扭王字块各种安放方式及其效果分析
扭王字块体是海岸工程中常见的一种人工护面块体。扭王字块体主要应用于防波堤和护岸等水工建筑物，它的主要作用是保护堤心和消浪。一方面，它可以避免堤心与海浪直接接触，防止堤心被海浪侵蚀，维持堤心的稳定；另一方面，它可以使波浪在坡面上破碎，从而减少越浪的水体，提高堤后结构的安全性。在实际工程中，扭王字块体常见的几种摆放方式有随机摆放、“正反式”规则摆放、“队列式”规则摆放、“交错式”规则摆放合式摆放。现对这五种摆放方式进行对比分析。
1、摆放原则
1.1随机摆放
衡量扭王字块体安放质量的主要指标是单位面积上安放的扭王字块体的个数，块体的安放个数应满足设计或者规范的要求。随机安放的扭王字块体是采用定点随机安放，即先假定安放扭王字块体的斜坡是一个网格，通过间距×排距=设计面积/设计密度，来确定块体安放的网格节点的位置，从而保证块体的安放密度。
根据《防波堤设计与施工规范》规定，随机安放块体时应做到：
（1）块体单层安放；
（2）块体在坡面上可斜向放置，使块体的一半杆件与垫层接触，即要求扭王字块的三个肢杆端部着地；
（3）相邻的扭王字块的摆向不宜相同；
（4）每个块体必须扣在所在排下方的两个块体之间的位置；
（5）每个块体必须与其下方的垫层相接触，不能悬空放置；
（6）摆放密度按规定进行，摆放效果见图1。
1.2正反式规则摆放
正、反式规则摆放的摆放姿态应做到：
（1）3个肢杆端部着地，另外3肢杆端部朝外；
（2）相邻块体的摆放姿态不能一样，即肢杆端朝海与两肢杆端朝海相间摆放；
（3）严格按照勾连块体摆放，确保块体接触紧密形成整体；
（4）每个块体必须与其下方的垫层相接触，不能悬空放置，摆放效果见图2。
1.3队列式规则摆放
队列式规则摆放的摆放姿态应做到：
（1）块体要保证3个肢杆端部着地；
（2）相邻块体的摆放姿态相同，即都是一肢杆朝海进行摆放；
（3）水平方向，相邻块体的翼缘相接触平行安放；
（4）上下相邻的块体要紧密接触，形成一个整体，摆放效果见图3。
1.4交错式规则摆放
交错式规则摆放的摆放姿态应做到：
（1）块体在空间上安放必须是倾斜的，要保证三个脚着地；
（2）相邻块体的摆放姿态相同，即都是一肢杆朝海进行摆放；
（3）水平方向，相邻的块体间隔一个肢杆的宽度；
（4）后一排的扭王字块体的两肢杆分别靠在其前排的两个块体肢杆上，摆放效果见图4。
1.5混合式摆放
采用正反式规则摆放与随机摆放相结合的形式进行护坡。平台以下为随机摆放，平台以上为正反式规则摆放。块体的摆放姿态分别根据正反式规则摆放和随机摆放来确定，安放过程中，要保证规则摆放和随机摆放衔接处的安放质量，摆放效果见图5。
2、适用条件
2.1随机摆放
随机安放时只需要确定扭王字块体的网格点位置，对其安放姿态没有严格的要求，因此适用于水上和水下的块体的施工，块体之间咬合的比较紧密，稳定性较好。
2.2队列式规则摆放
正反式规则摆放的扭王字块体上下两排的块体需要咬合的比较好，所以除了需要确定其摆放位置还要保证其安放姿态，水下施工难度比较大，一般适用于水上施工，块体之间咬合的比随机摆放的紧密，稳定性也比随机摆放的要好。
2.3正反式规则摆放
队列式规则摆放的施工难度比前两种都大，因为其要求块体不仅要咬合，而且上下两排的块体的摆放形式要完全一样，当在进行水下施工时，难度很大。块体主要与其相邻的上下两排的块体咬合，稳定性较好。
2.4交错式规则摆放
块体之间的空隙较集中，相互咬合程度略低，安放过程中较难保证块体姿态的一致，块体常会出现向前倾覆，水下施工难度很大，稳定性不好。
2.5混合式规则摆放
其安放难度介于随机摆放和正反式规则摆放之间，主要是因为在规则与不规则摆放的衔接处很难保证块体的咬合效果，稳定性比单独随机摆放和单独正反式规则摆放差。
3、不同摆放方式扭王字块试验结果
（摘自河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室）
稳定性的判断标准：根据《波浪模型试验规程》斜坡式建筑物护面块体的判断标准应符合下列规定：（1）在波浪作用下，随机抛放的护面块体累积位移超过单个块体的最大几何时即失稳，强度起控制作用的大型护面块体，其累积位移超过块体最大几何尺度一半时即失稳；（2）在波浪作用下，单层铺砌的护面块体，其累积位移超过单个块体的厚度时即失稳，单层随机抛放的护面块体，其位移后产生的缝隙宽度超过块体最大几何尺度一半时即失稳。稳定性试验结果见表1，越浪量试验结果见表2。
4、结论
4.1施工难易程度：随机摆放的扭王字块体对安放的姿态没有严格的要求，施工难度最小，且适用于水下施工，规则摆放的扭王字块体水下施工的难度很大，一般适用于水上施工。五种摆放方式的施工难度从难到易分别是：交错式，队列式，正反式，混合式，随机摆放。
4.2空隙率比较：随机摆放、队列式、正反式和交错式这四种摆放方式所对应的护面层的空隙率分别为0.5，0.4，0.45，0.5。
4.3咬合程度：正反式扭王字块体之间的咬合最紧密，其次是随机摆放，之后是队列式，交错式咬合程度最差，而混合式摆放的扭王字块体在两种摆放方式的衔接处，块体之间的咬合程度比单独随机摆放和单独正反式规则摆放的要差。
4.4稳定性比较：各种摆放方式的稳定性从好到差分别为正反式规则摆放、随机摆放、队列式规则摆放和混合式摆放、交错式规则摆放，扭王字块体不推荐采用交错式规则摆放的形式。
4.5越浪量对比：几种扭王字块体的摆放方式越浪量从大到小分别是正反式规则摆放、队列式规则摆放、随机摆放和交错式规则摆放，其中正反式规则摆放与队列式规则摆放越浪量的差异不大。