级建造师《港口与航道工程管理与实务》课件专业工程技术.ppt

港口与航道工 程管理与实务 三 航 培 训 中 心 卢曹康 04年全国各专业一级建造师考核与统考通率 一、考试内容和试题类型 一级建造师执业资格考试分综合 考试和专业考试。综合考试包括建设 工程经济、建设工程项目管理、 建设工程法规及相关知识三个科目 。专业考试为专业工程管理与实务 一个科目，该科目分为14个专业，港 口与航道工程管理与实务是其中之一 。 专业科目试题的题型分为单项选择题、多 项选择题和综合（案例）分析题。 考试时间为4小时，以纸笔作答方式进行 。 每道单项选择题有4个备选项，只有1 个 最符合题意。 每道多选择题有5个备选项，有2 个或2个 以上符合题意，至少有1 个错项。错选， 本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5分。 综合（案例）分析题，根据背景材料，按 要求作答。 专业科目考分分配 据建造师网的消息，专业科目考试总分 为160分，具体分配如下： 单项选择题20道，每题1分，计20分； 多项选择题10道，每题2分，计20分； 综合（案例）分析题5道，计120分。 专业工程管理与实务(港口与航道 工程专业)计有3章6节50目149条。 掌握109条，占73.15%； 熟悉27条，占18.12%； 了解13条，占8.73%。 重点在1E420000港口与航道工程项目 管理与实务。 专业工程管理与实务 (港口与航道工程专业) 科目考试大纲 1E400000 港口与航道工程管理与实务 1E410000 港口与航道工程专业技术 1E411000 专业基础技术 1E411010 掌握港航工程水文、气象的基本 知识 1E411020 掌握港航工程勘察成果的应用 1E411030 掌握港航工程常用水泥的品种、 强度等级与适用范围 1E411040 掌握港航工程常用钢材的品种、 物理力学性能及其应用范围 1E411050 掌握港航工程混凝土的特点及其 配制的基本要求 1E411060 掌握港航工程大体积混凝土防裂 的基本知识 1E411070 掌握防治管涌和流沙的基本方法 1E411080 熟悉提高港航工程混凝土耐久性的主 要措施 1E411090 熟悉港航工程预应力钢筋混凝土的基 本知识 1E411100 熟悉港航工程常用的软土地基加固基本 方法 1E411110 熟悉港航工程施工测量控制和沉降、位 移观测方法 1E411120 熟悉港航工程常用土工织物的主要性能 及其应用 1E411130 了解港航工程钢结构防腐的主要方法及 效果 1E411140 了解GPS测量定位基本知识及其在港航 工程中的应用 1E411010 掌握港口与航道工程水文、气 象的 基本知识 1E411011波浪 波浪：波浪是在外力作用下，具有自由面的液 体质点偏离其平衡位置平衡位置的有规律的振动。 波浪要素： 反映波浪外形的几何特征几何特征和特征的量。 特征量：波高波高H、波长波长L、波陡波陡、波浪周期波浪周期T、 波速波速C及波向波向。 波峰 波谷 波向 H L 上跨零点 下跨零点 o o (2) 不规则波与规则波 不规则波：从时间或空间上看，各个波浪要波浪要 都都 不相同不相同，它是一种不规则的随机随机现象。 规则波：将不规则的波浪系列用一个理想的波 波浪要素相同的波浪系列来代替，这种理想的理想的 波波浪波波浪称为规则波。 (3) 波浪玫瑰图 表示某地各个不同方向各级波浪出现频率的 图。 波浪玫瑰图的绘制： 将波高或周期分级：一般波高波高可每间隔每间隔0.50.5mm为 一级，周期每间隔周期每间隔1 1s s为一级。 波浪玫瑰图图 波浪方向：常浪向 强浪向 波浪分级：通常每0.5m分1级 波浪的频率：某向、某级波浪 占总体波浪的 N S E W SSW 0.51.0m 10% 5% 100% 1.11.5m 1.62.0m 2.12.5m 2.63.0m 01.02.0 m 0 5 10 1520 （） 计算频率： 从月报表中统计各向各级波浪出现的次数，并除 以统计期间的观测总次数。 表示方法：用极坐标的径向长度表示频率径向长度表示频率，垂直于 径向的横向长度表示波高大小横向长度表示波高大小，所在方位表示波所在方位表示波 浪方向浪方向。 (4)常用波高统计特征值 1) 平均波高： 2) 最大波高：Hmax 3) 1/10大波波高：H1/10 ，(对应周期的平均值为 1/10大波周期,记为：T1/10) 4) 有效波高：H1/3或 Hs ，(其对应周期的平均值 为有效周期波周期) 1E411012 潮汐： 潮汐类型、潮位基准面、设计 潮位 潮汐：地球上的海水，受月球和太阳作用所产生 的一种规律性升规律性升、降运动降运动。 (1) 潮汐类型：(三类) 1) 半日潮：概念与特征 2) 日 潮：概念与特征 3) 混合潮：分为不正规半日潮混合潮不正规半日潮混合潮与不正规不正规 日潮混合潮日潮混合潮两种类型。(注意两种类型之间的区别) (2) 潮位(高)基准面 陆地海拔高度的起算面： 以黄海黄海(青岛验潮站)平均海平面平均海平面作为我国陆 地海拔的起算面。 海图深度基准面： 是计算海图水深的起算面，也是潮汐表的潮高 起算面，通常称为潮高基准面。 我国规定以“ “理论最低潮位理论最低潮位” ”为海图深度基准面 ，亦为潮位基准面。 (3) 设计潮位 1) 海港工程的设计潮位应包括： 设计高水位设计高水位、设计低水位设计低水位、极端高水位极端高水位、 、极端极端 低水位低水位。 2) 海岸港和潮汐作用明显的河口港： 设计高水位应采用高潮累积频率高潮累积频率10%10%的潮位的潮位，简 称高潮10%； 设计低水位应采用低潮累积频率低潮累积频率90%90%的潮位的潮位，简 称低潮90%。 3) 对于海岸港和潮汐作用明显的河口港 如已有历时累积频率统计资料，其设计高水位设计高水位 和设计低水位和设计低水位也可分别采用历时累积频率采用历时累积频率1%1%和 98%98%的潮位。 4) 对于汛期潮汐作用不明显的河口港 设计高水位设计高水位和设计低水位设计低水位应分别采用多年的历时 采用多年的历时 1%1%和98%98%的潮位。 5) 海港工程的极端水位 极端高水位：应采用重现期为重现期为5050年年的年极值高水年极值高水 位位。 极端低水位：应采用重现期为重现期为5050年年的极值低水位极值低水位 。 1E411013 海流：近岸海流的特征 (1) 近岸海流及其分类 海流：海流是流向和流速相对稳定的大 股海水在水平方向的运动，它是海水的 运动形式之一。 近岸海流(三种)：潮流潮流、河口水流河口水流、沿岸沿岸 流和裂流流和裂流。 (2) 近岸海流的特征 一般以潮流和风海流潮流和风海流为主； 河口区的水流一般以潮流潮流和迳流迳流为主； (3)感潮河段内的水流特性 在潮流界和潮区界之间，仅有水位升降的现象， 而不存在指向上游的涨潮流。 在潮流界以下，涨落潮流呈往复形式，因有迳流 加入，落潮流量大于涨潮流量。 涨潮历时小于落潮历时，涨潮历时愈向上游愈短 。 潮流界：潮流所能达到上游最远处达到上游最远处称为“潮流界潮流界” 。 潮区界：在潮流界以上河段内的水流流向虽总是 顺流而下的，由于受到潮流顶托作用，水位还有 周期性升降变化，这种水位变化越向上游越不显 著，到完全不受潮流影响处完全不受潮流影响处称为“潮区界潮区界”。 1E411014 泥沙： 海岸带泥沙运动的一般规律 海岸带分类 海岸带分为沙大质海岸带沙大质海岸带和淤泥质海岸带淤泥质海岸带. . 1) 沙质海岸：一般指泥沙颗粒的中值粒径大于 0.10.1mmmm,颗粒间无粘结力；.。 2) 淤泥质海岸：一般指泥沙颗粒的中值粒径小 于0.030.03mmmm,其中的淤泥颗粒之间有粘结力，在海 水中呈絮凝状态；滩面宽广，坡度平坦，一般为 1/25001/500. (2) 海岸带的泥沙来源：河流来沙河流来沙、邻近岸滩来沙邻近岸滩来沙 、当地崖岸侵蚀来沙当地崖岸侵蚀来沙和海底来沙海底来沙。 (3)海岸带泥沙运动的一般规律： (理解应用) 1) 沙质海岸的泥沙运移形态有推移推移和悬移悬移 两种。 2) 淤泥质海岸的泥沙运移形态以悬移为以悬移为 主主，对较细颗粒的海岸底部可能有浮泥可能有浮泥运 动，对较粗颗粒的海岸底部有推移质有推移质运动 ； 3) 海岸带泥沙运动方式可分为与海岸线与海岸线 垂直的横向运动垂直的横向运动和与海岸线平行的纵向运与海岸线平行的纵向运 动动。 (4) 波浪和海流对泥沙的作用 1) 波浪的作用： 在沙质海岸，波浪是造成泥沙运动的主要动力波浪是造成泥沙运动的主要动力 。 在淤泥质海岸，波浪主要起掀沙作用波浪主要起掀沙作用，掀起的 泥沙除随潮输移外，风后波浪削弱又常形成浮泥 。 (理解应用) 2) 海流的作用 (理解应用) 在淤泥质海岸，潮流是输沙的主要动力潮流是输沙的主要动力， (5) 河口外海岸的淤积， (6) 在河口区 1E411015 内河水文： 特征水位、泥沙运动的一般规 律 (1) 特征水位 1) 最高水位 (月、年、历年最高水位) 2) 最低水位 (月、年、历年最高水位) 3) 平均水位 (月、年、历年最高水位) 4) 平均最高水位 (每年最高水位的算术平 直) 5) 平均最低水位 (每年最低水位的算术平 直) 6) 正常水位 (多年水位平均值) 7) 中水位 (水位累积曲线历时曲线上 相当于历时50%的水位) (2) 泥沙运动的一般规律 泥沙在水中的运动运动状态分为三大类： 悬移质运动悬移质运动、推移质运动推移质运动、河床河床( (跃移跃移) )质运 质运 动动； 1E411016 气象： 风级、风速对照表、风玫瑰图 风的基本资料 风的特征是用风速风速和风向风向两个量值来表示。 风速 ： m/s 风向：即风之来向风之来向，一般用1616个个方位来表示。 风级：风速对照表 风速用蒲福风级蒲福风级来表示。 蒲福风级蒲福风级按风速大小不同将风分为分为1212级级 (3) 风玫瑰图 风玫瑰图是指用来表达风的时间时间 段段、 风向风向、风速风速和频率频率四个量的变化情况 图。 风玫瑰图一般按1616个个方位绘制风玫瑰图 ： 1) 风向频率玫瑰图：用百分数表示用百分数表示 风 在各个方向上的出现频率频率，并以一定 比 例在极坐标上绘制而成。图中某一方某一方 向向 的线段长度的线段长度与图例中单位长度的比值图例中单位长度的比值 即 为该方向风的频率值为该方向风的频率值。 最大风速玫瑰图： v多年来的最大风速以一定比例绘于极坐 标上而成。某一方向的线段长度某一方向的线段长度与图例图例 中单位长度的比值中单位长度的比值即为该方向风的最大为该方向风的最大 风速风速。 大于某一级的风频率玫瑰图： v将各向大于和等于某级以上次数相加， 并以全部观测数除之得，图中某一方向 的线段中阴影部分长度的比值即为该方 向大等于某级风的频率。 1E411020 ： 掌握港口与航道工程勘察成果的应 用 1E411021: 港口与航道工程地质勘察、地质钻孔剖面图 概述 (关键词) v认真调查研究，精心勘察，具体分析和评价 场地的工程地质条件，满足工程需要的勘察成 果，。 v工程地质勘察可分为三个阶段：可行性研究阶 段勘察、初步设计阶段勘察、施工阶段勘察。 v施工图设计阶段的勘察要求：为地基基础设 计、施工及不良地质现象提供工程地质资料， (2) 工程勘察成果 v 勘察报告由文字和图表构成，应满足相应设计阶 段的技术要求。 v 勘察报告的格式和内容：序言、地貌、地层、地 质构造、不良地质现象、地下水、地震、岩土物理 力学性质、岩土工程评价、附图和附表。 1) 序言：依据、目的和任务、工程概况和设计 要求、勘察沿革等。 2) 地貌： 特征分布等。 3) 地层：岩土层的分布、产状、性质、地质时代 、成因类型、成层特征等。 4) 地质构造 ：，对工程影响分析和防治措施的 建议，地质构造对岸坡稳定性的分析。 5) 不良地质现象： 性质、分布与发育程度、形成原因及防治措施与 建议。 6) 地下水：地下水的类型、形成条件、水位特征、 含水层的渗透系数。地下水活动对不良地质现象的发 育和基础施工的影响。 7) 地震：根据地震烈度，判定饱和砂土和粉砂土 在地震作用下的液化趋势。 8) 岩土物理力学性质：各单元体的特性、状态、均 匀程度、密实度和风化程度等，物理力学性能指标的 统计值统计值。 9) 岸土工程评价： v对各岩土单元体的综合评价及工程设计所需的岩 土技术参数；对持力层的推荐和施工中应注意的 问题；天然岸坡稳定的评价；不良地质现象的整 治方案建议；地基处理方案的的建议；工程活动 对地质环境的作用和影响等。 10) 附图和附表中包括：勘察点平面位置图；综综 合合 工程地质图工程地质图；工程地质剖面图；钻孔柱状图钻孔柱状图；原 位测试图表；土土 工试验图表工试验图表；各岩土单元的物理 、力学指标统计表力学指标统计表；对于特殊地质条件或为满足 特殊需要而绘制的专门图件。 v 注意各项内容的概念。 v港口工程桩基规范(JTJ254-98)各土层的物 理力学性能指标试验宜包括的试验内容？ (3)港口工程地质勘察成果的应用 1) 含水量： 9) 内摩察角： 2) 孔隙比： 10) 标准贯入度试验： 3) 孔隙率： 11) 十字板剪切试验： 4) 液限： 12) 静力触探试验： 5) 塑限： 6) 塑性指数： 7) 液性指数： 8) 黏聚力： 注意以上各项指标的概念。 (4) 航道疏浚工程地质勘察成果的应用 在航道疏浚勘察工作中要求查明疏浚区吹 填区内岩土的类型、岩土的工程特性及具 体分布的详细资料。 1) 勘察要求 (1) 勘探线、点的布置要求 勘探点的布置，应根据不同勘探阶段的 要求和疏浚区的地形、地貌和岩土地层的 复杂程度确定。 阅表1E411021-7中的沿海区的间距规定 。 (2) 钻孔分类与要求 v钻孔分为技术孔、鉴别孔两类，技术孔又分为控 制性钻孔和一般性钻孔。 v疏浚区的钻孔深度应达到浚挖深度以下3m, 岩土分类与判别指标 v疏浚岩土可分为岩石类和土类两大类，共13级 岩石类：疏浚岩石根据坚固性分为硬质岩石和 软质岩石。 v疏浚岩石的工程特性指标以岩块的单轴抗压强 度为判别指标。 土类： 有机质土及泥浆应以天然重度为判别指标。 3)工程勘察成果在疏浚工程上的应用 案例 该图为某一工程地质剖面图，从图上可 了解到如下内容： 工程编号，勘察单位名称； 剖面图代号，钻孔编号及间距； 天然泥面标高，终孔标高，岩土单元体的代号 ，层面标高，层底标高，层厚变化情况； 在表示标高的数字中，左侧数字指从天然泥面 起算，括号内数字指按基准面起算； 原状土样的取土点位置和分布，部分取土点左 侧括号内数字表示标准贯入试验数N值。 注意：综合应用 1E411022 : 掌握港口与航道工程地形图、水 深图 地形图： v地形： v地形图：利用经纬仪等各种测量仪器将地球表面 各点的位置、高度以及各种地物的位置和形状测 出，并按一定比例尺和规定的符号，绘在图纸上 ，形成地形图。 v地形图的比例尺：是图上直线长度与地面上相应 直线水平投影长度之比。 v比例尺越大，即图上所量得的尺度与实际尺度之 比值越大，反映测区的地形越详细、精确。 v港口工程测量施工图设计阶段的测图比例为 150012000 v沿海航道测量的测图比例尺为： 1200015000； v港池疏浚工程测量的测图比例尺为 1100012000； v 从 1957年起，我国采用青岛验潮站所测的黄 海平均海平面作为全国地面高程的起算面。某地 面点到该平均海平面的竖直距离称为该点的高程 (对于高山也称海拔) v 等高线是地面上高程相等的地点所连成的平滑 曲线，它是一系列的闭合曲线。 v 等高线能表示地面高低起伏的形态，等高线的 密度越大，表示地面坡度越大，反之则坡度越平 缓。 平均海平面 0 2 4 6 2 46 7 地形图 理论深度基准面 水深 水下地面高程 水下地面高程 (2) 水深图 v水下地形用连接相同水深的等深线表示，形成水 下地形图。 v港航工程及航运上常用的水深图，其计量水深用 比平均海平面低的较低水位或最低水位作为水深 的起算面，称为理论深度基准面。 v我国海港采用的理论深度基准面由国家颁布。 内河港口则采用某一保证率的低水位作为深度基 准面。 v某一水域某时刻的实际水深：由两部分组成，一 部分是基准面以下的有保证的水深，即海图中所 标注的水深，需再加上另一部分基准面以上的受 天文、气象影响的那部分水深，即潮汐表中给出 的潮高值。(多选或计算)； (3)地形图水深图的应用(高程换算)； 1E411030 掌握港航工程常用水泥品种、强 度等级与适用范围 1E411031 港航工程常用水泥的品种、强度等 级 与适用范围 v港航工程选用水泥必须考虑的几项技术条件： 水泥的品种、强度等级； 水泥的凝结时间，在所使用的环境条件下，早期 、后期强度的发展规律； 在所使用的环境条件下，所制备混凝土 的稳定性 及耐久性； 相关的其他特殊性能，如抗渗性、水化热等。 港航工程常用水泥的品种与强度等级 1) 硅酸盐水泥；其强度等级分为：42.5、42.5R ； 52.5、52.5R；62.5、62.5R六级。 2) 普通硅酸盐水泥；其强度等级分为：32.5、 325R、42.5、42.5R；52.5、52.5R六级。 3) 矿渣硅酸盐水泥；其强度等级分为：32.5、 325R、42.5、42.5R；52.5、52.5R六级。 4) 火山灰质硅酸盐水泥；其强度等级分为：32.5 、325R、42.5、42.5R；52.5、52.5R六级。 5) 粉煤灰硅酸盐水泥；其强度等级分为：32.5、 325R、42.5、42.5R；52.5、52.5R六级。 不同品种水泥在港航工程中的适用范围 1) 港航工程中，普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥熟 料中的铝酸三钙含量宜在6%12%范围内。 2) 使用立窑水泥的规定： 3) 在混凝土中，应根据不同地区、不同部位选用 适当的水泥品种。选用原则是： v有抗冻要求的混凝土： v不受冻地区海水环境浪溅区部位的混凝土： v烧黏土质火山灰硅酸盐水泥，在各种环境中的港 航工程均不得使用。 4) 与其他侵蚀性水接触的混凝土所用水泥应按有 关规定选用。 5) 采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥时宜 同时掺加减水剂或高效减水剂。 1E411040 掌握港航工程常用钢材的品 种、物理力学性能及其应用范围 1E411041 港航工程常用钢材的品种、物理力 学性能及其应用范围 (1) 港航工程钢结构常用的钢材品种主要有： 1) 碳素合金钢； 2) 低合金高强度结构钢； 3) 桥梁用碳素钢及普通低合金钢； (2) 在港航工程中应用的范围： (3) 港航工程常用钢材的主要力学性能： 1E411042 港航工程常用钢筋、钢丝、钢 绞线的品种、物理力学性能及其应用范围 (1)港航工程常用钢筋、钢丝、钢绞线的品种： 1) 钢筋： 港航工程钢筋混凝土结构用钢有： 低碳钢热轧盘条； 热轧光圆钢筋 ； 热轧带肋钢筋 冷拉钢筋 港航工程预应力混凝土结构用钢有： 热轧带肋钢筋 矫直回火钢丝 冷拉钢丝 预应力钢铰线 2) 钢丝、钢铰线： (2) 港航工程常用钢筋、钢丝、钢铰线的物 理力学性能 1) 钢筋的物理力学性能：屈服强度、抗拉 强度、伸长率。 港航工程钢筋混凝土结构常用钢筋的抗拉 强度范围为：300800MPa；伸长率为： 1025% 港航工程预应力混凝土结构常用钢丝 钢铰线的抗拉强度为10001500MPa.伸长 率范围为：35%. 1E411050 掌握港航工程混凝土的 特点及其配制的基本要求 1E411051 港航工程混凝土的特点 港航工程混凝土的特点：P21 港航工程混凝土特点的具体内容：P21 1) 港航工程混凝土建筑物部位的划分：按 不同的标高划分为不同的区域 。 海水环境表1E41105-1 淡水环境表1E41105-2 2) 港航工对混凝土材料的要求和限制 水泥品种的选用(三项选用原则) v港航工程混凝土用细骨料中杂质含量的限制： v 详见表1E411051-3 ( 注意总含泥量限值 ) v港航工程混凝土用粗骨料中杂质含量的限制： v 详见表1E411051-4 ( 注意总含泥量限值 ) v海水环境中港航工程混凝土严禁采用活性粗、细骨 料。 3) 混凝土的配合比设计、性能、结构均突出耐久性 的要求： 注意第一项要求中水灰比的取值； 注意第二项要求中水泥用量的取值； 注意港航工程混凝土抗冻等级的选定标准； 有抗冻性要求的混凝土，必须掺入引气剂， v港航工程混凝土拌合物中氯离子含量的 最高限量应符合表1E4110517的规定 （按水泥重量%计）。 港航工程混凝土保护层厚度。 v海水环境钢筋混凝土保护层最小厚度； v海水环境预应力钢筋的钢筋混凝土保护 层最小厚度； 港航工程混凝土建筑物按标高划分为不同区域 设计高水位 设计低水位 1.5m 大气区 1.0m 浪溅区 1.0m 水位变动区 水下区 海水港航工程混凝土分区 水上区 水位变动区 水下区 淡水港航工程混凝土分区 1E411052 港口与航道工程混凝土 配制的基本要求 （1）港口与航道工程混凝土配制的基本要求： （三项要求，P25） （2）有关基本要求的具体内容 1）关于混凝土的强度 混凝土施工配制强度公式：fcu,o= fcu,k+1.645 fcu,o混凝土施工配制强度； fcu,k设计要求的混凝土立方体抗压标准值； ：工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差； 按fcu,k富裕1.645配制混凝土，则混凝土施工配制强度 fcu,o fcu,k的保证率为95%； 0 P(%) cucu，k k 1.6451.645 cucu，o o cucu，的保的保 证率证率9595 cucu，o o 的概率的概率5% 海上浇筑混凝土要有适应环境特点的措施 乘潮浇筑，浇筑速度高于涨潮速度；保持水上振 捣；初凝前不受水淹； 有附着海生物滋长的海域，水下混凝土接茬要缩 短间隔时间；无掩护海域浇筑混凝土应有防浪措 施。 根据强度要求确定的w/c与按耐久性要求的 (w/c)max限值相比较，取其中的较小值； 根据强度要求确定的c（kg/m3)与按耐久性要求 的cmin限值相比较，取其中的较大值； 2) 关于施工可操用性的要求 混凝土的施工可操作性，又称为混凝 土的和易性或工作性，其含义应包括混凝 土的混动性、可塑性、稳定性和易于密实 的性能。 混凝土的可操作性用坍落度值来表征； 3) 关于所配制混凝土的经济性、合理性： 4) 港航工程混凝土配制：综合应用 1E411060 掌握港航工程大体积混凝土防 裂 基本知识 v港航工程大体积混凝土的开裂原因：是由 于混凝土结构与结构之间或结构的不同的 部位之间的温度应力超过 凝土的抗裂能力 而产生的。 v混凝土结构产生温度应力的条件：混凝土 中水泥水化热温升变形受到约束。 v混凝土的干缩变形与温度应力的叠加助长 了开裂的产生和发展。 港航工程大体积混凝土的防裂 港航工程中，现浇的连续结 构（码头胸墙、坞墙、泵房） 和长、宽、高尺寸相近的大型实体构件等易因温度、收缩应力 而开裂的混凝土，称为港航工程大 体积混凝土。 港航工程大体积混凝土开裂的本质 大体积混凝土的温度（拉）应力混凝土的抗裂能力 混凝土体积大水泥水化热引起温度变形 大体积混凝土的基础限制变形（约束） 温度应力 升温阶段降温阶段 1E411062 掌握港航工程大体积混凝土防 裂措施 (1) 浇筑大体积混凝土时，选择合适的原料和混凝土 ： ；(从六个方面去考虑) 有针对性地进行混凝土的配合比设计：； 在混凝土 施工中应采取相应的措施： 1) 施工中应降低混凝土的浇筑温度：； 2) 无筋或少筋大体积混凝土中宜埋放块石：； 3) 在混凝土早期升温阶段要采取散热降温措施： ； 4) 在混凝土降温阶段应采取保温措施：； (保证结构中心温度与混凝土表面温度差不超 过25C) 5) 合理设置施工缝：； 6) 岩石地基表面宜处理平整，防止应力集中 而产生裂缝。 7) 养护时间的规定：； v案例分析 1E411070 掌握防治管涌的基本方法 1E411071 影响土的渗透性因素 概述 v土的渗透性：是指地下在土体孔隙中渗透流动的 难易程度，它是土的重要物理性质之一。 v土力学中反映土的透水性的指标是渗透系数 k(m/s). (2) 土的渗透规律 v渗透系数：层流条件下，土中水的渗透速度与 水力梯度(或称水力坡度)成正比的渗透规律，引 入了决定于砂土透水性 质的比例常数，即渗 透系数。 (3) 影响土渗透性的因素 土颗粒的粒径、形状与级配 v土颗粒愈粗、愈浑圆、愈均匀，土的渗透性越强 ；相反颗粒全球电信愈细，级配越好，细颗粒填 充粗颗粒孔隙间，土体孔隙减小，渗透性就愈弱 。 2) 矿物成分 v土中亲水性强的黏土矿物或有机质越多，渗透性 越低，含有大量有机质的淤泥几乎不透水。粘土 的渗透系数参考值为15 土质渗透系数m/d土质渗透系数 黏土0.005粗砂2050 粉质粘土0.0050.1圆砾50100 粉土0.10.5卵石100500 细砂1.05.0稍有裂隙的岩石2060 中砂5.020 匀质中砂3550 各种土质的渗透系数 1E411080 熟悉提高港航工程混凝土 耐 久性的主要措施 港航工程混凝土耐久性是指混凝土耐用年限 。 港航工程混凝土耐久性主要包括：混凝土的 抗冻性；混凝土防止钢筋锈蚀的性能；混凝土的 抗渗性和抗海水侵蚀的性能。 抗冻性是指混凝土抗外界冻融循环的破坏。 混凝土中防止钢筋的锈蚀是指水泥碱性对钢 筋的腐蚀。 (1)选用优质的原材料： 水泥：水泥强度等级不得低于32.5级；。 2) 骨料： v杂质含量、细骨料中氯离子含量及压碎指标要 低；海水环境中严禁使用活性粗、细骨料。 v有抗冻性要求的混凝土，必须采用引气剂，并 保证有足够的含气量。 (2) 优化混凝土的配合比设计 (3) (3) 精心施工：精心施工： (4) 防止混凝土结构开裂： (5) (6) 为保证混凝土的耐久性，杂质含量要尽可能 低、要防止开裂、要充分养护。 1E411082 高性能混凝土(HPC)的基本知识 (1) 高性能混凝土的组成 1) 主要技术条件特征： 大量掺用特定的矿物掺合料，应用高效减水剂， 采用低水胶比。 高性能凝土所掺用的矿物性掺合料为：硅灰、优 质粉煤灰、磨细矿物渣。 高性能混凝土的胶凝村料包括：磨细矿渣粉、硅 粉、优质粉煤灰、水泥。 (2) 高性能混凝土的特性 1) 高耐久性；2) 高强度；3) 高工作性； 4) 高体积稳定性； 1E411090 熟悉港航工程预应力钢筋 混凝 土的基本知识 (1) 预应力钢筋混凝土的基本概念： 预应力混凝土结构的优 点： 1) 预应力筋的制作 使用的钢筋：低松驰的高强碳素钢丝、 钢铰线、高强度钢筋三大类。 预应力筋下料的允许偏差： 成型：。 2) 预应力张拉设备： 钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、钢筋轧扭机。 1、钢筋冷拉机 钢筋冷拔机 2、钢筋冷拔机 底座平稳坚固 运转中不准在拉 拔方向站立或停留 3) 施加预应力 v 无论是先张或后张，对张拉应力均应采取应 力及伸长值双控的方法。 v 最大张拉应力允许值：表1E411090 注意碳 素钢丝、钢铰线 v 预应力筋张拉锚固后，实际预应力值与工程 设计规定检验值的相对允许偏差为5%。 v 为减少预应力筋的松驰影响，从零应力开始 张拉至1.05倍预应力筋的 。 v 用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸 长值。当实际伸长值比计算伸长值大10%或小 于5%时应暂停张拉，查明原因。 1E411091 先张法预应力 (1) 先张法预应力的概念： v在构件混凝土 浇筑之前，先对预应力钢筋进行张 拉并锚固于台座上，然后浇筑混凝土，待混凝土 达到规定强度值后，解除锚固，放松钢筋，使预 应力施加于混凝土上，称为先张预应力。 (2) 先张法预应力的具体要求： v当构件的侧模板是在施加预应力之后安设时，宜 先施加70%的控制应力，待模板设完毕后，再施 加至设计要求的荷载。 v应用碳素钢丝、钢铰线的先张法预应力张拉，其 最大张拉应力允许值为0.80fptk. v放松钢筋时，一般预应力构件不得低于设计混凝 土强度标准值的75%。 1E411092 后张法预应力 (1) 后张法预应力的基本概念 先浇筑构件混凝土，在混凝土中配置预应力钢 筋的位置处预留孔道。(预留孔道分为抽拔法和 埋置法两大类)然后将预应力钢筋沿预留的孔道 穿入，待构件混凝土 达到规定强度后，对预应 力钢筋进行张拉，并以混凝土构件本身为支点进 行锚固，然后，用高强度等级水泥浆(或水泥沙 浆)对预留孔道进行压力灌浆封堵，称为后张法 。 后张法优点： 不需要预应力张拉台座； 适用于结构断面大的长大型预应力构件的现场预 制。 (2) 后张法预应力的具体要求 1) 预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺， 端部的预埋垫板应垂直于孔道中心线，。 2) 6) 见教材。 7) 对后张法，张拉时结构中钢丝(束)、钢铰线断裂 或滑脱的数量，严禁超过结构同一截面钢材总根 数的3%，且一束钢丝只允许发生一根。 8) 孔道灌浆用水泥浆；对空隙大的孔道，可采用水 泥砂浆灌浆。水泥浆及水泥沙浆的强度，均不得 低于20MPa. 9)10) 略 11) 压浆的过程中及压浆后48h，结构温度不得低 于+5 ，否则应采取保温措施。 案例: 预应力混凝土大直径管桩 (1) 管节的制作：略 张拉预应力筋：张拉的控制应力设计值为预应力 钢铰线强度标准值的70%，所建立的管桩混凝土 预压应力为612MPa； 应用碳素钢丝、钢铰线的后张法预应力张拉，其 最大张拉应力允许值为0.75fptk. 大管桩的技术性能 1) 混凝土的有效预压应力：612MPa，取为 9MPa 2) 开裂弯矩：6001500KN.m 1E411100 熟悉港航工程常用的软土地基 加固 基本方法 1E411101 排水固结法(堆载预压、真空预压) (1) 基本原理 排水固结法的实质为在建筑筑物或构筑物建造前 ，先在拟建场地上施加与其相当的荷载，使土体 中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体变密实，以 增长土体的抗剪强度，。 排水固结法分为堆载预压法和真空预压法两大类 堆载预压法适用于淤泥质土、淤泥和冲填土等软 土地基。 真空预压法特别适用于超软基及临近危险边坡地 带的软基处理。 真空预压法是在加固区内打设竖向排水通道 后，其上覆膜形成密闭状态，抽去水和空气而 产生真空，将大气压力作为压载的方法。 真空预压法的机理与堆载法不同，它是通过降低 地基的孔隙水压力，达到提高地基有效应力，从 而加速地基固结的目的。 排水固结法处理地基，当采用70袋装砂井和塑 料排水板作为竖向通道时，其间距一般在 1.01.5m左右， 对以地基稳定性控制的工程，竖向排水通道深度 应以至少应超过最危险滑动面2m, (2) 施工工艺 qq堆载预压法在人工外荷载作用下，从软粘堆载预压法在人工外荷载作用下，从软粘 土的孔隙中把水挤出，孔隙变小，土体密实土的孔隙中把水挤出，孔隙变小，土体密实 ，消除沉降，减少压缩性，改善强度，提高，消除沉降，减少压缩性，改善强度，提高 承载力承载力 增加稳定性增加稳定性 。 qq 预压荷载一般取建筑物基底的压力，预压荷载一般取建筑物基底的压力， qq 实际施加的荷载预压荷载由于标高实际施加的荷载预压荷载由于标高 不不 够（或因沉降使地面标高低于设计标高而回够（或因沉降使地面标高低于设计标高而回 填部分的土重）填部分的土重） qq加载范围堆载料坡肩应超出建筑物外轮廓加载范围堆载料坡肩应超出建筑物外轮廓 线；线； qq加载速率应与地基土固结后强度的增长相加载速率应与地基土固结后强度的增长相 适应；适应； qq堆载预压法的工艺流程堆载预压法的工艺流程： 铺砂垫层 插塑料板 堆 载 观 测 堆 载 观 测 堆 载观 测 卸 载 1)堆载预压法加固地基，加固区土体的侧向变形是朝 向未加固区的； 真空预压法利用大气压力为荷载（膜下真空度应稳定在80kPa 以上，以保证加固效果） ，使地基得以加固的方法。 铺砂垫层插塑料板铺排水管安射流泵挖密封沟 铺膜覆水抽气加载停泵卸载观测检验 . . 2)真空预压法加固软土地基，加固区土体的 侧向变形是朝向加固区收缩的。 堆载预压与真空预压的不同之处 堆堆 载载 预预 压压真空真空 预预 压压 靠堆载挤压排水密实 大量堆载料，且要分 级逐层加载 沉降的同时发生向外 的扩张变形 堆载料卸载运走 超软基及危险边坡不 适用 靠真空抽吸排水密实 无需堆载料，一次加 满载 沉降的同时发生向内 的收缩变形 停泵即卸载 超软基及危险边坡适 用 3)， 监测项目：总沉降量、分层沉降、孔 隙水压和侧向变形等。 4)，砂井的灌砂率对于套管法砂井不得小于 计算值的85%，对于袋装砂井不得小于 95%。 袋砂井和塑料排水板打设后，至少应露出 砂垫层顶面50cm. 5) 堆载预压时，应根据设计要求分级加载，通 过观 测水平位移和垂直位移控制加载速率。在打 设排 水板之前，应测出原地基表面的高程作为控 制依据。 6)6) 真空预压的抽气设备宜采用射流泵，空抽时必 须达到5kpa以上的真空吸力，密封膜应采用抗老 化性能好、韧性好、抗穿剌能力强的不透气塑料 膜。 (3) 施工监测和效果检验 1) 堆载预压工程在堆载过程中应每天进行沉降、 位移、孔隙水等的观测， 工程结束后应进行静力触探、十字板剪切试验和 室内土工试验，必要时应进行现场载荷试验。 2) 真空预压工程应进行真空度、沉降、位移、孔 隙水等观测，膜下真空度应稳定在80kpa以上， . 1E411102 振动水冲法 基本原理 振动水冲法是利用振冲器的振动和水冲作用加固地基 的一种方法。 振动水冲法适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素 填土和杂填土等地基。 振动水冲法分为：振冲密实法、振冲置换法。 v振冲密实法： (使砂层挤压密实；加填料与不加填料) 适用于加固砂土地基。 v不加填料的振冲密实法适用于处理黏粒含量不大于 10%的中、粗砂地基。 v振冲置换法： (在孔内填入坚硬材料后挤压密实)适用 于加固粘性地基。 v振冲置换法桩的间距，选用1.52.5m。桩的直径 ，宜采用0.81.2m. (2) 施工工艺 1) 振冲置换法施工工艺 ： 。振冲器沉入土中的最终深度，宜为设 计处理深度以上0.30.5m. 。 ，每次填料厚度不大于50cm, 。 施工过程中，各段桩体的密实电流， 填料量和留振时间均应符合设计规定。 2) 振冲密实法施工工艺 振冲密实法分施工工艺分为加填料和不加填料两 种。 对于粉细砂地基宜采用加填料的振密工艺。 对于中粗砂地基可用不加填料的振密方法。 施工过程： 振冲密实法加填料时，应为质地坚硬的碎石、卵 石、角砾、粗砂等，粒径宜小于50mm。 3) 振冲器的选择： (3) 施工检测和效果检验 1) 振冲置换法施工质检 v质检时间的规定：黏性地基在施工结束后34周 ；粉土地基在施工结束后23周。 v质检取样的规定： 每200400根桩中随机抽取一根但总数不得少 于3根。 v检验方法的规定： 对水上大型的、重要工程，其检验方法除用现场 取土室内试验、十字板、标准贯入、动力触探检 验桩间距土及桩身强度外，有条件时尚宜做水底 复合地基试验，检验处理效果。 2) 振冲密实法施工质检 v质检时间规定：施工结束后即可进行。 v质检取样的规定：检验点数量按每100200个 振冲点选择1个孔，总数不得少于3孔。 v检验方法的规定：同上， 1E411103 强夯法 (1)基本原理 强夯法在国际上又称为动力固结法或称动力压实 法，。 作用：提高地基的强度并降低其压缩性，改善地 基性能。 目前使用的夯锤重：1040t。提升高度约 1040m。 强夯置换法：，因其具有较高的强度，由此形 成复合地基。 强夯法适用于处理碎石、砂土、低饱和度的粉土 与黏土，湿陷性黄土和杂填土 。 强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑流塑 状的黏性土等。 (2) 施工工艺 1) 强夯法和强夯置换法在施工前，应在现场有代表 性的场地进行试夯或试验性施工，以取得必要的 施工参数。 强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出 基础外缘的宽度宜为基底下设计处理厚度的 1/22/3，并不小于3m。 2) 强夯法的单位夯击能量，应根据地基的类别、结 构类型、荷载大小和要求处理的深度综合考虑。 一般对砂性土取10005000kn.m/m2。黏性土 可取15006000kn.m/m2 。 单点的夯击击数应满足的三项条件：较重要，见 教材 夯击遍数与间隔时间的确定： 夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三 角形、等腰三角形或正方形布置。 夯击点的间距：宜为59m。 3) 强夯置换法的夯击次数应满足的三项条件：较 重要，见教材。 4) 强夯锤质量可取1040t。其底面形式宜采用 圆形或多边形，锤底静接地压力值可取 2540kpa。 强夯置换法锤底静接地压力值可取 100200kpa。 v施工前应查明所在范围内的地下构筑物和地下 管线 的位置及标高等。 v当土质松软或地下水位较高影响施工时，宜采取措 施将水位降至坑底面以下2m，坑内及场地水应及时 排除。 5) 强夯法施工步骤：自阅 6) 强夯置换法施工步骤：自阅 (3) 施工监测与效果检验 1) 监测工作内容： 2) 质检时间：碎石土和砂土地基其间隔时间取714d； 低饱和度的粉土和黏性土地基其间隔时间取1428d； 强夯置换地基间隔时间取28d。 3) 质检项目与数量： 1E411104 深层搅拌法 (1) 基本原理 v深层搅拌法是加固饱和黏性土地基的一种新方法 ，其实质是利用水泥材料作为固化剂，通过特制 的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆 液)强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列 物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳 定性和一定强度的水泥加固体，从而提高地基强 度和增大变形模量。 v水下深层搅拌(CDM工法)加固软土地基的优点： v 快速、高强、无公害等。 CDM工法的应用 在港航工程中该法多用于重力式结构的基础、高 桩码头结构的岸坡和支护结构等。 加固地基的型式分为块式、壁式、格子式和桩式 。 该法适用于处理正常固结的淤泥和淤泥土、粉土 、饱和黄土、素填土、黏性土以及松散无流动地 下水的饱和砂土等地基。 对于泥碳土、有机质土、塑性指数大于25的黏土 、地下水有腐蚀性地区，必须通过现场试验确定 具适性。 该法不适用于酸性土(PH4)。 (2) 施工工艺 1) 确定加固方案前应查明加固区内详尽的岩 土工程资料，包括各土层的分布范围、厚度、 组成、有机质含量和地下水情况。 2) 大型工程设计前应先进行室内配合比试验 试验内容为：检验搅拌土 体的强度和均匀性、 着底标准、搅拌土体的结合性，以及搅拌设备 系统工作的稳定性。 固化剂宜选用强度等级为32.5级以上的普通 硅酸盐水泥，块状加固时为湿土重的 7%12%，其余宜为12%20%. 3)7) 自阅 壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不宜超过24h 。 (3) 施工监测和效果检验 1) 陆上深层搅拌 桩位偏差不大于50mm、桩底应超深 100200mm、桩顶应高出500mm、桩身垂 直度不大于1%； 桩身质量检验在成桩7d后，采用浅部开挖桩头 ，目测检查其均匀性，量测成桩直径，检查量 为总桩数的5%。 自阅 2) 水上深层搅拌 施工过程中应进行现场垂直钻探取芯， 对搭 接部位宜进行倾斜钻孔取芯，对钻 取的芯样进行物理力学试验。 对于大型工程一般每搅拌加固0.51.0 万m3选一根桩进行钻探取芯，斜孔则在 23 m3加固土体中选钻一根，检验无侧 限抗压强度、质量密度、含水量、搅拌桩 混凝土连续性、搭接情况、着底情况等。 水下深层水泥拌合体的强度标准值对应 的龄期宜取90d或120d. 1E411105 爆炸排淤填石法 (1) 概述 爆炸法处理水下地基和基础是一项新的施工技术 ，主要有两种工艺，一是爆破排淤填石法(爆填法 )，二是爆破夯实法(爆夯法)。 爆破排淤填石法是采用爆破方法排除淤泥质软土 换填块石的置换法。 爆破夯实是用爆破使块石或砾石地基基础振动密 的方法。 (2) 施工原理：见教材 (3) 爆破排淤填石法典型成堤过程： 1) 堤头端部排淤推进： 2) 侧坡拓宽排淤： 3) 边坡爆夯： (4) 适用范围 1) 爆破排淤法填石法的施工特点： v施工速度快、块石落底效果好，堤身经过反复爆 破振动后密实度高，稳定性好，后期沉降量小， 不需要等待淤泥固结即可施工上部结构，施工费 用省。 2) 适用的工程类型 ： v适用于抛石置换水下淤泥质软基的防波堤、围堰 、护岸、驳岸、滑道、围堤、码头后方陆域形成 等工程。 3) 适用的地质条件： v地质条件为淤泥质软土地基，置换的软基厚度宜 在412m范围。 (5) 爆破排淤法设计施工 1) 爆破排淤设计参数： 堤身抛填施工参数：堤石抛填宽度、标高，一次 推进距离及堤头超抛高度等。 设计合理的爆破参数：线药量、单孔药量、一次 爆破药量、布药孔数、药包间距、布药位置、药 包在泥面下埋设深度、爆破施工水位等。 药包在泥面下埋设深度一般在0.450.55H左右 ，一次推进距离，一般为57m左右，最大不 超过9m。在确定一次爆破药量时应按要求进行 安全距离核算。 2) 爆破施工： 3) 爆破效果检查： 根据实际抛填方量与断面测量资料按