1概述 ........................................................................................................ 1 2气象水文 ................................................................................................. 1 2.1气温、降雨 .................................................................................... 1 2.2风 ................................................................................................... 2 2.3水位 ............................................................................................... 2 3工程地质 ................................................................................................. 3 3.1场地工程地质条件......................................................................... 3 3.2场地土类别和地震液化判别.......................................................... 4 3.3地基基础分析评价......................................................................... 5 4.工程任务和规模..................................................................................... 6 5.湖心岛设计 ............................................................................................ 6 5.1设计依据........................................................................................ 6 5.2设计原则........................................................................................ 7 5.3工程等级及设计标准 ..................................................................... 8 5.4边坡稳定计算 ................................................................................ 8 5.5 护岸方案..................................................................................... 10 6工程估算 ............................................................................................... 13 6.1编制说明...................................................................................... 13 6.2工程估算表 .................................................................................. 15 7.结论与建议 .......................................................................................... 17 附图
1概述
海洋高新技术开发区位于塘沽区西北部，东临开发区，南临塘沽城区，西临开发西区，北临塘沽外环线，是塘沽对外开放和招商的经济技术开发基地。
金海湖原状为超挖取土坑，经过整治，已逐渐成为一片兼具地区水体调蓄、景观、旅游为一体的多功能综合性水体。随着金海湖湖区护砌工程和景观工程的不断实施，将为提高调蓄洪涝水，保护水环境，以及海洋高新区的开发建设提供可靠的保证。
金海湖湖区内已筑有小岛，为就地取土堆砌而成，未经碾压密实。受建设单位委托，我院承接筑岛边坡安全复核、水岸景观及护岸设计的任务。 2气象水文 2.1气温、降雨
塘沽属于天津市辖区，位于天津东部。东临渤海，地跨海河两岸，面积859km2，塘沽地势低洼平坦，属于暖温带季风型大陆气候，四季变化明显。
1956年～2000年平均气温是12.5℃，年极端最高气温41.9℃(出现在2000年)，年极端最低气温在-19.7℃ (出现在1966年)。无霜期234天。
年降水量基本在276.3mm(出现在1968年)到1037.2mm(出现在1964年)之间，变化幅度较大，达3.8倍，45年年降水量平均值为571.1mm。大于或者等于0.1mm年降水次数在5O次(出现在1965年)到93次(出现在1964
1
年、1990年)之间波动，均值为66次；大于或等于 5.0 mm年降水次数在13次(出现在1968年)到43次(出现在1964 年)之间波动，均值为23次；大于或者等于10.0mm年降水次数在7次(出现在1958年、1968年)到33次(出现在1964年)之间波动，均值为15次。降水量和三个量级的年降水次数变化基本上是一致的，年降水量增大时，降水次数也增大，反之亦然。
年蒸发量在1562.2mm(出现在1964年)到2459.4mm(出现在1981年)之间，45年年平均值为2000.4mm，呈现波动变化，且到80年代后期，90年代呈现波动变化小、年蒸发量减少的趋势。在历史上塘沽地区出现两次大灾年：1964年大涝，年蒸发量(1562.2mm)创历史最小、年降水量(1037.2mm)和年降水次数(≥0.1mm 为93次、≥5.0mm为43次、≥ 10.0mm 为33次)创历史最大；1968年大旱，年降水(276.3mm)和年降水次数(≥5.0mm为l3次、≥10.0mm为7次)创历史最小、年蒸发量(2229.3mm)接近历史最大值。
与其它沿海地区相比，具有日照充足、蒸发量大、降水集中且变率大、春季气温回升快等特点，海河、潮白河、永定新河、蓟运河、独流减河，在塘沽境内注入渤海，海河自西向东横贯全区。 2.2风
天津海岸带属季风气候地区，风向随季节变化。冬春季多为西伯利亚冷高压控制，夏秋季为西北太平洋气旋控制。年平均风速4.5m/s，最大风速26.5m/s，风向E～ENE。 2.3水位
根据天津大学编制的《天津塘沽海洋高新技术开发区新区景观水系
2
动态循环问题的研究》，金海湖面积为0.52 km2，金海湖正常水位1.5m，设计洪水位2.0m。如无外界补水情况下，金海湖在6月份水位将达到最低值0.42m。 3工程地质
3.1场地工程地质条件 3.1.1地形地貌
根据《金海湖人工岛护岸工程》中的钻孔位置、数量及孔深等数据，现状小岛工程区域中心最高点高程3.6m，湖区内湖底起伏较大，小岛周围湖底高程呈北低南高的趋势，北侧湖底高程约-7.00m。 3.1.2地层分布规律及土质特征
据勘察，所揭示地层属第四纪全新统，按成因主要分为以下三层： 第一层：人工填土层（Qml）
本场地地表分布素填土层，层厚在5.40m左右。
①-1层粉质粘土、粘土：黄褐色，可塑～软塑，含铁质、云母，高压缩性。
①-2层粉土、粉砂：黄褐～暗褐色，饱和、松散，质匀。 第二层：第Ⅰ海相层（Q42m）
本层土为浅海相沉积，层厚10.10m左右，可分为以下三个亚层： ②-1层粉质粘土：灰色，软塑，含云母、有机质，高压缩性，其中夹有厚度不一的粘土夹层。
②-2层粉土：灰色，饱和、稍密，含云母、有机质，中压缩性。 ②-3层粉质粘土：灰色，软塑，含云母、有机质，高压缩性。
3
第三层：第Ⅱ陆相层（Q41al）
本层土为河床～河漫滩相沉积，揭示厚度4.50m左右。
③-1层粘土：灰褐色，可塑，含云母、有机质、铁质，中偏高压缩性。 ③-2层粉土：灰黄色，饱和、密实，含云母、有机质、铁质。 ③-3层粉质粘土：灰黄色，可塑，含云母、有机质、铁质，中压缩性。 3.1.3场区地下水水位
场地环境类型判为Ⅲ类。场区浅层地下水类型主要为第四系潜水，地下水主要受大气降水及岛周边人工湖补给并以蒸发方式排泄。 3.1.4地下水腐蚀性评价
利用场地北侧庐山道两侧景观渠道（金海湖）水分析资料，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），地下水对钢筋混凝土结构的腐蚀性评价如下：
地下水对混凝土结构无腐蚀性；在干湿交替部位，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋表现为Cl-强腐蚀性，长期浸水部位表现为弱腐蚀性；地下水对钢结构为中腐蚀性。 3.1.5冻土深度
本场区季节性冻土标准深度为0.6m。 3.2场地土类别和地震液化判别 3.2.1地震烈度
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001附录A中“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”的规定，拟建场区为第一组，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。
4
3.2.2场地土类别划分
根据《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000）第14.2.7条款，划分该场地类别为Ⅳ类，土的类型为软弱土。 3.2.2地震液化
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001判定本场地为不液化场地，按不液化考虑。 3.3地基基础分析评价 3.5.1地基土分析评价
根据天津市工程建设标准《岩土工程技术规范》（DB29-20-2000）给出地基土层承载力f0：
成因 Qml 工程地质分层 ①-1 ①-2 ②-1 Q4m 2岩土类别 粉质粘土、粘土 粉土、粉砂 粉质粘土、粘土 粉土 粉质粘土 粘土 粉土 粉质粘土 f0（kPa）物性查表 85 100 95 110 120 140 150 150 ②-2 ②-3 ③-1 Q41al ③-2 ③-3 3.5.2地层岩土参数建议值
根据各土层设计所需的主要岩土参数根据统计给出建议值如下表：
5
工程地成因 质分层 岩土类别 固结粘聚力 固快内摩擦角 14.9 29.3 23.4 19.4 26.8 25.5 快剪粘聚力 12.6 8.0 13.6 8.5 14.5 快剪内摩擦角 13.0 24.0 24.0 27.0 20.0 压缩模量 3.43 11.16 2.81 7.96 3.95 3.88 5.08 Qml ①-1 粉质粘土、粘土 ①-2 粉土、粉砂 ②-1 粉质粘土、粘土 14.2 Q42m ②-2 ②-3 ③-1 Q41al ③-2 ③-3 粉土 粉质粘土 粘土 粉土 粉质粘土 12.5 18.0 22.0 13.0 14.3 4.工程任务和规模
本项工程的主要任务为解决随着金海湖自身和周边地区市政配套设施的完善及房地产的开发，对水体景观的要求进一步提高的问题，特别是湖区周边地区房地产业迅猛发展，对水体景观的要求相应大幅度提高，湖心岛的修建能在一定程度上能提高水体环境的品位。
本项工程规模：湖心岛全长约186m，采用直立式护岸结构型式。护岸顶高程为2.20m，岛前湖底高程-7.00m，建成后湖心岛应具备游船停靠的功能。 5.湖心岛护岸设计 5.1设计依据 5.1.1设计基本资料
(1) 地形资料
设计采用的主要地形资料包括：工程区1:1000局部规划平面图。 (2) 地质资料
6
采用的主要地质资料包括：《金海湖人工岛护岸工程（钻孔资料）》。 (3) 气象资料
天津市塘沽区的气象资料。 (4) 水文资料
相关水文资料来源于《天津塘沽海洋高新技术开发区新区景观水系动态循环问题的研究（技术报告）》。 5.1.2 设计依据
（1）主要依据的文件和报告 主要依据的文件和报告如下：
1) 天津塘沽海洋高新技术开发区新区关于“金海湖人工岛”的委托书。
2) 金海湖原有设计资料和附图。 (2) 主要规范与规程
设计采用的主要规范与规程如下：
1)《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97） 2)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001） 3)《水工混凝土结构设计规范》（SL/T 191-96） 4)《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-97） 5)《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)
6)《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000） 5.2设计原则
应满足结构安全、可靠、经济，游船停靠方便，耐久性好，使用寿命
7
长，同时应保证与整体规划景观协调一致。 5.3工程等级及设计标准 5.3.1工程等级
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）中相关规定，金海湖护岸结构失事后影响范围小，工程安全等级为三级。 5.3.2 抗震设计要求
护岸结构按地震烈度7度作抗震设计。 5.4边坡稳定计算
湖心岛边坡稳定计算分析采用理正岩土软件5.11版中边坡稳定模块计算。计算模型采用瑞典圆弧滑动法。
计算工况：
Ⅰ：施工完建期；Ⅱ：正常使用期；Ⅲ：7度地震+正常水位。 稳定计算强度取自《金海湖人工岛护岸工程（钻孔资料）》 计算结果见下表。
稳定计算结果表
滑弧位置 边坡 系数 计算工况 Ds R m) 15.203 12.613 22.353 坐标 x (m) 22.013 23.258 23.764 坐标 y (m) 18.552 15.810 25.555 安全系数 1.361 1.520 1.451 规范规定安全系数 1.2 1.3 1.2 工况Ⅰ 1：3.0 工况Ⅱ 工况Ⅲ 计算结果表明，各种计算工况下边坡稳定均满足规范求。 计算简图如下：
8
工况Ⅰ计算简图
工况Ⅱ计算简图
工况Ⅲ计算简图
9
5.5 护岸方案 5.5.1 工程方案比较
方案Ⅰ（单排灌注桩护岸）
护岸采用钢筋混凝土灌注桩+悬臂式挡墙的结构型式。其中灌注桩桩径为Φ600，桩长8.4m，桩间距为1.4m，悬臂式挡墙高2.2m，底板宽1.20m。墙顶高程1.60m，墙前趾脚顶高程0.00m。高程1.60m以上设三步台阶到高程2.20m，台阶采用景观条石。墙前采用30cm厚干砌石护底以增加护岸结构的被动土压力。干砌石护底与金海湖现状湖底采用1：3.0缓坡连接。墙体迎水面挂装饰石材进行装修。
该方案干场施工方便，淤泥地质条件下施工精度高。
方 案 Ⅰ
10
方案Ⅱ（预制板桩护岸）
护岸采用预制钢筋混凝土板桩+帽梁的结构型式。其中预制板桩径尺寸为400×500，桩间设子母口连接。地面以上桩长1.2m，地面以下长9m，后浇帽梁宽0.6m，高0.4m。高程1.60m以上设三步台阶到高程2.20m，台阶采用景观条石。墙前采用30cm厚干砌石护底以增加护岸结构的被动土压力。干砌石护底与金海湖现状湖底采用1：3.0缓坡连接。 该方案干场施工方便，施工速度快，也可在湖内高水位条件下施工。迎水面的景观处理也较容易。但在淤泥地质条件下，汽锤法打桩施工精度较差。
方 案 Ⅱ 方案Ⅲ（悬臂式挡墙护岸）
11
护岸采用悬臂式挡墙+双排水泥搅拌桩的结构型式。其中墙高2.0m，墙宽2.0m，墙顶高程1.60m，墙前趾脚顶高程0.00m。高程1.60m以上设三步台阶到高程2.20m，台阶采用景观条石。地基处理采用双排Φ600水泥搅拌桩，桩长8.60m，桩间距1m。墙前采用30cm厚干砌石护底以增加护岸结构的被动土压力。挡墙迎水面可挂装饰石材或仿木桩进行装饰。干砌石护底与金海湖现状湖底采用1：3.0缓坡连接。
该方案干场施工方便，迎水面处理简单，墙顶位移小，施工精度高。
方 案 Ⅲ
综合比较三种护岸型式，皆具有可行性。根据造价比较，方案Ⅲ造价最低，设计推荐此方案为施工方案。
12
5.5.2 工程布置
湖心岛岛内各部位高程均由规划提供，本次设计仅考虑护岸部分的设计，其他岛内构筑物及岸岛连接构筑物设计不在本次设计范围。
护岸平面布置严格按规划方案布置，全岛护岸结构总长186m，形成岛区总体面积为2224m2。护岸均采用直立式护岸，墙顶高程2.2m,墙前高程0.00m。
5.5.3护岸的景观处理
湖心岛护岸景观处理应与湖心岛整体规划景观规划方案协调一致，针对本次工程拟采用以下四种方案：
方案一 护岸采用干挂石材外加石材压顶的方式，效果简洁明快，并且经济实用。
方案二 采用仿木桩混凝土护岸的方式，再在局部配以山石点缀，整体感觉生态、回归自然，具有极强的亲和力。
方案三 在干挂石材的基础上，增加石墩、锁链的方式给行人以安全感，比较适合人流比较多的区域。
方案四 采用石材台阶的方式，起到一个亲水平台的作用，使游客能更好的体验大自然—水带来的乐趣。
四种方案景观效果参见本报告附图。 6工程估算 6.1编制说明 6.1.1编制依据
1、采用定额为《天津市市政工程预算基价》2004年
13
《天津市建筑工程预算基价》2004年
2、本估算材料价格采用
《天津市市政公路工程造价信息》（2008年第5期） 6.1.2、主要工程数量
方案一：钢筋混凝土灌注桩（d=600mm) 856m，干砌石护坡200m3，混凝土挡墙186，踏步条石372 m2，石材挂面293 m2；
方案二：钢筋混凝土板桩3199m，钢筋混凝土帽梁44.64m3，干砌石护坡200m3，踏步条石372 m2；石材挂面293 m2；
方案三：水泥搅拌桩（d=600mm) 2455m，干砌石护坡200m3，混凝土挡墙186，踏步条石372 m2；石材挂面293 m2； 6.1.3、工程建设其他费用
1、设计费执行“国家计委、建设部颁布的《工程勘察设计收费标准》（2002年修订版）”规定。
2、工程建设其他费执行《市政工程投资估算投资编制办法》2007年11月），其中部分项按天津市建委［1224］号文规定计取。
3、工程预备费以工程建安费与工程建设其他费之和为基数乘以8%计取。
6.1.4、其他说明的问题
本工程考虑在枯水季节施工，估算中不考虑土方工程、支护工程及降水等工程费用。 6.1.5、工程总投资
方案一：估算总投资166.51万元，其中建筑安装工程费129.38万元，
14
其他建设费24.8万元，预备费12.33万元。
方案二：估算总投资243.37万元，其中建筑安装工程费191.93万元，其他建设费33.41万元，预备费18.03万元。
方案三：估算总投资145.45万元，其中建筑安装工程费112.21万元，其他建设费22.47万元，预备费10.77万元。 6.2工程估算表
金海湖人工岛护岸工程估算表
方案一 序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二 三 四 工程或费用项目名称 建筑安装工程费用 灌注桩（d=600mm) 干砌石护坡 碎石垫层 混凝土挡墙 土工布 UPVC排水管（d=50mm） 踏步条石 踏步下水泥砂浆 踏步下C15现浇混凝土垫层 踏步下三七灰土 石材挂面 踏步下碎石垫层 工程建设其他费 预备费 估算投资 单位 工程量 m m3 m3 m m m m2 m3 m3 m3 m2 m 32单价（元） 510 250 245 2500 14 12 300 280 435 160 680 245 24.80 合价（万元） 129.38 43.66 5.00 1.18 46.50 0.86 0.07 11.16 0.10 0.40 0.22 19.92 0.29 24.80 12.33 166.51 856 200 48.36 186 614 56 372 3.72 9.3 14 293 12
15
金海湖人工岛护岸工程估算表
方案二 序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二 三 四 工程或费用项目名称 建筑安装工程费用 钢筋混凝土板桩（d=400mm) 帽梁 干砌石护坡 碎石垫层 土工布 UPVC排水管（d=50mm） 踏步条石 踏步下水泥砂浆 踏步下C15现浇混凝土垫层 踏步下三七灰土 石材挂面 踏步下碎石垫层 工程建设其他费 预备费 估算投资 单位 m m3 m3 m3 m2 m m2 m m3 m3 m2 m3 3工程量 3199 44.64 200 48.36 614 56 372 3.72 9.3 14 293 12 单价（元） 460 1245 250 245 14 12 300 280 435 160 680 245 33.41 合价（万元） 191.93 147.15 5.56 5.00 1.18 0.86 0.07 11.16 0.10 0.40 0.22 19.92 0.29 33.41 18.03 243.37 金海湖人工岛护岸工程估算表
方案三 序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二 三 四
工程或费用项目名称 建筑安装工程费用 水泥搅拌桩（d=600mm) 干砌石护坡 碎石垫层 混凝土挡墙 土工布 UPVC排水管（d=50mm） 踏步条石 踏步下水泥砂浆 踏步下C15现浇混凝土垫层 踏步下三七灰土 石材挂面 踏步下碎石垫层 工程建设其他费 预备费 估算投资 单位 m m3 m3 m m2 m m2 m3 m m3 m2 m3 16
3工程量 2455 200 48.36 186 614 56 372 3.72 9.3 14 293 12 单价（元） 70 250 245 3000 14 12 300 280 435 160 680 245 22.47 合价（万元） 112.21 17.19 5.00 1.18 55.80 0.86 0.07 11.16 0.10 0.40 0.22 19.92 0.29 22.47 10.77 145.45 7.结论与建议
1、根据地勘报告抗剪指标计算结果，湖心岛边坡坡比采用1：3.0，中部设2m宽平台，边坡整体稳定，满足规范要求。
2、经过技术经济比较，三种护岸方案均可行。悬臂式钢筋混凝土挡墙护岸方案总投资估算为112.21万元，投资最省，推荐此方案。
3、湖心岛人流较少，建议护岸挡墙迎水面采用干挂石材的景观处理方式，简洁明快。墙顶设置石材台阶，以便于不同水位情况下游船靠岸。
17
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容