设计的主要目的是针对福建东山澳渔港，设计一种直立式防波堤, 根据防波堤设计标准与规范^【1】，设计针对本项目的直立式防波堤,并根据对其进行的验算结果，确认其合理性以保障渔民生命财产安全、方便渔民生产作用。防波堤在渔港设计的技术及造价方面都占有重要地位。^【2】

直立式防波堤，是防波堤的一种建筑形式。正向波浪在直墙堤前将发生完全或不完全反射，形成立波（驻波）。完全立波波高约为两倍原始波高，波长不变；在墙面和墙前半波长处波峰与波谷交替出现，称为波腹；在墙前四分之一波长处水面几乎不动，称为波节。这样，直墙将承受立波的压力和浮托力，因此常采用钢筋混凝土沉箱或混凝土巨块构筑，波浪较小时也可采用木笼，近来也有采用大型管柱排列的结构。直墙堤适用于岩基或较密实的地基，墙底常铺一层碎石基床，堤外基床面视需要铺设护面块石，堤内侧可兼作码头用。容许越浪时堤顶高程可降低，有时还采用削角顶盖和带消浪空室的沉箱以减少立波压力。斜向波浪或不规则波的方向谱分量，在直墙前反射形成三向波，峰谷呈棋盘状交替出现，确定沿堤线波浪的合压力需要考虑直墙分段的影响。^【3】

近些年来,为适应水深浪大、地基软弱的建造环境,港口工程将朝着透空式结构、消浪式结构等新型结构方向发展。但由于大部分波浪力集中于透空式防波堤的下部结构,在长时间恶劣海况的持续作用下,安全系数和稳定度会遭受严峻的考验。因此,需要进一步的实验探究分析以谋求未来更加科学的结构优化改良。

外海防波堤常用的结构型式主要分斜坡式和直立式两种。出于边坡稳定的要求，普通斜坡式防波堤的断面较大,而且由于外海施工条件恶劣,导致其施工难度大、进度慢^[4];出于地基承载能力的要求,常规直立式防波堤如沉箱、方块结构要求工程所在地具有良好的地基基础口。相对于前两种结构形式,直立式双板桩防波堤对深水软土地基有较强适用性,而且具有砂石用料省、施工速度快等优点,更适用于外海深水防波堤的建设^[5]。但是到目前为止,直立式双板桩结构在深水防波堤的建设中运用还较少,对其设计方法的研究也相对较少。^【6】

对于直立式双板桩防波堤的设计,国内规范采用将双板桩结构简化为单板桩结构进行设计的方法,但是当防波堤堤顶宽度较小时,其墙后主动土压力的计算会与实际情况有较大差别，导致简化出现一定的不合理性。日本规范的设计准则考虑了双排板桩墙与上部结构形成的排架结构的抵抗力,但是当堤顶宽度超过一定数值时,填土产生的抵抗弯矩的计算结果不符合实际情况,此时日本设计准则推荐的计算公式将不再适用^【5】。中日规范在直立式双板桩防波堤的设计中均有一定的局限性。在直立式双板防波堤工程的初步设计阶段应通过这两种计算方法互相验证,共同拟定结构断面,在详细设计阶段,应进一步借助有限元软件进行详细地分析研究,从而确定更为合理的结构断面。^{【5】【7】【8】}

2. 研究的基本内容与方案

防波堤设计包括下列主要内容:
(1)确定建筑物的安全等级及设计标准;
(2)选择合理、可行的设计方案;
(3)计算结构各部位的强度与稳定性、地基整体稳定性及地基沉降;
(4)必要的模型试验验证。

防波堤设计应考虑下列设计状况:

(1)持久状况，在使用期分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;

(2)短暂状况，施工期按承载能力极限状态设计，必要时按正常使用极限状态

设计;