干砌石施工规范

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1、第卷第期中国水利水电科学研究院学报年月文章编号国内干砌块石护坡面层厚度设计规范比较侯瑜京孙东亚中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京中国水利水电科学研究院防洪减灾研究所北京摘要干砌块石护坡在国内护坡扩岸工程中大量应用本文仅就干砌石护坡面层厚度问题讨论国内各相关规范提出的计算方法明确计算参数的选取原则通过砌石护坡稳定厚度计算的比较指出各规范之间计算结果的差异认为可以针对不同工程特点进行砌石护坡面层设计使用各类规范给出的方法确定干砌石护坡面层的厚度关键是确定风浪要素得到计算时采用的波高和波长因此合理地确定风速和吹程十分重要本文对于如何合理确定

2、风速风向和吹程给出一些建议文中同时介绍了荷兰采用的干砌石护坡面层的设计方法相比之下我国采用的砌石护坡面层设计厚度略偏于安全关键词护坡干砌块石面层吹程中图分类号文献标识码目前干砌石护坡设计中存在的问题干砌块石护坡结构形式简单造价相对较低施工较容易具有适应不均匀变形耐久性好表面粗糙有助于消浪而且容易维修等特点因此在土石坝工程堤防工程和港口工程中得到大量应用但在实际工程中发现干砌石护坡的失效率很高特别是迎流顶冲深泓逼岸堤外无滩的江河护坡施工质量较差的土石坝护坡以及低于设计标准的港口干砌石护岸边坡等均易失效造成干砌石护坡失效的主要原因有干砌石护坡坡

3、脚或基础松动塌落引起上部砌石滑动反滤层厚度不够级配不合理逐渐被淘刷侵蚀造成反滤层的流失坡面塌落坡面护坡范围不够造成其它部位的损坏逐渐波及护坡本身由于地质条件原因在波浪作用下护面下土壤产生液化管涌或漫顶引起的局部塌落或护坡失稳块石重量或护坡的厚度不够不能抵御波浪风浪或船行波射流的冲击和内压力的浮托作用气候影响如冻融破坏等水流或漩涡的冲刷船体的撞击以及人为破坏对砌石护坡维护管理不善等在干砌石护坡设计中应该结合当地实际情况考虑各种因素的影响以满足护坡功能要求国内干砌石护坡的设计主要依据相关设计规范如堤防工程设计规范碾压式土石坝设计规范防波堤设计与

4、施工规范规范中主要采用国外相关技术规范和研究成果给出了设计干砌石护坡厚度或单个块石重量的计算公式堤防工程施工质量评定与验收规程中还提出了块石最小边长的尺寸砌石用料砌筑方法等以便于施工控制但在块石面层厚度设计中通常由于缺乏计算所需要的基本参数如风速吹程或波浪观测资料等干砌石护坡的设计基本上主要根据当地的经验确定多数情况下偏于保守但有时又偏于危险本文就干砌石护坡面层厚度问题讨论国内各相关规范提出的计算方法明确计算参数的选取原则通过砌石护坡稳定厚度计算的比较指出各规范之间计算结果的差异这样可以针对不同工程特点进行砌石护坡面层设计最后简要介绍了荷兰

5、采用的干砌石护坡面层设计方法收稿日期作者简介侯瑜京男河北邢台人教授级高级工程师博士主要从事岩土工程研究国内干砌块石护坡面层厚度设计规范比较侯瑜京孙东亚干砌石护坡厚度设计要求和规范计算方法堤防工程设计规范中规定面层厚度是指护面块石层的厚度不包括垫层或反滤层大多数干砌块石护坡采用单层砌筑仅有少数地方由于厚度或安全要求采用两层干砌块石干砌块石厚度的设计主要考虑两个问题反滤层材料不允许在水流冲刷下穿过干砌石层的缝隙能够抵御波浪射流的冲击和内压力的浮托作用除此之外还需要考虑当地的自然条件包括石料条件地质及地下水条件运输及经济条件建造和施工方法包括施工

6、单位的经验水平运行和维护管理水平等目前国内干砌石护坡的设计主要依据各类规范给出的计算方法由于砌石护坡的复杂性很难顾及所有的影响因素如石料的风化老化情况块体与块体之间的咬合力块体之间的渗透性波浪周期的影响以及堤防弯道情况等各类规范的计算结果也可能不同原因是不同的规范衡量块石稳定的标准并不一致选用何种超值概率的波高作为计算参数也有所差别另外设计的原则也可以有所不同偏于保守类例如采用历史发生的极端风浪条件进行设计采用偏于保守的计算公式或在计算结果的基础上根据经验增加适当的尺寸偏于节省石料类按照可能发生的风浪概率讲行设计考虑在出现极端风浪条件下进行

7、一定的维修年颁布的国家标准堤防工程设计规范对级土堤中水流冲刷或风浪作用强烈的堤段建议临水侧坡面宜采用砌石混凝土或土工织物模袋混凝土护坡斜坡堤干砌块石护坡的护面厚度可按下式培什金公式计算式中为干砌石面层厚度为斜坡坡率为块石的重度为水的重度为经验系数一般干砌石取干砌条石取为设计波长为设计波高当时取超越概率为时的波高当时取超越概率为时的波高为堤前水深苏联人根据现场试验资料建议波高服从瑞利概率分布不同频率下的波高可以由式计算也可直接从堤防工程设计规范中查表或由图得到特征频率条件下波高与平均波高的比值??式中为平均波高当采用人工块体或经过分选的块石作

8、为斜坡堤的图不同特征频率条件下波高与平均波高的比值?护坡面层时波浪作用下单个块体块石的重量及护面层厚度可按下式计算公式式中为稳定系数对于安放立放一层的块石取为护面块石的层数为经验