[科普中國]-混凝土塊防波堤

防波堤分類

防波堤的結(jié)構(gòu)一般可分為：重型、輕型兩類。重型防波堤：是傳統(tǒng)和常用的防波堤型式，包括斜坡堤、直墻堤和混成堤等。輕型防波堤：是近數(shù)十年來發(fā)展起來的，根據(jù)波能集中于表層的特點，結(jié)合工程的特殊需要而研究出來的各種輕型防波堤，如透空堤、浮堤、噴氣堤和射水堤等。1

斜坡堤波浪同斜坡堤相遇將發(fā)生顯著變形，在斜坡上破碎，給斜坡帶來局部集中的動水壓力和底流，水下坡面還出現(xiàn)向上的反壓力。因此，堤外坡常用天然大塊石、人工混凝土方塊或異形塊體護(hù)面，防止波浪淘刷；堤身一般用分層分級塊石堆成梯形斷面；堤頂高程主要根據(jù)波浪在護(hù)面上的上爬高度和容許越波量來確定。斜坡堤適用于水深較小和軟土地基的條件。1

直墻堤正向波浪在直墻堤前將發(fā)生完全或不完全反射，形成立波（駐波）。完全立波波高約為兩倍原始波高，波長不變；在墻面和墻前半波長處波峰與波谷交替出現(xiàn)，稱為波腹；在墻前四分之一波長處水面幾乎不動，稱為波節(jié)。這樣，直墻將承受立波的壓力和浮托力，因此常采用鋼筋混凝土沉箱或混凝土巨塊構(gòu)筑，波浪較小時也可采用木籠，也有采用大型管柱排列的結(jié)構(gòu)。直墻堤適用于巖基或較密實的地基，墻底常鋪一層碎石基床，堤外基床面視需要鋪設(shè)護(hù)面塊石，堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭用。容許越浪時堤頂高程可降低，有時還采用削角頂蓋和帶消浪空室的沉箱以減少立波壓力。斜向波浪或不規(guī)則波的方向譜分量，在直墻前反射形成三向波，峰谷呈棋盤狀交替出現(xiàn)，確定沿堤線波浪的合壓力需要考慮直墻分段的影響。1

混成堤上部為混凝土直墻、下部用斜坡式拋石突基床混合組成的防波堤。根據(jù)突基床頂高程的不同，波浪在直墻前的破碎臨界水深變化于0.8～1.7倍波高范圍內(nèi)。在滿足地基承載力的前提下，應(yīng)盡量采用較低的突基床，使直墻前水深大于臨界水深形成立波。突基床過低，直墻前水深小于臨界水深，則不可避免地形成破波，直墻上將承受壓強比立波壓力大得多的破波壓力，直接影響直墻的穩(wěn)定。因此，在破波條件下，應(yīng)盡量采用較高的基床，使波浪破碎在基床上，不直接沖擊直墻，此時，直墻上承受的是部分波浪或破波水流的波壓力。突基床外側(cè)需采用大塊石或人工塊體護(hù)面和壓肩。堤內(nèi)側(cè)也可兼作碼頭。1

透空堤把上部防浪結(jié)構(gòu)安設(shè)在樁、柱支撐上，構(gòu)成下部可以透水的防波堤。在波浪小、水深大的水域修建重型防波堤工程量大，不經(jīng)濟。根據(jù)波浪能量集中于海水表層的特點，可以采用這種輕型透空堤。由于3倍波高的表層水深內(nèi)集中了90%以上的波能，防浪結(jié)構(gòu)伸入水下2～2.5倍波高處就可以發(fā)揮防浪掩護(hù)作用。結(jié)構(gòu)型式有空箱、一兩道直擋板、斜板、平板等，其中箱和板也可做成透水的。樁、柱等支撐為透空結(jié)構(gòu)，下部波能仍可以穿越。透空堤是采用擋板固定在樁臺兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，一側(cè)用來防浪，另一側(cè)可以作碼頭用。透空堤要按波浪荷載設(shè)計。1

功能作用1、防御波浪、冰棱的襲擊，保證港內(nèi)水域平穩(wěn)，為船舶提供平穩(wěn)、安全的停泊和作業(yè)條件。

2、(砂質(zhì)或泥質(zhì)海岸)減少或阻止泥沙進(jìn)港，減輕港內(nèi)淤積，保證港內(nèi)水深堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭，或安放系錨設(shè)備，供船舶?？?，節(jié)省投資。1

主要分項工程施工方法掃海及清障掃海的掃測面積大于堤底面積，掃測重疊帶寬度應(yīng)不小于規(guī)范要求(30～40m)。小型木樁類障礙物在掃海時及時清除，較大的障礙物應(yīng)測定其范圍、頂部水深及障礙物的性質(zhì)并繪制草圖。無法確定障礙物性質(zhì)時，安排潛水員探摸測定。對于沉沒物體，測定其長度、寬度和出泥高度，并采取一定的措施及時地加以清除，以保證工程的順利進(jìn)行。2

圓筒預(yù)制施工方法圓筒預(yù)制采用一次澆筑成型。模板使用定型大片模板，鋼筋采用搭接腳手架，在底胎上直接進(jìn)行現(xiàn)場綁扎成型;混凝土采用后方集中拌和，罐車運輸，泵車泵送入模。2

圓筒出運施工方法圓筒的出運分五個步驟，即:圓筒場內(nèi)頂升→圓筒場內(nèi)橫移→橫移車上縱移車縱移到碼頭前沿→500t全回轉(zhuǎn)起重機吊運裝船→載橫移車的縱移車回程圓筒必須達(dá)到設(shè)計強度方可出運。在配合比、施工工藝等條件相同時，為保證箱筒混凝土出運強度，出運次序應(yīng)與預(yù)制順序一致，現(xiàn)歸納方案如下:將底胎上達(dá)到設(shè)計強度的圓筒，在設(shè)計的頂升槽內(nèi)，用4個頂升氣囊同步頂起圓筒，高度為300mm。氣囊充氣時設(shè)專人指揮，統(tǒng)一發(fā)令，使氣囊同步頂升構(gòu)件，保證圓筒四腳頂升高度一致。將底胎上已頂起的圓筒通過場內(nèi)橫移車牽引至縱移槽內(nèi)的縱移車上并固定。將載著圓筒的橫移車上縱移車，通過裝載機頂推沿著縱移道前行至碼頭后方部位，裝載機頂推重載縱移車沿縱移道至前端，由起重機吊運圓筒上船進(jìn)行拼裝。待構(gòu)件離開橫移車后，裝載機牽引縱、橫移車返回圓筒出運位置，繼續(xù)出運圓筒。2

蓋板預(yù)制、出運施工方法蓋板預(yù)制場地選擇在500t全回轉(zhuǎn)起重機作業(yè)范圍內(nèi)，設(shè)臺座8個。單個蓋板一次澆筑成型，模板主要采用竹膠板，鋼筋在底胎上直接進(jìn)行現(xiàn)場綁扎，混凝土后方集中拌和，罐車運輸，泵車泵送入模。強度達(dá)到設(shè)計強度后，可以進(jìn)行吊運。單塊蓋板的重量約為130t，吊運時采用4點吊，利用500t起重機吊運上船。吊運前檢查索具情況，需滿足工程要求。2

箱筒構(gòu)件拼接、組裝施工方法施工前作好準(zhǔn)備，進(jìn)行技術(shù)、安全交底。作業(yè)前，必須檢查一切工具、索具、設(shè)備等，確保安全可靠。檢查構(gòu)件的型號和質(zhì)量是否符合設(shè)計和規(guī)范要求。吊運構(gòu)件前，浮塢橫靠在500t全回轉(zhuǎn)起重機作業(yè)范圍的碼頭前沿，測量人員在浮塢上彈好圓筒的位置線，同時用鋼板作好限位。先吊運基礎(chǔ)圓筒，按照順序進(jìn)行組裝、拼接，防止與安裝好的構(gòu)件相碰撞?；A(chǔ)圓筒組裝好后，吊運圓筒頂蓋板，圓筒蓋板采用4點吊。在安裝圓筒頂蓋板前，先用砂漿進(jìn)行找平，安裝位置要準(zhǔn)確，外伸鋼筋相碰的部位需進(jìn)行調(diào)整。同時在基礎(chǔ)圓筒上安裝好鋼爬梯，方便人員上下。安裝蓋板時，浮塢始終緊靠碼頭，蓋板在吊起狀態(tài)時，要慢慢靠近安裝好的基礎(chǔ)圓筒，同時起重人員指揮好起重機，先進(jìn)行精定位安裝，然后再進(jìn)行精確定位，盡量避免用氣焊割斷鋼筋，防止混凝土構(gòu)件碰壞。蓋板安裝好后，人員通過圓筒上的鋼爬梯安全下來。安裝好圓頂蓋板后，進(jìn)行連接墻的施工。連接墻施工完后，再進(jìn)行中間蓋板的安裝。2

箱筒連接墻施工方法連接墻施工采用一次澆筑成型的方式，從模板上部直接進(jìn)行下灰澆筑。分層下灰，分層高度不超過400mm。鋼筋現(xiàn)場綁扎，使用大片鋼模板，混凝土后方集中拌和，罐車運輸，采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。2

現(xiàn)澆接縫及翼緣蓋板施工方法現(xiàn)澆連接墻及中間蓋板安裝好后，進(jìn)行接縫的施工。蓋板安裝好后，使用高壓氣流進(jìn)行接縫的清理，大塊的混凝土渣人工清理，保證新老混凝土接合部位干凈。鋼筋調(diào)整好后支立模板。模板采用竹膠板，用對拉螺栓進(jìn)行緊固。為減少筒壁與蓋板接合部位產(chǎn)生漏氣，采用自流平水泥漿進(jìn)行密封，保證接合部位的嚴(yán)密。模板、鋼筋經(jīng)自檢、專檢、監(jiān)理驗收合格，準(zhǔn)備工作完成后，由質(zhì)量員、主辦技術(shù)員簽發(fā)澆筑令后方可進(jìn)行混凝土澆筑。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。為減少混凝土的收縮，在混凝土中摻膨脹劑。在每2個單圓筒之間有一塊懸空的蓋板即為現(xiàn)澆翼緣蓋板。采用吊底模施工工藝進(jìn)行施工。底模鋪好后，進(jìn)行鋼筋綁扎。鋼筋材料在后方場地進(jìn)行制作、加工，通過小型運輸車運到碼頭，再通過吊機吊運到基礎(chǔ)箱筒頂部。鋼筋綁扎好后，支立側(cè)模板。澆筑混凝土采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。澆筑完混凝土后，進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土強度達(dá)到100%時，拆除側(cè)面模板后拆除吊底模板及吊底鋼梁。2

上部下節(jié)圓筒安裝施工方法上部圓筒預(yù)制時，上下兩節(jié)分別預(yù)制。下節(jié)在浮塢上進(jìn)行安裝，上節(jié)在整個箱筒沉放完后，在海上進(jìn)行現(xiàn)場安裝。預(yù)制好的上部下節(jié)圓筒，通過500t全回轉(zhuǎn)起重機吊運至已完成基礎(chǔ)箱筒現(xiàn)澆翼緣蓋板之上，進(jìn)行定位安裝。安裝過程中應(yīng)當(dāng)避免與其它已安裝好的構(gòu)件相碰撞。2

上部下節(jié)圓筒間連接墻施工方法上部筒安裝完畢后，進(jìn)行上部圓筒間連接墻施工。首先對連接墻外伸鋼筋進(jìn)行調(diào)整，同時按照設(shè)計要求進(jìn)行搭接焊，焊縫需達(dá)到設(shè)計規(guī)定的要求。鋼筋焊好經(jīng)驗收合格后，進(jìn)行模板支立，模板采用定型鋼模，一次性支立到頂部。模板支立完后，澆筑混凝土。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。浮塢丁字形靠碼頭，泵車直接坐在碼頭上進(jìn)行澆筑。2

現(xiàn)澆圈梁施工方法上部圓筒結(jié)構(gòu)安裝完畢后，進(jìn)行上部圈梁的施工?，F(xiàn)場綁扎圈梁鋼筋，控制好上、下層距，保證鋼筋保護(hù)層滿足要求。鋼筋綁扎好后，支立圈梁側(cè)模板。模板采用定型加工鋼模板一次支立完成。采用泵送混凝土施工，坍落度控制在150mm。澆筑混凝土后，進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土強度達(dá)到100%時，拆除側(cè)模板。2