凹凸型砼埂框格砌石护坡.pdf

摘要
申请专利号：	CN200620049697.2	申请日：	2006.12.28
公开号：	CN201003152Y	公开日：	2008.01.09
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	其他有关事项(避免重复授权放弃专利权)放弃生效日: 2009.12.2\|\|\|授权
IPC分类号：	E02B3/12	主分类号：	E02B3/12
申请人：	上海市水利工程设计研究院
发明人：	俞相成; 王玉启; 王侃睿
地址：	200063上海市普陀区中宁路99号
优先权：
专利代理机构：	上海天翔知识产权代理有限公司	代理人：	陈学雯
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内容摘要

凹凸型砼埂框格砌石护坡，该护坡建筑在充泥管袋构成的围堤外侧上，该凹凸型砼埂框格砌石护坡由砼埂框格和填充在框格之间的灌砌块石构成；所述砼埂框格加糙率25％，其凸起的高度为灌砌块石厚度的0.3-0.4之间；在砼埂框格沿围堤径线方向设置有排水孔及伸缩缝；在灌砌块石上设置有复数个减压孔，该护坡对围堤护面厚度的折减系数在0.85～0.88之间；对波浪爬高的折减系数在0.73～0.81之间。灌砌块石的厚度为0.40-0.45m，排水孔孔隙率2.5-5％之间。本实用新型护坡采用灌砌块石结构，消浪效果跟干砌块石结构相近，但整体性更好，抗风浪能力更强；而且还有造价低、施工方便的优点。

权利要求书

1、凹凸型砼埂框格砌石护坡，该护坡建筑在充泥管袋构成的围堤外侧上，其特征在于，该凹凸型砼埂框格砌石护坡由砼埂框格和填充在框格之间的灌砌块石构成；所述砼埂框格加糙率为25％，其凸起的高度为灌砌块石厚度的0.3-0.4之间；在砼埂框格沿围堤径线方向设置有排水孔及伸缩缝；在灌砌块石上设置有复数个减压孔，该护坡对围堤护面厚度的折减系数在0.85～0.88之间；对波浪爬高的折减系数在0.73～0.81之间。

2、根据权利要求1所述的凹凸型砼埂框格砌石护坡，其特征在于，灌砌块石的厚度为0.40-0.45m，排水孔孔隙率2.5％-5％之间。

说明书

凹凸型砼埂框格砌石护坡
技术领域
本实用新型涉及一种围堤护坡，特别是一种凹凸型砼埂框格砌石护坡。适用于沿江沿海堤岸海塘、围堤护坡工程。
背景技术
随着城市的发展，对土地的需求与日俱增，而圈围造地正是缓解土地供需矛盾的一个有效的方法，圈围造地的规模、力度日益增大。
围堤的顶高程是影响工程投资的一个重要因素，而迎水面的护坡结构型式是决定堤顶高程的关键，因此寻找一种消浪效果好而又经济安全的护坡结构对于减少工程投资、保证围堤安全有着重要的意义。建国以来，我国海塘的护坡结构型式随着围垦大堤的建设也有着长足的发展，各种型式的护坡结构在围垦大堤中得到应用，如干砌块石护坡、灌砌块石护坡、土工织物模袋混凝土护坡、螺母块体护坡、栅栏板护坡、人工块体护坡等，其中砌石护坡具有小风浪区域施工简单、造价低、易采取加固措施的优点，但是消浪效果较差，且满足抗风浪要求的厚度较大，质量较难保证；螺母块体护坡适用于小风区、小风浪的大堤，消浪效果较好，但是整体稳定性差，易失稳；栅栏板护坡适用于风浪较大的区域，具有消浪效果较好、整体稳定的优点，但是造价比较高；人工块体护坡具有明显的消浪效果，适用于大风浪、地质条件差，需要通过降低堤顶高程来适应地基承载要求的区域，但是造价明显高于其他护坡型式。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种消浪效果较好、造价较低的凹凸型砼埂框格砌石护坡，以解决现有护坡所存在的诸多不足之处。
本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
凹凸型砼埂框格砌石护坡，该护坡建筑在充泥管袋构成的围堤外侧上，其特征在于，该凹凸型砼埂框格砌石护坡由砼埂框格和填充在框格之间的灌砌块石构成；所述砼埂框格沿围堤轴线方向凸起面积时灌砌块石面积的1/4，即平面加糙率为25％，其凸起的高度为灌砌块石厚度的0.3-0.4倍之间；在砼埂框格垂直围堤轴线方向设置有排水孔及伸缩缝；在灌砌块石上设置有复数个减压孔，该护坡对围堤护面厚度的折减系数在0.85～0.88之间；对波浪爬高的折减系数在0.73～0.81之间。
在本实用新型中，灌砌块石的厚度为0.40-0.45m，排水孔孔隙率2.5％-5％之间。
本实用新型的凹凸型砼埂框格砌石护坡的理论依据是人民交通出版社出版的《海港水文规范》(JTJ213-98)和《防波堤设计与施工规范》(JTJ298-98)。中国工程建设标准化协会，福建省交通规划设计院，河海大学联合出版的《斜坡堤凹凸型插砌条石护面设计计算方法不规则波折射系数的计算方法》。
《海港水文规范》(JTJ213-98)第8.2.10条和《防波堤设计与施工规范》(JTJ298-98)第4.2.10.2条规定，对斜坡坡度m＝2～3的加糙干砌条石护面厚度应在相应的计算式计算的结果后乘以折减系数α。当平面加糙度为25％，即消浪效果最佳，砌石厚度最小，条石凸起高度为a时，即凸起条石总厚度为h+a，a通常为h/3左右，α可取为0.85。对上述情况加糙干砌条石护面由相应的计算式计算的波浪爬高值，应乘以0.7的折减系数。
斜坡堤凹凸型插砌条石护面设计计算方法如下：
1、斜坡堤凹凸型插砌条石护面的平面凸出加糙率K_p取25％，凸起高度a为h/3(h为插砌条石护面设计厚度)。凸出条石宜采用水平条形连续排列。
2、波浪在斜坡堤凹凸型插砌条石护面上爬高R_kp可按下式计算：
R_kp＝K_RR
K_R——具有凹凸加糙的插砌条石护面对波浪爬高衰减影响的系数(波浪爬高衰减系数)，
当K_p＝25％，a＝0.3h时，
堤坡坡度m＝1.5，K_R＝0.80，
堤坡坡度m＝2～3，K_R＝0.70，
R——斜坡堤砌石护面的波浪爬高值(m)。
3、波浪作用下斜坡堤凹凸型插砌条石护面厚度h_kp(m)。当m＝2～3时可按下式计算：
h_kp＝αh
α——具有凸起加糙的插砌条石护面厚度的折减系数，当K_p＝25％，a＝0.3h时，取α＝0.85；
本实用新型的凹凸型砼埂框格砌石护坡结构与凹凸型插砌条石护坡相比有如下特点：
1)护坡采用灌砌块石结构，消浪效果跟干砌块石结构相近，但整体性更好，抗风浪能力更强；
2)砼埂框格凸起面积满足规范上平面加糙度达到25％的要求；
3)用砼埂代替插砌条石，且砼埂凸起的高度满足规范要求(灌砌块石厚度的三分之一左右)，这样不仅起到与干砌条石一样的加糙效果，而且还有造价低、施工方便的优点。
上述凹凸型砼埂框格砌石护坡结构理论上满足规范要求，故设计成果中加糙后的灌砌块石护面厚度和相应的波浪爬高在按相应公式计算的结果的基础上乘以0.85和0.7的折减系数，具体结果见表1。
表1横沙东滩促淤圈围(三期)工程围堤护坡厚度、堤顶高程成果表

堤段水深 (m) 边坡护坡厚度计算堤顶高程计算计算厚度 (m) 折减系数折减厚度 (m) 取值 (m) 爬高 (m)折减系数折减爬高 (m)墙顶高程 (m) 北围堤A 3.81 上下边坡 1∶3 0.456 0.85 0.388 0.40 3.315 0.70 2.321 8.9 南围堤A 4.61 上坡1∶3，下坡1∶2 0.411 0.349 0.35 3.093 2.165 8.7 4.31 0.411 0.349 3.270 2.289 4.01 0.411 0.349 2.972 2.080 5.01 0.469 0.399 0.40 3.624 2.537 9.0 东围堤 6.15 单坡1∶3 0.471 0.40 0.40 3.991 2.794 8.8 5.85 0.459 0.39 3.982 2.787 5.35 0.459 0.39 3.963 2.774 5.05 0.459 0.39 4.04 2.828 5.05 0.459 0.39 4.086 2.860 5.35 0.471 0.40 4.179 2.925

注：1)北围堤和南围堤设计标准为50年一遇潮位(5.61m)与10级风上限(28.4m/s)组合；东围堤设计标准为20年一遇潮位(5.35m)与9级风下限(20.8m/s)组合；
2)以上护坡结构皆为凹凸型砼埂框格砌石护坡。
本实用新型的凹凸型砼埂框格砌石护坡围堤工程断面波浪物理模型试验研究，验证了表1中护面厚度和堤顶高程计算结果中各项数据的准确性。通过《横沙东滩促淤圈围(三期)工程断面波浪模型试验报告》^[4]的成果可知，此种护面结构在框格内采用厚0.45m灌砌块石护面、加开排水孔孔隙率2.5％或厚0.40m灌砌块石护面、加开排水孔孔隙率5％两种方案的情况下，都能满足在设计波高作用下的稳定要求，但是经试验证明框格内采用0.40m的干砌块石不能满足稳定性要求；并且护坡结构采用凹凸型砼埂框格砌石护坡后断面越浪量仍然较大，需要加高堤顶放浪墙高程才能满足要求，具体成果见表2。
表2横沙东滩促淤圈围(三期)工程围堤稳定断面波浪物理模型试验成果表

注：表中“√”表示稳定，“*”为极限波高；
通过以上波浪物理模型试验成果可以看出，凹凸型砼埂框格砌石护坡结构可以有效减小灌砌块石护坡的厚度和围堤堤顶高程。虽然其对于护面厚度和波浪爬高的折减在理论计算和实际效果上存在着一定的偏差，但是偏差不大，下面列出凹凸型砼埂框格砌石护坡结构对护面厚度和波浪爬高的实际折减系数(表3)。
表3凹凸型砼埂框格灌砌块石结构对护面厚度和波浪爬高的实际折减系数表
结构护面厚度(m) 波浪爬高(m) 计算值实际值折减系数计算值实际值折减系数北围堤A 0.456 0.40 0.88 3.315 2.671 0.81 东围堤 0.471 0.40 0.85 3.991 3.05 0.76 0.459 0.87 3.982 3.05 0.77 0.459 0.87 3.963 3.05 0.77 0.459 0.87 4.04 3.05 0.75 0.459 0.87 4.086 3.05 0.75 0.471 0.85 4.179 3.05 0.73

根据上表对比可知，凹凸型砼埂框格砌石护坡结构对围堤护面厚度的折减系数在0.85～0.88之间；对波浪爬高的折减系数在0.73～0.81之间，考虑到护坡结构型式的差异以及计算过程和物模试验的局限性和误差，此种新型护坡结构对护面厚度的实际折减效果与理论值基本相符，但是对相应波浪爬高的实际折减效果与理论值仍有一些偏差。因此通过上表可以认为，采用凹凸型砼埂框格砌石护坡结构后的围堤灌砌块石护面厚度和相应的波浪爬高应该在按相应公式计算的结果的基础上乘以0.85和0.75～0.80的折减系数。
本实用新型凹凸型砼埂框格砌石护坡结构实际上是灌砌块石护坡结构和凹凸型插砌条石护坡结构的融合，它拥有灌砌块石护坡结构施工简单、造价低的优点，也拥有凹凸型插砌条石护坡结构对护面厚度和波浪爬高方面的折减优势，具体来说它具有以下的优缺点：
1)与传统灌砌块石护坡相比，可以有效的减少波浪爬高20％～25％，减小护面厚度15％，其消浪效果接近于螺母块体护坡结构，但比栅栏板护坡、人工块体护坡等消浪效果差，且护坡坡度越缓折减效果越好；
2)灌砌块石护坡当厚度大于45cm时施工比较困难，砌筑质量极难证，而此种护坡结构可以有效减小护面厚度，因此，凸凹型砼埂框格灌砌块石护坡与传统灌砌块石护坡结构相比，可以适应风浪更大的区域；
3)从整个围堤断面来看，造价较低。相同风浪条件下，每延米造价比螺母块体护坡断面、栅栏板护坡断面、人工块体护坡断面都小很多，与灌砌块石护坡断面相差不大；
4)由于是灌砌块石护坡结构的改进，因此当其厚度大于45cm时施工比较困难，砌筑质量极难证，故在大风浪、大风区的时候，由于所需护面厚度较大，不适合采用此种护坡结构；
5)施工简单方便，质量容易保证，而且易采取加固措施；
6)对于圈围造地过程中防洪标准要求较低，或者现在采取较低的防洪标准而后期再采取加高加固措施的围堤，是一种不错的选择。
附图说明
图1为本实用新型的凹凸型砼埂框格砌石护坡平面布置图。
图2为图1的A-A的剖视图。
图3为图1的B-B的剖视图。
图4为图1的C-C的剖视图。
图5为本实用新型的凹凸型砼埂框格砌石护坡应用于围堤断面结构简图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参见图1、图2、图3、凸4，凹凸型砼埂框格砌石护坡3由砼埂框格1和填充在框格1之间的灌砌块石2构成；砼埂框格1加糙率为25％，其凸起的高度为灌砌块石2厚度的0.3-0.4之间；在砼埂框格1沿围堤径线方向设置有排水孔11及伸缩缝12；在灌砌块石2上设置有四个减压孔21，该护坡对围堤护面厚度的折减系数在0.85～0.88之间；对波浪爬高的折减系数在0.73～0.81之间。
在本实用新型中，灌砌块石2的厚度为0.40-0.45m，排水孔11孔隙率2.5％-5％之间。
参看图5，上述凹凸型砼埂框格砌石护坡3建筑在充泥管袋4构成的围堤外侧上。
当然，对于本领域的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上能够作多种变化，同样能够实现本实用新型的目的。但是，这种变化显然应该在本实用新型的权利要求书的保护范围内。