越浪海堤的断面设计除了解决越浪量和堤顶高程的问题,还包括堤身、堤坡护面结构、堤顶结构及堤基处理等方面的问题。
充砂袋适用于地基承载力较低的中、高滩部位,具有渗透性好,易于排水固结等优点,目前已广泛应用于各种围埝和护岸结构中,近年在天津地区得到普遍应用。为适应软基上筑堤的特点,本工程堤身采用水力充填砂袋填筑。设计每层砂袋高0.5m,层间布置袋装碎石平整坡面。为保护冲砂管袋以及减少袋内充填物跑漏,在现状半圆体结构背海侧设置抛石棱体,棱体后设置混合倒滤层,并在充填管袋与其接触结构适当加大垫层保护措施。[1]
临海侧直接经受波浪作用,护面结构主要从稳定性、抗冲刷能力、消浪效果等角度综合考虑。该部分结构上部应能够承受波浪的打击、上吸;下部应能承受波浪的反复掏刷。因此要求护面结构强度要高,稳定性要满足要求,护面底要做好反滤。同时护脚要有足够的支承力,要能防止底脚被淘刷,或发生淘刷时,仍有足够的能力支承护面结构。
目前海堤常用的护面块体有栅栏板、四脚空心方块、四脚锥体、扭王字块、扭工字块等。栅栏板和四脚空心方块常用于常潮位以上的护面,但四脚空心方块不宜用于设计波高大于4m时,本工程所在位置堤前水深大,波浪较强,设计波高超过4m,故而消浪平台及其上部斜坡段采用栅栏板护面,下设干砌块石垫层和碎石垫层及土工布一层。消浪平台与半圆体结构水平衔接,为满足半圆体稳定和防冲要求,临海侧半圆体前增设抛石棱体护脚。[1]
越过防浪墙的波浪将直接与堤顶或后坡碰撞,流速衰减迅速,故背海侧堤坡的防护原则上以能承受垂直于坡面的冲击力为主,无波浪的回流水流的拖拽力,因此护面设置主要考虑透水、消能并保证良好的反滤垫层。背海侧堤肩采用混凝土结构以防越浪冲击。考虑岸坡稳定和上部结构施工要求,本工程背海侧堤坡设计采用两级平台,上级平台高程与临海侧消浪平台齐平,其上部护坡采用栅栏板,下设干砌块石垫层和碎石垫层及土工布一层;上下两级平台之间的护坡以及上级平台采用灌砌石护面,下级平台采用干砌块石护面;护坡下堤脚处设抛石棱体护脚。