3第三章堤防基本知识.docx
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3第三章堤防基本知识
第三章堤防工程基本知识
堤防是修建于江河、湖泊、海洋岸边以及水库、蓄滞洪区周边的挡水建筑物,随着使用位置及作用的不同、而划分为不同的种类,并根据其工作条件的不同需采取相应的防护措施;本章重点介绍堤防的种类、作用、各部位名称以及堤防的护岸工程。
第一节堤防种类、作用及各部位名称
一、堤防的种类
堤防工程有不同的分类方法,主要是按其修建位置、作用和修建材料的不同而划分的。
(一)按位置和作用分类
堤防是水利工程的重要组成部分,按其所在的位置和作用不同,通常分为防洪堤、海塘堤、渠堤。
1、防洪堤
防洪堤又分为江河堤、湖堤、库区堤、及蓄滞洪区围堤等,它们是沿江河、湖泊、库区、蓄滞洪区的岸边或周边修建的,其主要作用是:
用于束范、输送洪水,防止洪水漫溢成灾;减少挡水或蓄滞洪区域的淹没范围。
2、海塘堤
海塘堤修建在海边,用以防御涨潮和风浪潮引起的危害,又称为海堤或防潮、防浪堤。
海堤分为土海堤和护坡(直立式、斜墙式、混合式)海堤两大类。
3、渠堤
渠堤修建在渠道两侧,用于输送引水或排水。
(二)按建筑材料分类
依据修建堤防的建筑材料不同,堤防可分为土堤、土石混合堤、石堤(砌石挡土墙)、钢筋混凝土堤等。
其中,土堤最为常见,在缺乏土料的山区也常采用土石混合堤。
二、堤防的作用
随着使用位置的不同,堤防的具体作用不同:
(一)江河堤
在洪水位高于当地地面高程的江河岸边,顺水流方向修建的挡水建筑物,称为江河堤防,简称江河堤;江河堤一般为土堤或土石混合堤,也有的采用砌石或混凝土防浪墙;江河堤的主要作用有:
约束江河水,束范洪水,防止洪水漫溢造成灾害。
(二)湖堤
在湖泊周围修建围堤,用以控制湖水水面,限制淹没范围,减少淹没面积,也可以通过修建围堤而抬高湖泊的蓄水水位,增加湖泊蓄水调洪能力,减轻江河防洪负担。
(三)海堤
沿海滩或海岸修建堤防(防浪墙),用以阻挡涨潮和风暴潮对沿海低洼地区的侵袭,确保防风浪潮安全,也能增加陆地面积、防止附近土地盐碱化。
(四)围堤
借助于修建于蓄滞洪区周围的堤防,可以抬高蓄洪水位,形成较大的蓄滞洪库容,以适应临时滞蓄超标准洪水的需要、并确保蓄滞洪区周遍地区的安全。
(五)库区堤
在水库回水区外沿修建堤防后,可以控制水库蓄水时的回水范围,减少淹没面积,降低淹没损失;通过修建库区围堤,可以在水库挡水大坝设计挡水能力范围内,抬高水库的蓄水水位,增加水库的蓄水量,以充分发挥水库的工程效能。
此前,曾有不少的水库,就是因为受回水影响的限制而不能按设计蓄水位运行,只能采用低水位运行,制约了工程和投资效益的发挥。
(六)渠堤
通过修建在渠道两侧的堤防(渠堤),可以实行高水位输水,增大输水能力,从而扩大送水范围,并减少沟渠占地面积。
三、堤防各部位名称
堤身多用土、或土石材料修成,两边具有一定坡度,一般呈梯形断面。
图3—1、3—2分别是堤防的平面和断面图,堤防各部位的名称主要有:
堤顶:
堤的顶部平面;
堤坡:
临水侧堤坡(坡面)为临水(河)坡,背水侧堤坡为背水(河)坡;
堤肩:
堤顶与堤坡交界的地方,也分临水(河)堤肩与背水(河)堤肩;
堤脚:
也称堤根,是堤防与地面相交的地方;
保护地:
也称护堤地(或柳荫地),是为保护堤防完整与安全而在堤脚以外确定的一定管理范围,也分临水(河)护堤地与背水(河)护堤地,临水(河)护堤地内种植防浪林,背水(河)护堤地内栽植防护林。
四、堤防的修建标准
堤防工程的修建标准是与其所承担的防洪(或防潮)标准相对应的,防洪标准通常以所防御洪水的重现期或出现频率来表示,即以防多少年一遇的洪水为设计标准,防洪标准的确定又与枢纽工程的等别和堤防的级别有关。
(一)等级划分与防洪标准
枢纽工程,按其规模、效益及在国民经济中的重要性分等,共分为五等;枢纽中的不同建筑物,按枢纽的等别、建筑物在枢纽中的作用和重要性、进行分级,共分为五级。
这种等级关系参见表3—1
表3—1水工建筑物级别划分
枢纽工程等别
永久性建筑物级别
临时性建筑物级别
主要建筑物
次要建筑物
一
1
3
4
二
2
3
4
三
3
4
5
四
4
5
5
五
5
5
5
枢纽工程和建筑物的等级不同,对其要求也就不同,如防洪标准、坝顶超高、安全系数、建筑材料、结构尺寸、设备配置等方面的选择,与工程和建筑物的等级有关。
根据保护对象的重要性、洪水灾害的严重性、以及国民经济发展水平等条件,水利电力部曾颁布试行等级划分指标及防洪标准有关规定,摘录于表3—2、3—3、3--4
表3—2水利水电枢纽工程分等指标(平原、滨海部分)(SDJ217--87)
工程
等别
工程
规模
水库总库
容(亿m3)
防洪
排涝
灌溉
供水
水电站
保护城镇
及工矿区
保护农田面
积(万亩)
排涝面积
(万亩)
灌溉面积
(万亩)
供给城镇
及工矿区
装机容量
(万KW)
一
大
(1)型
>10
特别重要
>500
>200
>150
特别重要
二
大
(2)型
10~1.0
重要
500~100
200~60
150~50
重要
三
中型
1.0~0.1
中等
100~30
60~15
50~5
中等
25~2.5
四
小
(1)型
0.1~0.01
一般
30~5
15~3
5~0.5
一般
2.5~0.05
五
小
(2)型
0.01~0.001
<5
<3
<0.5
<0.05
注①总库容指校核洪水位以下的静库容
②面积为设计面积
表3—3平原水库枢纽工程洪水标准(平原、滨海部分)(SDJ217--87)
建筑物级别
1
2
3
4
5
洪水重现期
正常运用
300~100
100~50
50~20
20~10
10
非常运用
2000~1000
1000~300
300~100
100~50
50~20
表3—4永久性水工建筑物正常运用的洪水标准(山区、丘陵)(SDJ12--78)
建筑物级别
1
2
3
4
5
洪水重现期
2000~500
500~100
100~50
50~30
30~20
中华人民共和国水利部于1993年4月发布《堤防工程技术规范》,其中,堤防工程的级别划分见表3—5
表3—5堤防工程的级别划分表
防护
对象
项目
堤防工程级别
1
2
3
4
5
城镇
重要程度
特别重要城市
重要城市
中等城市
一般城市
非农业人口
(万人)
≥150
150~50
50~20
≤20
乡村
防护区耕地面积
(万亩)
≥500
500~300
300~100
100~30
≤30
防护区人口
(万人)
≥500
500~150
150~50
50~20
≤20
工矿
企业
主要厂区
(车间)
特大型
大型
中型
中型
小型
辅助厂区、
生活区
较大型
大型
中、小型
(二)堤防的规划设计
1、设计洪水及设计洪水位
确定洪水标准后,再确定对应洪水标准(频率或重现期)的设计洪水,并推算沿河道各控制站的洪水位,作为规划设计的依据。
确定设计洪水有多种方法,一是采用实际洪水法,即以过去曾经发生的某典型洪水作为设计洪水,设计洪水位要根据河道已发生的演变状况(特别是冲、淤变化)和将来可能的演变趋势进行分析、推算确定;二是频率计算法,根据实际发生的洪水资料,进行频率计算,选择某一频率(洪水标准)的洪水作为设计洪水;三是以实际洪水位、将其酌量提高、另加安全超高而作为设计的依据。
实际工程中,大多是根据实际发生的洪水(尤其是最大洪水)、历史调查洪水、以及频率计算成果,经综合分析比较,确定出堤防的设计洪水,并确定相应的洪水位。
应当注意:
随着时间的推移,由于河道冲淤、边界条件等变化,河道的过水能力及水位表现也在发生变化;要结合实际变化情况、及可能的变化趋势,对设计洪水的洪水位做阶段性调整。
2、堤线的选择
新建、改建堤防在选定堤线时,应根据河流的河势、河道演变特征、地质地貌条件、以及两岸的社会经济情况,进行多方案论证、比较,择优选定:
①堤线应大致与洪水流向平行,避免急弯或局部突出,两岸堤线尽量平行。
②堤线不宜距河槽太近,以免河床演变或河岸坍塌而危及堤防安全。
③堤线宜选择在地形高、整体性好、坚硬、地层单一的地基上。
④尽量照顾两岸城镇规划和工农业生产布局,节约土地,方便交通。
3、堤身断面设计
堤防多用土、或土石材料修成,堤身一般采用梯形断面,堤身断面设计主要是确定堤顶高程、堤顶宽度、边坡坡度等。
(1)堤顶高程
堤顶高程=设计洪水位+风浪爬高+风壅增水高度+安全加高。
其中,风浪爬高与地区风速、风向、水面宽度、水深、堤坡的坡度、坡面材料等因素有关,安全加高与堤防工程的级别、堤防是否允许过水等因素有关。
设计当中,习惯将各种爬高与安全加高值之和称为堤顶超高(或堤顶综合超高),即堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高。
黄河堤防的堤顶超高在高村以上为、高村至艾山为2.5m、艾山以下为2.1m。
(2)堤顶宽度
堤顶宽度,应考虑满足防渗、施工、管理、汛期抢险交通运输、以及堆放防汛器材等要求,结合堤防的级别而综合分析确定;一般1级堤防的堤顶宽度不宜小于8m、2级堤防的堤顶宽度不宜小于6m、3级以下不宜小于3m;目前,黄河采用的堤顶宽度一般为10~12m。
(3)设计边坡
设计边坡应根据堤防等级、堤身高度、堤身结构、堤基及筑堤土质、水位涨落变化、洪水持续时间、风浪情况、防渗要求、施工条件等因素,先综合分析拟定、并经过边坡稳定分析验算而确定,要满足边坡稳定要求,1~2级堤防的边坡不宜陡于1∶3。
(4)堤防结构及附属设施
①堤顶应向一侧或两侧倾斜,坡度宜采用2%~3%;
②为降低填土高度、减少用土量,堤顶上可以设置防浪墙;
③根据堤身稳定、施工、管理、排水等需要,确定是否设置戗台或设置多少级戗台;
④堤防的护坡应坚固耐用、抗冲、就地取材、方便施工和维修管理,两侧堤坡或同一坡的不同部位可以选用不同的护坡型式,背水侧多采用草皮护坡,临水侧的护坡型式应根据堤段靠溜情况、风浪大小、堤防等级、堤身与堤基土质等情况综合分析选择;
⑤为防止雨水的冲刷破坏,堤防可采用散排水或集中排水;受雨水冲刷严重或高于6m的土堤,宜在堤顶、堤坡、堤脚、堤坡与山坡或其它建筑物的结合部设置集中排水设施(如排水沟),纵向排水沟可设在堤肩附近、戗台内侧、或堤脚处,横向排水沟每隔50~100m设置一条、并与纵向排水沟连通;
⑥堤防的防渗应满足渗流稳定计算的要求:
均质堤防靠适宜的土料、合理的断面尺寸、及施工质量保障等来满足防渗要求;非均质堤防主要由防渗体承担防渗任务,所以非均质堤防的防渗体应满足渗透稳定、施工、及构造要求,非均质堤防一般还设置反滤排水体;
⑦根据防汛抢险、运行管理、维修养护及群众生产的需要,应设置上下堤辅道(坡道),临水侧坡道应顺水流方向布置;
第二节堤岸防护工程的结构类型
堤防的岸坡受风浪、水流、潮汐等作用而可能发生冲刷破坏,应根据各类堤防的工作条件、采取相应的防护工程措施(简称护岸),以保护堤岸免遭冲刷、防止堤岸因冲刷而坍塌或诱发其它险情。
一、各类堤防的工作条件
堤防的工作条件不同,对防护的要求也就不同,所以在设计堤岸防护工程之前,须认真分析各类堤防的工作条件:
(一)江河堤防的工作条件
对于江河堤防,中小水期间,一般只有少数堤段经常靠水,我们将经常靠河(水)着溜的堤段称为险工段、不经常靠河(水)着溜的堤段称为平工段;而洪水期间,虽然堤防的靠水(偎水)长度增加或全线靠水,但因洪水涨落较快、高水位持续时间一般不会太长、且堤前水流流速一般不大或多为静水(靠水无溜),所以堤防承受高水位作用的时间短,堤身内浸润线往往不能发展到最高洪水位的位置,故洪水对平工段堤防的冲刷等威胁多发生在短暂的洪水偎堤期间、且具有一定的局部性。
靠水堤段的临河堤岸,常常遭受着水流的冲刷和风浪的淘刷破坏,大洪水期间,这种冲刷、顶冲、淘刷作用更加剧烈,因此需采取防护措施。
根据以上情况,江河堤防一般不需要全部进行防护,重点是险工段的临水面防护,而对于平工段则更多的是在洪水期间视情采取相应的临时措施。
(二)湖堤和水库堤防
对于湖堤和水库围堤,水位涨落缓慢、高水位持续时间较长,偎水时间长;且由于湖区和库区水面辽阔,风浪较大,所以风浪对湖堤和水库围堤的冲撞淘刷危害也很大。
所以,湖堤和水库围堤对于防护的要求也较高,临水面要有较好的防渗、防雨水冲刷、防风浪淘刷措施,背水面要有排渗及防雨水冲刷设施。
(三)海堤
海堤是抵御海潮或风暴所引起海浪的袭击,高水位持续时间虽短,但由于海上风浪大,风浪破坏作用强(尤其是台风的袭击),位于强潮河口的堤防还要遭受海流、风浪等多项影响。
所以,海堤的断面较大、并要求防护坚固,其临水面一般设有消能(减波)效果较好的防浪设施。
(四)蓄滞洪区围堤
用于临时滞蓄超标准洪水的蓄滞洪区围堤,其实际运用机会很少,运用时间也不长,所以其修建标准往往比江河堤防或湖堤标准低些,防护要求更低;但对于与湖区结合的蓄滞洪区围堤,其防护标准应按湖堤考虑。
二、堤岸防护工程
根据各类堤防的工作条件,对于受风浪、水流、潮汐作用而可能发生冲刷破坏的堤岸,应采取相应的防护工程措施,统称为堤岸防护工程。
堤岸上游坡防护工程的型式主要有:
坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸等。
堤岸下游坡防护多采用草皮防护,草皮厚0.1m左右,草皮太厚容易藏匿害堤动物,太薄则影响防护效果;若坝坡为砂性土,可先用粘性腐殖土包边,然后再植草皮。
对于江河堤防,在经常靠河(水)着溜、易受水流冲刷、容易出险的堤段(称为险工段)修建的临河防护工程(如具有挑流御水作用的丁坝、堆垛、护岸),称为险工;为预防大水期间发生顺堤行洪和冲刷堤身,在平工堤段依堤修建的、具有挑水护岸作用的坝垛,称为滚河防护坝,也称防洪坝;对于间接保护堤防安全的控导工程,也应视为堤岸防护的工程措施之一。
(一)坡式护岸
1、作用与使用范围
坡式护岸工程是防止江河堤岸冲刷坍塌而依堤岸、顺堤坡修做的平顺连续覆盖保护层,也称平顺护岸工程,又简称为护坡。
江河堤防险工中的平顺护岸也属于坡式护岸。
坡式护岸,只是保护堤岸、免遭水流的冲(淘)刷,没有挑水作用,对近岸水流结构的影响较小;同样,水流对近岸河床的局部冲刷也较弱。
因此,护岸属于防护工程,也是一种重要的稳定河床的工程措施。
坡式护岸,适用于以受风浪撞击、淘刷为主的湖堤和水库围堤的临水坡防护;也使用于河势比较平稳、主流比较稳定、离主流较远、堤前流速较小的江河堤防的临水坡防护;还常与坝式护岸配合使用,将坡式护岸用于坝垛之间。
2、结构形式
坡式护岸的结构形式主要有:
浆砌石护坡、干砌石护坡、堆石(乱石)护坡、混凝土护坡等。
(1)浆砌石护坡
堤岸防护中的砌石护坡,从石料的摆放方式来说,相当于河道整治工程所用坝(垛)岸中的扣石坝,即将沿子石石料的裸露面顺堤坡方向摆放。
浆砌石护坡,是使用砂浆砌筑、砌筑成与堤坡坡度一致的平顺护面,具有护坡表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、整体稳定性好的特点。
砌石护坡所用石料要质地坚硬、耐风化,石料大小应能满足抗冲刷、淘刷的要求,护坡可以是单层或双层,单层厚0.3~0.4m,双层厚0.4~0.6m;为防止水流冲(淘)刷土坡,砌石下面应设置具有反滤作用的碎石垫层,垫层厚一般0.2m左右;为增加护坡的稳定,护坡底部要适当加厚,并嵌入坝体或坝基内,如图3—3。
位于冲、淤变化大的软基上的砌石护坡,其底部也可采取抛散石固根、护脚的方法,增加坡体的稳定性。
(2)干砌石护坡
干扣石护坡的结构及砌筑方法同浆砌石护坡,只是砌筑时不使用砂浆,其具有表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、稳定性好、适应岸坡变形能力强、便于维修等特点,仅从沿子石的砌筑方法看,干砌护坡相当于河道整治工程中的干砌扣石坝(但扣石坝有腹石、无垫层),见图3—4。
砌石护坡(干扣石和浆扣石),按砌缝的形状分为平缝扣石(砌缝水平)和花缝扣石(砌缝按石料的自然形状插花扣严);按平行于坝坡面的裸露石面的大小分为丁扣(小面或较小面平行于坝坡面)和平扣(大面平行于坝坡面)。
(3)堆石(乱石)护坡
堆石护坡,也称乱石护坡或抛石护坡,是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成的护岸工程。
堆石护坡施工简单,便于维修,适应堤防、堤基、以及河床冲刷变形的能力强,多用于冲淤变化较大的河道、或有较大沉降及不均匀沉降的堤防工程的整治和防护。
堆石抵抗冲刷、风浪的能力较低,需要的厚度要大于砌石或扣石护坡,因此堆石(乱石)护坡的用料较多。
乱石护坡的结构,基本同砌石护坡,也应设置有垫层,见图3—5。
习惯上,将乱石护坡的水下部分称为护根或护脚,水上部分称为护坦;乱石护坡的根部尺寸往往更大,石块的大小也要满足不被冲刷走失的要求。
(二)坝式护岸
1、坝式护岸及其使用范围
坝式护岸,是靠突出于堤坡之外、具有挡水和挑水作用的坝体,保护堤坡免遭冲刷、淘刷破坏。
坝式护坡,一般适用于河势变化大,主流坐弯顶冲、堤前水流速度较大、水流冲刷能力强、冲淤变化大的堤岸或河岸保护;部分坝型(如重力式砌石坝)也适用于海堤的防护。
2、坝的分类
用于护坡工程中的坝,有多种分类方法:
(1)按坝体材料分为石坝、混凝土坝等,以石坝最为常见。
(2)按坝体的使用性质分为丁坝、垛(也称为堆或矶头)、顺坝、导流坝等,以丁坝、垛最为多见。
(3)按坝的平面形状分:
如月坝、人字坝、磨盘坝、鱼鳞坝等。
(4)按坝的结构分为砌石坝、扣石坝、乱石坝等。
3、坝的抗溜特点
(1)丁坝的抗溜特点
丁坝的坝根与河岸或堤岸相连,坝头伸向河(水)内,在平面上呈“丁”字行,故而得名。
丁坝能将水流挑离堤岸或河岸,故又名挑水坝,所以丁坝具有调整水流、保护堤岸或河岸的作用。
丁坝常用于主流顶冲、水流速度较大的江河堤防的防护。
丁坝伸入河内的长度较大,一般在30m以上,其挑流能力强,对坝所在位置以下堤岸的掩护作用显著;但河道中设置了丁坝后,在丁坝坝头附近易形成环流、旋涡等复杂流态,从而增加局部的冲刷能力,形成局部冲刷坑,易导致水下石料(根石)走失及坝头坍塌破坏,因此在设计、建设丁坝时,要正确估计冲刷坑的最大可能深度,以确定坝头防护措施及基础的防护范围,需设有较大尺寸的根石体,并随着冲刷坑的发展陆续进行抛石护根、加固,以达到需要的防护范围。
(2)垛的抗溜特点
垛,为短丁坝,又称为堆或矶头。
垛具有调整水流、保护河岸或堤岸的作用,但不如长丁坝的挑流作用强,主要起迎托水流、保护河岸或堤岸的作用。
同时,垛前的冲刷坑也较小。
长、短丁坝的划分,难以有统一的标准,原则应根据河流宽度、丁坝对水流的影响程度等因素,具体分析确定(详见河道整治有关知识),短丁坝一般10~30m。
4、坝的结构
(1)砌石坝
砌石坝也称“砌垒坝”,是沿子石水平安放、多以砂浆砌筑(干砌石坝较少)而成的坝。
坝坡面呈台阶状,外坡1∶0.35~1∶0.4,内坡更陡或垂直,属陡坡坝(重力式坝)。
砌石坝的整体性好、抗冲能力强,如果坐落在稳定、坚固的基础(如岩基)上,其稳定性好,具有较强的防护能力,可用于海堤以抵御海潮及风暴潮的侵袭;但如果将砌石坝用于冲淤变化大的河道整治或堤岸防护,由于基础(也称为软基)的不稳定,将使砌石坝的整体稳定性较差,易出现整体滑动、倾倒等重大险情,为使其稳定,需设置尺寸较大的根石基础,见图3--6。
(2)扣石坝
沿子石采用扣砌方式(沿子石的一个面平行于坝坡面)修筑的坝,称为扣石坝。
扣石坝表面平整、抗冲能力强、内坡一般为1∶1.1~1∶1.3、外坡一般为1∶1.3~1∶1.5,属缓坡坝、稳定性好,但软基上的扣石坝也需根石固基,见图3—7。
扣石坝按砌筑时是否使用砂浆分为干砌扣石坝和浆砌扣石坝;按砌缝的形状分为平缝(砌缝水平)扣石坝和花缝(砌缝按石料的自然形状插花扣严)扣石坝;按平行于坝坡面的沿子石面的大小分为丁扣坝和平扣坝。
1)丁扣坝:
沿子石的小面或较小面(厚度方向)平行于坝坡面。
2)平扣坝:
沿子石的大面(长度、宽度方向)平行于坝坡面、即沿子石的大面朝外、短轴方向垂直于坝坡面。
(3)乱石坝
乱石坝也叫“抛石坝”,是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成的坝。
乱石坝一般顶宽1m、内坡1∶1~1∶1.5、外坡1∶1.3~1∶1.5,有的坝另设根石台,根石台顶宽一般2m。
乱石坝的坦石、根石能随河床冲刷及时下蛰,适应基础及岸坡变形能力较强,便于维修及抢护。
5、坝垛布置
用于海堤防护的坝式护岸,坝的布置是连续的,即用坝体覆盖整个需要保护的范围。
用于江河堤防防护的坝式护岸,坝垛的布置有连续弯道式、分组弯道式、及单坝挑流式。
在坝、垛、岸的布置中,一般以坝为主、垛为辅、必要时配以护岸(平顺护岸),坝、垛、护岸三者密切配合,相互作用,按照“上密、下疏、中适度;上短、中长、下较长”的原则进行布置。
防护工程的上段,要能平顺接流,布置短而密的垛;中段是调整、控导水流的主要位置,要布置挑流作用强的丁坝,考虑主溜位置的变化,丁坝的间距要适度(比理论计算的要适当加密),并在坝垛之间布置护岸;工程的下段,要送溜出湾,为使出流平稳、并且较好地离开本岸,就要采用与中段丁坝逐渐过度的较长坝垛,间距适当变疏。
(三)墙式护岸
墙式护岸,是借助于顺堤岸修建的陡坡式或直立式挡土墙、直接挡水、抵御水流冲刷、及风浪或风暴潮引起的强烈淘刷和袭击,保护堤岸免遭破坏。
墙式护岸适用于河道狭窄、易受水流冲刷及风浪淘刷、保护对象重要、堤防尺寸受到建设限制等江河堤防局部段落的防护(也称防洪墙),如城区河流堤防的防护;也多用于海堤的防护。
墙式护岸的临水侧一般采用直立式,也有陡坡式;背水侧可采用直立式、斜坡式、折线式、台阶式。
防护墙的墙基应嵌入堤岸护脚(堤基)一定深度,以满足整体抗滑稳定和抗冲刷的要求,如果堤基冲淤变化大(如冲刷深度大)可采取抛石护根、固基的措施。
修建防护墙常用的的材料有:
钢筋混凝土、混凝土、浆砌石等。
防护墙的型式主要有:
重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙等。
1、重力式挡土墙
挡土墙的断面尺寸比较大,依靠自身重量维持稳定,最简单的断面型式为梯形断面,结构简单,施工方便,但耗用建筑材料较多,一般用于墙高不超过5~6m范围的挡土、护岸工程。
重力式挡土墙,常用浆砌块石或混凝土做成。
为了提高挡土墙基础(底部)的整体性、以及改善堤基应力,浆砌块石挡土墙的基础常采用混凝土浇注底板、以增强整体性,板厚0.5~0.8m,基础部分也常设有前趾、以加大基础尺寸,见图3--8(a)。
2、扶壁式挡土墙
扶壁式挡土墙由立墙、底板、以及墙后的扶壁三部分组成,其中扶壁是间隔(间距一般为墙高的1/2~1/3,)设置的,扶壁厚60~70cm;这种结构可比重力式挡土墙明显减少用料,并借助扶壁之间底板上的填土重量维持挡土稳定,见图3--8(c)。
挡土墙高度在9~10m以上,采用扶壁式挡土墙比较经济。
3、悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙,由尺寸比较大且整体性比较好的底板、及与底板整体连接的悬臂组成,借助于底板上的填土重量维持挡土稳定,见图3--8(b)。
悬臂式挡土墙,比较节省材料,但对悬臂与底板的整体性、以及悬臂的抗弯强度要求较高,常用混凝土或钢筋混凝土做成,悬臂式挡土墙的挡土高度也较小。
第三节穿堤、跨堤建筑物
从堤身或堤基内穿过的各类建筑物及构筑物或设施,统称为穿堤建筑物;附设在堤顶上