一级建造师港航本学习笔记Word文件下载.docx

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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。

某地面点到该平面的垂直距离称该地面点的高程。

对于平均海平面即基准面以下的地面点，

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水深图基准面：

水深图（海图或航道图），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。

这是因为一年内约有一半左右的时间海水位低于平均水位，为了保证船舶航行的安全，使图上标注的水深有较大的保证率。

我国海港采用的理论深度基准面，即各港口或海域理论上可能达到的最低潮位。

理论深度基准面是通过潮汐的调和分析和保证率计算，然后通过与实际观测资料对照调整后，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。

对于理论深度基准面以上，随天文、气象变化的那部分水深，则用潮汐表进行预报。

所以，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（或潮升）值。

四、港口与航道工程混凝土的特点

由于港口与航道工程多处于海水（淡水）的环境中，遭受波浪、海（水）流、潮汐等物理化学作用，因此在港口与航道工程混凝土在材料、配合比设计、施工及对其性能要求都有别于一般工程的混凝土。

主要特点：

（一）港口与航道工程混凝土建筑物按不同的标高划分为不同的区域

港口与航道水工建筑物沿垂直方向分为海洋大气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥下区。

处于海水中的港口与航道水工建筑物沿高程受海水、潮汐、波浪、冰冻、海洋大气等恶劣自然条件破坏作用，不同部位的性质和程度是不同的，相应应采取的防护措施也是不同的，因此，应把港口与航道水工建筑物沿高程分区，采取有针对性的措施，保证建筑物整体的耐久性。

因此规定把港口与航道水工建筑物自上而下沿高程分为海洋大气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥下区。

设计高水位和设计低水位是划分这5个区域的根本依据，具体是：

大气区：

（设计高水位＋1.5m）以上的区域；

浪溅区：

（设计高水位＋1.5m）至（设计高水位－1.0m）之间的区域；

水位变动区：

（设计高水位－1.0m）至（设计低水位－1.0m）之间的区域；

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水下区：

（设计低水位－1.0m）至海底泥面之间的区域；

泥下区：

海底泥面以下的区域。

淡水港口与航道工程混凝土部位分为：

水上区：

设计高水位以上区域；

设计低水位以下区域；

水上区和水下区之间。

（二）对混凝土的组成材料有相应的要求和限制

1、在港口与航道工程的混凝土中，应根据不同地区、不同部位选用适当的水泥品种。

2、有抗冻要求的混凝土，宜采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。

3、不受冻地区海水环境浪溅区部位混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥，特别是大掺量矿渣硅酸盐水泥。

各种环境中的港口与航道工程混凝土均不得使用烧黏土质硅酸盐水泥。

粗细集料中杂质含量限值见P29。

海水环境中港口与航道工程混凝土严禁采用活性粗、细骨料。

（三）混凝土的配合比设计、性能、结构构造均突出耐久性的要求

1、港口与航道工程混凝土，按耐久性要求，有最大水灰比的限制。

按强度要求得出的水灰比与按耐久性要求规定的水灰比限值相比较，取其较小值作为配制混凝土的依据。

2、港口与航道工程在海水环境下，对耐久性要求的混凝土有最低水泥用量的限值。

根据强度确定的水泥用量与最低水泥用量限值相比较，取其大者作为配制混凝土的依据。

3、港口与航道工程混凝土应根据建筑物的具体适用条件，具备所需要的耐海水冻融循环作用的性能，耐海水腐蚀、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击（此非耐久性性能）。

处于北方寒冷地区海水环境下的港口与航道工程混凝土建筑物，当低潮时，水位变动区的混凝土暴露于寒冷的大气中，混凝土表面向内的一定深度，毛细孔中饱水结冰膨胀和存在过冷的水，使混凝土产生微细的裂缝。

当高潮时，混凝土微细裂缝中的冰晶又因淹没在海水中被融化，这样导致海水更多或更深入地渗进和进一步的膨胀破坏。

如此冻融交替作用和恶性循环，致使混凝土脱皮、露石、开裂、露筋等。

冻融循环对混凝土保护层的破坏，还将进一步加剧钢筋的锈蚀。

因此港航工程混凝土必须具有足够的抗冻融破坏的能力。

抗冻融等级见P30。

4、有抗冻性要求的混凝土，必须掺入引气剂。

含气量规定了限值。

怕0

5、混凝土拌合物中氯离子含量规定了最高限值。

P30

6、钢筋保护层规定了最小厚度。

P31

（四）海上混凝土浇筑的施工措施

1、港口与航道工程混凝土施工中，乘低潮位浇筑混凝土时，应采取措施保证浇筑速度高于潮水上涨的速度，并保持混凝土在水位以上进行振捣。

底层混凝土初凝前不宜受水淹，浇筑完后，应及时封顶，并宜推迟拆模时间。

2、有附着性海生物滋长的海域，对水下混凝土接茬部位，应缩短浇筑间隔时间或避开附着性海生物

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的生长旺季施工。

3、无掩护海域现场浇注面层混凝土时，应有防浪溅设施。

五、配合比配制要求

（一）强度、耐久性符合设计要求

1、混凝土施工配制强度fcu,o=fcu,k+1.645σ

式中：

fcu,o------混凝土施工配制强度（Mpa）

fcu,k------设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）

σ------工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差

按fcu,k+1.645σ配制混凝土，则混凝土施工生产留置试件的抗压强度满足设计要求的保证率为95%。

2、水灰比的选择、水泥用量的确定应同时满足混凝土强度和耐久性的要求

水灰比的选择：

根据混凝土强度~水灰比曲线，选择水灰比。

按强度要求得出的水灰比应与港口与航道工程海水或淡水环境按耐久性要求规定的水灰比最大允许值相比较，取其小值作为配制港口与航道工程混凝土的依据。

P33

水泥用量的确定：

根据坍落度~水泥用量关系曲线查得水泥用量。

按选定的水灰比，选择用水量，通过试验确定最佳砂率。

以选定的水灰比和最佳砂率拌制数种水泥用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的水泥用量。

该水泥用量与港口与航道工程海水环境按耐久性要求的最低水泥用量相比较，取其大值作为配制港口与航道工程混凝土水泥用量的依据。

P34

3、混凝土拌合物中氯离子含量规定了最高限值。

4、港口与航道工程浪溅区混凝土抗氯离子渗透性不应大于2000C。

5、配制港口与航道工程混凝土宜采用优质减水剂和优质掺合料。

（二）施工可操作性要求

所配制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流动性、可塑性、稳定性和易于密实的性能。

至今，人们仍然普遍采用古老的坍落度值来表征混凝土的可操作性，所配置的混凝土以及坍落度损失限制应满足施工操作的要求。

（三）所配制混凝土的经济、合理性

确定混凝土的配合比及坍落度，经试拌校正后，可在确定的配合比上下试拌两个与之接近、可供比选的配合比，根据指定的要求制作试件，进行相应的物理力学性能和耐久性试验校核，在满足前两项基本要求的前提下，选定更为经济的配合比。

注意配合比的计算。

案例P35

六、大体积混凝土防裂措施

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（一）浇筑大体积混凝土时，选择合适的原材料和混凝土

水泥宜选择中低热水泥；

宜选用线膨胀系数较小的骨料；

外加剂应选用缓凝型减水剂；

采用微膨胀水泥或掺用微膨胀剂，作为结构闭合块的混凝土；

掺用纤维（钢纤维或有机合成纤维）提高混凝土的抗拉强度；

采用低热高性能混凝土。

（二）有针对性地进行混凝土的配合比设计

1、在满足设计、施工要求的情况下，宜减少混凝土的单位水泥用量。

2、在综合考虑混凝土耐久性的情况下，可适当增加粉煤灰或磨细矿渣的掺量。

（三）混凝土施工中应采取的相应的措施

1、施工中应降低混凝土的浇筑温度

（1）充分利用低温季节，避免夏季浇筑混凝土。

若夏季施工，应在骨料堆场搭设通风良好的遮阳棚，并使骨料在遮棚内存放2~3天后再用，应尽量利用温度稍低的夜间施工。

（2）水泥要降到自然温度后方能使用。

（3）宜使用低温拌合水，如自来水、合格的地下水等。

（4）混凝土在运输和浇筑过程中，应设法遮阳，防止暴晒。

（5）混凝土内可设冷却管，用冷却水降低混凝土的温升。

（6）冷天施工时，大体积混凝土的入模温度应控制在2~5℃，浇筑后应采取保温措施，注意防止冷击。

2、无筋或少筋大体积混凝土中宜埋放块石。

（1）块石应质地优良，基本呈方形，长短边之比≯2。

（2）块石应以长边立放于新浇筑的混凝土层上，块石间的净距≮100mm或混凝土粗骨料粒径的2倍。

（3）所埋块石与混凝土结构表面的距离，有抗冻要求时≮300mm；

无抗冻要求时≮100mm或混凝土粗骨料粒径的2倍。

（4）受拉区的混凝土中不得埋放块石。

3、在混凝土早期升温阶段采取散热降温措施：

采用钢模板、分层浇筑混凝土、顶面洒水或用流动水散热。

4、在混凝土降温阶段应采取保温措施。

（1）在寒冷季节可推迟拆模时间，拆模时防止混凝土受冷击，拆模后应采取草袋、帆布、土工布、塑料薄膜覆盖等措施保温。

（2）在已浇筑的混凝土块上浇筑新混凝土时，间隔时间应尽量缩短，不宜超过10d。

（3）对于地下结构，应尽早进行回填保温，减少干缩。

5、合理设置施工缝

（1）在岩基或老混凝土上浇筑混凝土结构时，纵向分段长度应在15m以内。

（2）在底板上连续浇筑墙体结构，墙体上的水平施工缝应设置在墙体距底板顶面≥1m的位置。

（3）对不宜设置施工缝的结构，可采取跳仓浇筑和设置闭合块的方法，减小一次浇筑长度。

（4）上下两层相邻混凝土应避免错缝浇筑。

6、岩石地基表面宜处理平整，防止因应力集中而产生裂缝。

在地基与结构之间可设置缓冲层，减小

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约束。

7、养护时间的规定：

（1）加强混凝土的潮湿、滞水养护，养护期在10~15d以上。

（2）在构件内设置测温系统，采取保温或降温措施，保证结构内部与表面温差不超过25℃（或设计要求值）。

（四）进行温度应力计算对薄弱部位采取加强措施

在对材料、配合比、混凝土性能等进行充分试验的基础上，结合现场温度观测数据进行结构的温度场和温度应力计算，根据计算结果，对结构的薄弱部位采取相应的措施，如加设细而密的钢筋网片、设置闭合块，在合适的情况下施加预应力等。

总之，港口与航道工程大体积混凝土的抗裂和控制是一个十分复杂的涉及到材料、工艺、环境、结构设计等的综合性的问题，因此也必须采取设计、施工的综合性措施，才能获得比较满意的效果。

七、沉箱施工工艺P91

（一）沉箱构件的预制

1、按沉箱的下水方式不同，预制场的类型有：

（1）在场地上台座制造，利用修造船或专修的滑道下水的预制场；

（2）利用修造船用的干船坞、浮船坞或专建的土坞制造和下水的沉箱预制场；

（3）在场地上台座制造，利用座底浮坞下水的沉箱预制场；

（4）在码头岸边台座预制，用大吨位起重船吊运下水和其他特殊下水方式的沉箱预制场；

（5）利用半潜驳出运下水；

（6）气囊出运沉箱。

2、沉箱的接高

（1）因受预制平台承载能力或出运设施载重量的限制而不能浇至设计高度，则需在预制一定高度后，运出场外进行接高。

接高方式一般有底座接高和漂浮接高两种。

底座接高需建抛石基床，所需费用高，一般适用于所需接高沉箱数量多、风浪大、地基好和水深适当的情况。

漂浮接高需抛锚，缆绳系住沉箱占用水域面积大，受风浪影响大，工作条件差，一般适用于所需接高沉箱数量少，风浪小和水深较大的情况。

（2）当沉箱浮在水上接高时，必须及时调整压载以保证沉箱的浮运稳定。

（二）沉箱的运输及安装

1、沉箱的海上运输

沉箱的海上运输，可用浮运拖带法或半潜驳干运法。

采用浮运拖带法时，拖带前应进行吃水、压载、浮游稳定的验算。

采用浮运拖带法时，沉箱浮运前应做好拖运的准备工作。

沉箱用拖轮拖运，应在不超过1~2级风浪的情况下进行。

其他拖运方法有跨拖法、曳拖法和混合拖运法三种。

跨拖法阻力大、进行速度慢、功率消耗大、易起浪花，在风浪情况下易发生危险，但对沉箱就位有利。

该法一般在运距不远、水域面积较为狭窄的条件下采用。

当运距较远，水域面积有较大时，可采用曳拖法。

在运距短、水域面积又较狭窄的地点，通常采用跨、曳混合的拖运方法。

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拖运沉箱时，其曳引作用点在定倾中心以下10cm左右时最为稳定（正常航速条件下）。

沉箱的浮游稳定，在设计时必须进行核算。

为了增加沉箱浮运过程中的稳定，常常采取临时压载措施，以降低重心。

沉箱压载时宜用砂、石和混凝土等固体物，如用水压载，应精确计算自由液面对稳定的影响。

在编制施工组织设计时，应根据具体情况对沉箱的浮游稳定进行验算。

远程拖带沉箱，宜采取密封舱措施；

近程拖带，一般可用简易封舱。

采用半潜驳干运法，当无资料和类似条件下运输的实例时，对下潜装载、航运、下潜卸载的各个作业阶段应验算；

半潜驳的吃水、稳性、总体强度、甲板强度和局部承载力；

在风、浪、流作用下的船舶运动响应以及沉箱自身的强度、稳性等。

2、沉箱的安放

（1）沉箱的安放一般采用锚缆或起重船吊装就位，经纬仪陆上定位充水下沉。

（2）对顺岸式和突堤式码头，多由一排沉箱组成，一般即由一端开始向另一端安装，安装时，于陆上设经纬仪直接观察其顶部。

对墩式码头，以墩为单元，逐墩安装，如一个墩有数个沉箱，每个墩由一角开始依次逐个沉箱进行安装，安装时，由陆上设经纬仪，采用前方交会法先安装一个墩的沉箱，然后在已安墩上用测距仪定线、测距，逐个安下一个墩。

（三）施工要点

1、如工程所在地波浪、水流条件复杂时，沉箱安放后，应立即将箱内灌水，待经历1~2个低潮后，复测位置，确认符合质量标准后，及时填充箱内填料。

2、沉箱内抽水或回填时，同一沉箱的各舱宜同步进行，其舱面高差限值，通过验算确定。

采用浮运拖带法时，拖带前应进行吃水、压载、

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浮游稳定的验算。

1、如工程所在地波浪、水流条件复杂时，沉箱安放后，应立即将箱P95-102P233P316

高桩码头建筑物是一种常用的码头结构形式，它是通过桩基将码头上部荷载传递到地基深处的持力层上，适用于软土层较厚的地基。

高桩码头主要由下列几部分组成：

基桩、上部结构、接岸结构、岸坡和码头设备。

施工顺序：

水下挖泥----------节点施工-----上部结构施工-----附属设施施工

-----挡土墙施工-----码头后面回填-----场地面层施工

（一）沉桩

1、沉桩方式：

沉桩有陆上沉桩及水上沉桩两种方式。

对于临近岸边较远的陆上桩基，采用陆上打桩；

对于临近岸边的桩基工程，可以采用搭设栈桥由陆上打桩架打桩或者在水深足够时用打桩船进行水上打

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桩；

对于远离岸边的水上沉桩作业，一般情况下采用打桩船沉桩的方式，若施工地点风浪大，打桩船有效工作时间少，工期将会拖得很长。

有条件时，可以考虑采用海上自升式施工平台上设置打桩架或起重机进行沉桩作业，完全避免气候不利影响。

2、沉桩前应进行下列工作：

（1）结合桩基允许偏差，校核各桩是否相碰；

（2）根据选用船机性能、桩长和施工时水位变化情况，检查沉桩区泥面标高和水深是否符合沉桩要求；

（3）检查沉桩区有无障碍物；

（4）沉桩区附近建筑物和沉桩施工互相有无影响。

3、沉桩定位：

沉桩平面定位：

（1）定位前，根据设计的桩位布置图，布置好施工基线，计算出基线上控制点与桩连线的方位角；

（2）直桩的平面定位通过2~3台经纬仪，用前方任意角或直角交会法进行；

（3）斜桩定位需2~3台经纬仪和一台水准仪配合；

（4）沉桩时桩的坡度由打桩架来保证。

沉桩高程控制：

桩尖应落在设计规定的标高上，以保证基桩承载力满足设计要求，桩尖标高是通过桩顶的标高测量实现的，沉桩时，在岸上用水准仪高程测量法对桩顶标高进行控制。

除上述传统的方法外，在港口与航道工程中已广泛应用GPS进行沉桩的平面定位和高程控制。

4、沉桩控制

沉桩控制包括偏位控制、承载力控制和桩的裂损控制。

（1）偏位控制：

沉桩时要保证桩偏位不超过规定，偏位过大，给上部结构预制件的安装带了困难，也会使结构受到有害的偏心力。

为了减少偏位，采取以下措施：

A、在安装工程进度时，避开在强风盛行季节沉桩，当风、浪、水流超过规定时停止沉桩作业；

B、要防止因施工活动造成定位基线走动，采用足够定位精度的定位方法，要及时开动平衡装置和松紧锚缆，以维持打桩架坡度、防止打桩船走动；

C、掌握斜坡上打桩和打斜桩的规律，拟定合理的打桩顺序，采取恰当的偏离桩位下沉，以保证沉桩完毕后的最终位置符合设计规定，并采取削坡和分区跳打桩的方法，防止岸坡滑动。

（2）桩的极限承载力控制：

桩沉完以后，应保证满足设计承载力的要求。

一般是控制桩尖标高和打桩最后贯入度（最后一阵，即最后的连续10击，平均每击下沉量），即“双控”。

另外在沉桩过程中还要仔细掌握贯入度的变化和及时掌握桩下沉的标高情况。

锤击沉桩控制应根据地质情况、设计承载力、锤型、桩型和桩长综合考虑。

在黏性土中沉桩，以标高控制为主，贯入度可作校核，桩尖在砂性土层或风化岩层时，以贯入度控制为主，标高作校核。

当出现桩尖已达到并低于设计标高贯入度仍偏大，或沉桩已达到并小于规定贯入度而桩尖标高仍高出设计标高较多时，宜采用高应变检验（动测）桩的极限承载力并同设计研究解决。

（3）桩的裂损控制：

锤击沉桩时，预应力混凝土桩不得出现裂缝，如出现裂缝应根据具体情况研究处理。

桩裂损的产生，除了制造和起吊运输上的原因以外，主要是由于沉桩过程打桩应力超过了桩的允许应力所造成。

裂损控制就是要采取措施控制打桩应力，消除产生超允许拉应力的条件。

在沉桩以前，要检查所用的桩是否符合规范规定的质量标准。

在沉桩过程中，选用合适的桩锤、合适的冲程、合适的桩垫材料，要随时查看沉桩情况，如锤、替打、桩三者是否在同一轴线上，贯入度是否有异常变化，桩顶碎裂情况等等。

桩下沉结束后，要检查桩身完好情况。

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（二）夹桩

1、沉桩结束后应及时夹桩，加强基桩之间的连接，以减少桩身位移，改善施工期受力状态。

2、应根据受力情况进行夹桩设计，必要时应作现场加载试验。

3、当有台风、大浪和洪峰等预报时，必须检查夹桩设施是否牢固可靠，并采取必要的加固措施。

4、当施工荷载较大，可采用吊挂式夹桩，桩距较大且桩项标定距施工水位较小时，可采用钢梁或上承式批架结构。

并应根据施工荷载，对钢梁、行架、吊筋螺栓及其部件进行设计。

（三）构件预制

1、预制场地

（1）选择临时性预制场地时，应满足下列要求：

①宜靠近施工现场，有贮存场地，周围道路畅通，临近水域，便于出运构件；

②岸坡稳定，地基有足够承载力，且不宜产生有害的不均匀沉降，必要时应对地基加以处理；

③不宜受水位变化和风浪的影响，并利于排水；

④利用原有码头面作预制场地时，构件及施工机械的荷载不应超过码头的设计荷载。

（2）港口与航道工程中，高桩码头的构件多为预应力构件，一般都在基地预制场中利用预应力张拉台座进行预制。

对于非领应力钢筋混凝土构件大部分在工地附近的预制场预制。