1、一级建造师港航本学习笔记全国一级建造师执业资格考试用书(2012版)港口与航道工程管理与实务2012学习笔记一、潮汐类型地球上的海水，受月球和太阳作用所产生的一种规律性升、降运动，称之为潮汐。(一)半日潮：周期为半个太阴日(每个太阴日为24h50min)。特征：两次高潮(或低潮)的潮高相差不大，两次相邻的潮差几乎相等，两次相邻高潮(或低潮)之间的时间间隔也几乎相等，都是12h25min左右。我国大多数港口属于半日潮港，如厦门港、青岛港、天津港等。(二)日潮：周期为一个太阴日。日潮港湾在半个月中有多数天数在太阴日中只有一次高潮和低潮，其余天数为不正规半日潮混合潮，如北海、八所。(三)混合潮1、不
2、正规半日潮混合潮，其实质是不正规半日潮，在一个太阴日中也是两次高潮和两次低潮，但两次相邻的高潮或低潮的潮高不相等，如香港。2、不正规日潮混合潮，特征：在半个月中出现日潮的天数不到一半，其余天数为不正规半日潮混合潮，如榆林。二、潮位(高)基准面平均海平面是多年潮位观测资料中，取每小时潮位记录的平均值，也称平均潮位。平均海平面是作为计算陆地海拔高度的起算面，我国规定以黄海(青岛验潮站)平均海平面作为计算中国陆地海拔高度的起算面。海图深度基准面就是计算海图水深的起算面，一般也是潮汐表的潮高起算面，通常也称潮高基准面。在水深测量或绘制海图时，通常采用低于平均海平面的一个面作为海图深度基准面，此面在绝大
3、部分时间都应在水面下，但它不是最低的深度面，在某些很低的低潮时还会露出来。我国1956年以后基本统一采用理论深度基准面作为海图深度基准面。目前，我国规定以“理论最低潮位”为海图深度基准面，亦为潮位基准面。三、地形图高程基准面和潮高基准面的换算地形图高程基准面：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，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
4、，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
5、(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
6、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；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；水下区：设计低水位以下区域；水位变动区：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
7、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
8、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
9、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05、混凝土拌合物中氯离子含量规定了最高限值。P306、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的生长旺季施工。3、无掩护海域现场浇注面层混凝土
10、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+1.645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) -工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差按fcu,k+1.645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
11、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。P343、混凝土拌合物中氯离子含量规定了最高限值。P344、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)
12、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(一)浇筑大体积混凝土时，选择合适的原材料和混凝土水泥
13、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23天后再用，应尽量利用温度稍低的夜间施工。(2)
14、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25，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
15、。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1015d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
