

Kmd——与斜坡的m值和d/H值有关的系数，d为堤前水深（m）； Kδ——波坦系数； m——坡度系数； α——斜坡角度（°）。

和

可分别按表4.2.10-1和表4.2.10-2确定。

4.2.10.2 对d/H＝1.7～3.3和L/H＝12～25的情况，干砌条石护面层厚度可按下式计算：

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（4.2.10-3）

式中 h——干砌条石护面层厚度，即条石长度（m）； γb——护面条石的重度（kN/m3）；

A——系数，斜缝干砌可取1.2，平缝干砌可取0.85； m——坡度系数，取0.8～1.5。

注：①设置排水孔的浆砌块石护面层可采用与干砌块石相同的厚度；

②对m为2～3的加糙干砌条石护面的厚度也可按式（4.2.10-1）计算，但应乘以折减系数α。当平面加糙度为25%，即沿建筑物轴线方向每隔三行凸起一行，条石凸起高度等于截面尺度a时，即凸起条石厚度为h+a，a通常为h/3左右，α可取为0.85。对加糙干砌条石护面的波浪爬高值，也应乘以0.7的折减系数。

4.2.11 当水下抛石棱体的顶面高程在设计低水位以下约1.0倍设计波高值和1.5倍设计波高值时，棱体的块石重量可分别按式（4.2.4-1）确定的块石重量的1/5和1/10。

4.2.12 外坡在设计低水位以下1.0～1.5倍设计波高值之间的护面块体重量可取按式（4.2.4-1）确定的块体重量的1/5。

4.2.13 外坡护面垫层块石的重量可取按式（4.2.4-1）确定的块体重量的1/20～1/10。当有困难时，其重量不得小于1/40。对于四脚空心方块和栅栏板护面，其垫层块石按不超过护面空隙尺度确定。 4.2.14 内坡护面块体的重量应符合下列规定：

（1）当允许少量波浪越过堤顶时，从堤顶到设计低水位之间的内坡护面块体重量，应与外坡护面的块体重量相同；设计低水位以下的内坡护面块体，宜采用与外坡护面垫层相同重量的块石，但不应小于150kg～200kg，且应按堤内侧波浪进行复核；

（2）当不允许波浪越过堤顶时，内坡护面应按堤内侧波浪进行计算，一般情况下可采用与外坡护面垫层块石相同的重量。

4.2.15 堤顶块体的重量，一般情况下应与外坡的块体重量相同。当堤顶高程在设计高水位以上不足0.2倍设计波高值时，其重量不应小于外坡护面块体重量的1.5倍。

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4.2.16 斜坡堤堤头部分的块体重量，可按式（4.2.4-1）计算的结果增加20%～30%。位于波浪破碎区的堤身和堤头的块体重量，均应相应再增加10%～25%，必要时可通过模型试验确定。

4.2.17 当斜坡堤采用栅栏板护面时，栅栏板的平面尺度、厚度及波压强度设计值，应符合下列规定。

4.2.17.1 栅栏板的平面形状宜采用长方形（图4.2.17），其长边与短边的比值可取为1.25。栅栏板的平面尺度与设计波高的关系可按下列公式计算：

a0=1.25H （4.2.17-1） b0=1.0H （4.2.17-2）

式中 a0——栅栏板长边，沿斜坡方向布置（m）； b0——栅栏板短边，沿堤轴线方向布置（m）。

4.2.17.2 栅栏板的空隙率P'宜采用33%～39%，当P'＝37%时的细部尺度可按下列公式计算：

（4.2.17-3）

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（4.2.17-4）

（4.2.17-5）

（4.2.17-6）

b1=0.1b0 （4.2.17-7）

式中 h——栅栏板的厚度（m）。

4.2.17.3 当需调整栅栏板的平面尺度时，长边与短边的比值保持不变，宽度b每增加或减少1m，厚度h可相应减少或增加50mm。δ按构造至少取100mm。 4.2.17.4 当斜坡堤的坡度系数m＝1.5～2.5时，栅栏板的厚度可按下式计算：

（4.2.17-8）

4.2.17.5 作用于栅栏板面上的最大正向波压强度设计值可按下式计算：

PM=0.8γH （4.2.17-9）

式中 PM——作用于栅栏板面上的最大正向波压强度（kPa）。 4.2.18 斜坡堤护面层厚度、人工块体个数、混凝土量可按下式计算： 4.2.18.1 护面层厚度可按下式计算：

（4.2.18-1）

式中 h——护面层厚度（m）； n'——护面块体层数； c——块体形状系数。

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4.2.18.2 人工块体个数可按下式计算：

（4.2.18-2）

式中 N——人工块体个数；

A——垂直于厚度的护面层平均面积； P'——护面层的空隙率（%）。

4.2.18.3 块体形状系数和块体空隙率可按表4.2.18确定。

4.2.18.4 人工块体混凝土量可按下式计算：

（4.2.18-3）

式中 Q——人工块体混凝土量（m3）。

注：①扭王字块体，安放一层的护面厚度约为其边长的0.9倍；

②护面层厚度人工块体个数和混凝土量也可按附录B确定。图中水的重度采用10.25kN/m。

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4.2.19 斜坡堤护面的块石垫层厚度不应小于按式（4.2.18-1）计算的两层块石的厚度。

4.2.20 斜坡堤前最大波浪底流速可按下式计算：

21

（4.2.20）

式中 Vmax——斜坡堤前最大波浪底流速（m/s）。

4.2.21 护底块石的稳定重量，可根据堤前最大波浪底流速按表4.2.21确定。

4.2.22 斜坡堤顶部胸墙稳定性的验算，应符合下列规定：

（1）当胸墙前有块体掩护且掩护的宽度和高度满足并列两排和两层时，作用在胸墙上的水平波浪力和波浪浮托力可乘以折减系数0.6；

（2）当胸墙埋入堤顶的深度大于1m时，应考虑填石的有利作用。 4.2.23 非岩基上的斜坡堤，其整体稳定性可采用圆弧滑动面方法计算；有软土夹层等情况时，尚宜用非圆弧滑动面方法计算。

注：整体稳定性计算时，可不计波浪的作用。

4.2.24 斜坡堤的软基加固可采用下列方法：

（1）当地基为淤泥且厚度较小时，可采用抛石挤淤法；

（2）当淤泥厚度小于5m时，可采用排水砂垫层或铺设土工布法，砂垫层的厚度可取1m～2m，其宽度应大于堤底宽度；

（3）当软土层较厚时，宜采用排水砂井或排水板法；

（4）当淤泥较厚，且采用陆上推进填石的施工方法时，可采用爆炸排淤法。

条文说明

4.2.2 按本条规定，以设计波高（对持久状况，重现期为50年或25年，施工期为2～5）及其对应的波长确定的波浪力作为作用的标准值。

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斜坡堤应根据不同的波高和水位考虑持久组合、短暂组合和偶然组合。一般说来，设计波高总是和较高和水位同时出现的，因为我国沿海大的波浪主要由台风或寒潮所引起，而台风或寒潮同时也会产生较大的风增水。因此设计波高与设计高水位或极端高水位组合的情况是比较合理的。

在设计低水位时，一般波高要比高水位时为小，因此规定当有推算出来的外海设计波浪时，要对设计低水位另作波浪折射分析，而得出与之相应的设计波高。但若只有建筑物附近不分水位统计出来的重现期为50年的波浪，则只能与设计高水位采用相同的设计波高，而稍偏于安全。

由于设计波高通常是由向岸大风所产生的，而极端低水位则通常是离岸大风造成较大的风减水所致，故两者不能组合。

对未成型的斜坡堤进行施工期复核作为短暂组合，其计算水位采用设计高、低水位即可，波高的重现期根据实际工程的调查，一般采用2～5年。 4.2.3 斜坡堤顶部胸墙的稳定计算采用以分项系数表达的设计表达式，其分项系数的确定系依据对典型断面胸墙稳定性（抗滑和抗倾）的可靠度分析。在可靠度分析中，胸墙所受的波浪荷载（水平波浪力及波浪浮托力）仍采用《海港水文规范》给出的计算公式，波浪要素则取自秦皇岛港23年的波浪观测资料。对波浪力的统计分析结果表明，波浪荷载的年极值符合极值I型分布，而由极值I型得出的50年荷载极大值分布仍为极值I型分布。对水平波浪力与波浪浮托力之间进行的相关分析，两者之间相关程度很高（相关系数ρ值接近于1）。所以，对所有胸墙的可靠度分析都考虑了水平波浪力与波浪浮托力间的相关性。 根据安全系数与可靠指标之间的关系确定目标可靠指标值，再根据可靠指标与分项系数之间的关系确定与目标可靠指标相对应的分项系数。由此可见，分项系数的确定基于可靠度分析，因此，以分项系数表达的胸墙设计表达式更合理。 4.2.4 条文中确定护面块体重量的公式，采用了目前国内外常用的赫德逊（Hudson）公式。

本条给出了宽肩台斜坡堤护面块石重量的取值标准，是根据国外有关资料得出的。但在实际工程中不一定取最小值，而可取当地能开采到的大块石。 4.2.5～4.2.8 本条内容与《海港水文规范》中的有关条文规定是一致的。 （1）根据我国实际工程的经验，对不同的护面块体和构造型式规定了不同的容许失稳率n。这种规定考虑了各种护面抵御波浪的能力，包括块体间的嵌固作用、损坏后的影响特点和修复的难易程度等。

（2）稳定系数KD是根据国内外有关试验资料和工程实践经验而确定的，其中安放块石时KD的数值，国外试验时为安放两层，根据国内工程使用经验改为安放一层。

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4.2.9 当波浪周期较长或坦波时，护面块体重量不仅与波高有关，且与波长有关。附录C引自国外有关规范的规定。

4.2.10 波浪作用下砌石护面的破坏特点是坡面的法线方向内外压力差使块石脱出失稳。确定砌石护面的稳定性，一般按护面层厚度控制。

（1）干砌块石护面计算，根据近年来使用实践，当m较小时，计算值偏大。根据实测波浪浮托力对原公式中的系数Kmd作了修正。

（2）干砌条石护面厚度的计算公式，原方法规定适用于m＝0.6～2.0，经计算当m由1.5变至2.0时，砌石厚度需增大，但目前国内外较多的研究成果与此趋势不同，且试验资料中两种不同趋势都出现，因此，对m的适用范围限定为m＝0.8～1.5。

4.2.11～4.2.13 水下抛石棱体的重量是综合分析了国内外有关规范标准和国内实际工程模型试验资料、专题试验研究成果，对原规范进行了适当调整。 外坡在设计低水位以下1.0～1.5倍设计波高值之间的护面块体重量同原条文；外坡护面垫层的重量，通过近年的试验研究和实际工程经验而适当提高了。 4.2.14 当堤顶允许越浪时，越顶的水体将直接冲击到内坡坡肩附近的护面块体上。如1972年3号台风袭击，有几个防波堤均出现内坡被冲坏情况，因此规定，在设计低水位以上的内坡护面块体重量应与外坡护面块体重量相同。国内工程试验得出的结果与上述规定是接近的。

4.2.15 国内外试验表明，当堤顶约在0.05～0.2倍设计波高时，堤顶块体的稳定性最差。根据国内外有关试验成果，认为堤顶块体重量取为外坡块体重量的1.5倍以上为宜。

4.2.16 堤头部分的块体重量以增大20%～30%为宜，它与国外有关资料所得的结论基本一致。关于波浪处于破碎范围，参考有关文献的规定，要求堤身和堤头部分块体重量均应相应再增加10%～25%。

4.2.17 栅栏板的面积较大，因此在波浪作用时，不是在板的所有位置都同时出现最大波浪力。一般沿堤的轴线方向，力的大小只随时间变化；而在沿斜坡的坡面方向，波浪力只在某一位置出现最大值，在其上下两侧则逐渐减小，所以对于同样面积的栅栏板，长边（沿斜坡方向）a0取得大一些，短边（沿堤轴线方向）b0取得小一些，对板的稳定是有益的。

从栅栏板的稳定角度看，虽然总面积大些是有益的，但从栅栏板本身结构强度及施工吊装设备能力来考虑，板的平面尺度又不宜过大，因此条文中给出了a0、b0与堤前设计波高H的关系。

栅栏板护面是以其条形空隙起消浪作用的。空隙大一些，对消浪是有益的，但从板的结构强度方面考虑，空隙率P又不宜过大。目前工程上根据强度计算得

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到的结果，P为30%～40%，而试验中采用33%～39%。由实验观测得到的结果，在此范围内的空隙率变化，对板的稳定及波浪爬高无明显影响，故建议取P'＝37%或P'＝33%～39%。

栅栏板护面是以其大面积的整体性来抵御波浪作用的，对板的稳定性有影响的特征值有a0、b0、P'和厚度H，但对板的稳定性和混凝土用量起主要作用的是H，因此取H为主要特征值。

栅栏板的厚度H的经验公式是通过对板的稳定受力分析、板块稳定的量纲分析以及模型试验资料分析得出的。

作用栅栏板上的最大波浪压力强度设计值的经验公式是由模型试验得出的，它与斜坡坡度无关，与设计波高有关，发生在静水位附近。 4.2.21 主要根据模型试验验证及实际工程经验而得出的。

4.2.22 作用于斜坡堤顶部胸墙上波浪力的计算方法（有块体与无块体掩护）按《海港水文规范》中的方法进行计算。有块体掩护时，波浪力的折减是根据有关试验成果得出的。

4.2.24 关于斜坡堤软基加固方法及其适用范围的提法等基本上与《港口工程地基规范》相同。

当淤泥层厚度在3m以下时，采用抛石挤淤可取得较好的效果。

爆炸排淤填石法是一种水下处理软基的新技术，已在国内工程中获得成功，它具有施工简便，经济效益好、施工质量高，工期短等优点。

4.3 斜坡堤构造

4.3.1 斜坡堤的堤心石，可采用10kg～100kg块石。对工程量较大，石料来源缺乏的地区，经论证可采用开山石、石碴或袋装砂土等代用材料。代用材料与垫层块石间宜有足够厚度的10kg～100kg块石。

开山石应有适当的级配。开山石和石碴的含泥量应小于10。 4.3.2 可冲刷地基上的斜坡堤，堤前护底块石层的设置应符合下列要求： （1）斜坡堤护底块石层的宽度，视堤前水深和流速大小，堤身段可采用5m～10m，堤头段可采用10m～15m；

（2）护底块石可采用1～2层，厚度不宜小于0.5m。对砂质海底，在护底块石层下宜设置厚度不小于0.3m的碎石层；

（3）斜坡堤前沙质海底的护底范围根据其冲刷形态和冲刷深度可按附录D确定。

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4.3.3 可冲刷地基上的斜坡堤，其护面块体或水下棱体的大块石均不应直接抛于海底面上，而应在海底面上设置一层厚度不小于0.5m的10kg～100kg块石垫层。

4.3.4 对采用两层扭工字块体护面的斜坡堤，其港外侧构造应符合下列要求： （1）当随机安放两层扭工字块体时，其上层应有60%以上的块体保持垂直杆件在堤坡下方，水平杆件在堤坡上方的形式，见图4.3.4；

（2）当为规则安放扭工字块体时，应使全部块体保持垂直杆件在堤坡下方，水平杆件在堤坡上方。

4.3.5 当扭工字块体重量大于20t、四脚锥体重量大于40t时，应考虑配置钢筋或采取其它加强措施。

4.3.6 浆砌块石护面层，应设置纵、横变形缝和排水孔。变形缝的纵向间距可取5m～10m，横向间距可取5m左右。排水孔的纵、横向间距可取2m，孔径不宜小于100mm。

4.3.7 斜坡堤堤头段的构造应符合下列要求：

（1）堤头段的长度可采用15m～30m。对水深较大的斜坡堤宜适当加大； （2）当有缩窄口门宽度的要求时，斜坡堤的堤头段可采用直立式结构； （3）堤头段护面块体的重量应大于堤身外坡护面块体重量，也可将堤头段两侧的坡度适当放缓；

（4）堤头段的护底块石重量也应适当加大。

4.3.8 斜坡堤与直立堤段的连接处，斜坡堤外侧坡度应适当放缓。

4.3.9 当堤根段出现波能集中时，应对堤根段和相邻的海岸段采取加强措施。 4.3.10 当堤轴线向外拐折形成凹角，造成波能集中时，应采取加强措施。

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条文说明

4.3.1 当堤心石采用开山石或石碴等代用材料时，则应注意防止在施工期间的波浪、水流作用下填料的散失，为此在代用材料与护面垫层间应按反滤的原则设置足够厚度的堤心石。

4.3.2 护底的作用是防止堤前的地基土壤被冲刷，造成护面层和抛石棱体的下滑或局部坍塌，从而影响堤的稳定性。条文中护底块石层的厚度和宽度，以及在护底块石层下铺设碎石层的厚度是实际工程中一般采用的数值。

对沙质海底，护底层的宽度和厚度是以有关文献的研究成果为基础给出的。 4.3.3 本条的规定是根据实际工程经验而提出的。在模型试验中发现坡脚大块石下的填沙被冲刷，而形成一个淘刷坑。在把坡脚前的护底块石层伸入水下棱体或护面大块石的底面时仍有淘刷。这说明坡脚大块石下的流速可大于堤前的底流速，所以在条文中规定坡脚大块石不得直接抛于可冲刷的地基上。

4.3.4 对随机安放扭工字块体，难以达到全部块体保持垂直杆件在堤坡下方，但至少应有60%以上的块体的垂直杆件在堤坡下方，这样块体的抗倾力矩较大，否则在波浪作用下将会有一些块体沿坡滚动。

4.3.5 混凝土护面块体一般不需配置钢筋，近年来由于某些港口如葡萄牙锡尼斯港42t杜洛斯块体（即扭工字块体）、的黎波里港18.8t四脚锥体、D'AED港48t四脚锥体接连发生断裂破坏后，引起国内外有关部门对人工块体强度问题研究的重视。试验表明，空隙率大、消浪性能好的长细型混凝土块体，特别是杜洛斯（扭工字）块体，在各自的设计波浪作用下，块体越大，其内应力就越大，因此，大块体比小块体更容易断裂。根据对国内外实际工程块体应用情况的综合分析，本规范规定20以上的扭工字块体和40t以上的四脚锥体应采取适当措施，增加块体的抗拉能力，如配置钢筋或调整腰杆粗细等。

4.3.6 浆砌块石护面层的破坏，主要由于堤身的不均匀沉降，而使护面层开裂；或由于在波浪作用下护面层后水位上升，而在退波时因泄水不畅，致使护面层在水压作用下局部掉落，并逐渐发展。因此浆砌块石护面层应设置变形缝和排水孔。条文中提出的数值要求是总结实际工程的经验得出的。

4.3.7 国外一般斜坡堤的堤头均仍为斜坡结构。但是由于两个斜坡堤堤头形成的口门，其通航的有效口门宽度为两堤头的坡脚间的距离，而在考虑港内波浪绕射时的口门宽度，却为两堤头的堤坡在设计水位处的距离，后者显然要大于前者。但当采用直立式堤头时，上述两种口门宽度是一致的，所以对港内水面平稳程度而言比较有利。

国内外工程实例以及模型试验，均证明堤头段内外两侧的护面块体的稳定性要比堤身外坡为差，这主要因为越过堤头的波浪破碎水流将直接把护面块体从堤

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坡上向外推，而不同于波浪对堤身护面块体的作用。堤头处理的办法，一般采用加大护面块体的重量，或放缓坡度而使护面块体的重量不变。堤头段的护底块石可比照堤身段适当加强。

4.3.8～4.3.10 一般在防波堤建成后，堤根部分将很快被泥沙淤浅，波浪作用将逐渐减弱。但如在岩石海岸上建堤，岩岸较陡，堤根水深较大，则有可能由于波浪在海岸上的反射，造成堤根段波能集中，此时应考虑适当的加强措施。如果有专门的模型试验研究测出堤根段反射后的波高时，则可按实测的情况考虑加强。

4.4 抛石潜堤设计

4.4.1 抛石潜堤的传递波波高系数可按图4.4.1确定，其传递波高应按下式计算：

Ht=KtH （4.4.1）

式中 Ht——堤后的传递波高（m）； Kt——传递波高系数。

4.4.2 抛石潜堤护面块石的稳定重量，宜由模型试验确定。当潜堤外坡的坡度系数m＝1.2～1.5时，可按下列公式计算：

（4.4.2-1）

TP=1.2T （4.4.2-2）

（4.4.2-3）

式中 W'——潜堤护面块石的稳定重量（t）； LP——与谱峰周期相应的波长（m）； TP——谱峰周期（s）；

ND——潜堤护面块石的稳定系数。

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注：hc为堤顶在计算水位以下的深度（m）；

Ru为波浪在斜坡上的爬高计算值（m），按现行行业标准《海港水文规范》的有关规定确定。

4.4.3 当潜堤护面块石稳定重量W'大于相同条件下的出水堤的护面块石稳定重量W时，可取W'＝W'。

条文说明

4.4.1 通常均将潜堤后的传递波高系数Kt表示为参数hc/H的函数，hc为堤顶在计算水位以上的高度，潜堤时hc为负值。

潜堤的消浪效果取决于传递波高系数的大小，根据对国内外有关规则波与不规则波模型试验结果的分析和比较，条文推荐用不规则波的方法来确定抛石潜堤的传递波高系数。

4.4.2 根据国外不规则波对潜堤作用的模型试验结果，潜堤抛石护面的稳定系数N，主要与参数

以及表示损坏程序的参数S有关。S=2表示护面开始损

坏；S=5表示中等程度损坏；S=8～12表示严重损坏（露出垫层块石，不可接受）。虽然斜坡坡度对不越浪抛石堤的护面稳定性有很大影响，但对潜堤来说，由于波浪的打击集中于堤顶部位，对斜坡的作用较轻，因此在稳定计算公式中没有有关

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斜坡坡度的因子，模型试验中的斜坡坡度为1∶1.5～1∶2.0，但认为当坡度为1∶2.5左右时也还可适用。当S取为2时，即为条文中ND的表达式。

5.1 直立堤断面尺度的确定

5.1.1 钢筋混凝土矩形沉箱和正砌混凝土方块直立堤，其墙身结构可采用钢筋混凝土沉箱、混凝土方块或空心方块；上部结构可采用现浇或装配整体式混凝土结构，其港外侧的外形可采用直立面、削角斜面或弧面（图5.1.1）；抛石基床可采用暗基床、明基床或混合基床。

注：对堤前破碎波浪较大，易产生巨大的破碎波冲击压力或对已有直立堤需加固修复时，可采用有消浪块体作掩护的直立堤，如（图5.1.1d）所示。

5.1.2 直立堤的堤顶高程应符合下列规定：

（1）对允许少量越浪的直立堤，宜定在设计高水位以上0.6～0.7倍设计波高值处；

（2）对基本不允许越浪的直立堤，宜定在设计高水位以上1.0～1.25倍设计波高值处。

注：①直立堤的设计波高，除特别注明外均指重现期为50年、波高累积频率为1%的波高H，但不超过浅水极限波高；

②对上部结构为削角型式的直立堤，其堤顶高程宜取高值。

5.1.3 沉箱或最上层方块的顶高程，宜高出施工水位0.3m～0.5m。 5.1.4 直立堤明基床外肩和内肩的宽度，可分别取墙身计算宽度的0.6和0.4倍。明基床的边坡坡度，外侧可采用1:2～1:3，内侧可采用1:1.5～1:2。 暗基床底宽度不宜小于直立堤墙底宽度加两倍的基床厚度。

注：高基床直立堤的外肩宽度通过模型试验可适当减少。

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