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[一建历年真题]2021年港口与航道工程考试真题及答案解析

第3题 案例分析题 (每题24分,共5题,共120分)

31、某内河高桩梁板码头长度为273m,宽度为36m,后方平台宽度为15m,设计断面如图1所示。码头桩基为C80PHC管桩(C型,标准节长度为32m),桩长为42m~49m,桩数为350根,采用打桩船水上沉桩。码头纵梁、靠船构件和面板均为钢筋混凝土预制构件,横梁、节点为现浇。

施工前,项目部对码头桩进行了试打动力测试,经过查阅规范和动力测试成果分析,选定了桩锤型号,确定锤击拉应力标准值为9MPa,总压应力标准值为25MPa;根据《水运工程混凝土码头结构设计规范》JTS 167-2018,C80混凝土轴心抗拉强度设计值为2.22MPa,混凝土轴心抗压强度设计值为35.9MPa,混凝土有效预压应力值为10.77MPa。

在施工中,项目部按照《水运工程地基基础试验检测技术规程》JTS 237-2017要求对已沉桩进行了低应变检测,当检测完成35根桩时,检测结果为34根Ⅰ类桩、1根Ⅲ类桩。


【问题】

1、简述本工程码头构件安装前应进行的工作。

2、验算打桩应力,判断是否满足沉桩过程中控制桩身裂损的要求。(计算结果保留2位小数)

3、低应变法检测桩身完整性类别评价分为哪几类?写出各类桩的完整性评价,完整性属于什么类别的桩是合格桩?

4、本工程桩基低应变检测比例和数量的下限各是多少?对于本工程检出的Ⅲ类桩有哪些处理方法?

参考解析:

【第1问】

码头构件安装前应进行下列工作:

(1)测设预制构件的安装位置线和标高控制点;

(2)对构件类型编号、外形尺寸、质量、数量、混凝土强度、预埋件、预埋孔等进行复查;

(3)检查支撑结构可靠性及周围模板是否妨碍安装;

(4)选择船机和吊索点;

(5)编制构件装驳和安装顺序图,按顺序图装驳和安装。

【第2问】

(1)沉桩验算拉应力:

γsσs=1.15×9=10.35MPa

ft+σpc/γpc=2.22+10.77/1.0=12.99MPa

故满足:γsσs≤ft+σpc/γpc

(2)沉桩验算压应力:

γspσp=1.1×25=27.5MPa

fc=35.9MPa

故满足γspσp≤fc,本工程打桩应力满足控制桩身裂损的要求。

【第3问】

(1)低应变法检测桩身完整性划分为4类:Ⅰ类-完整桩、Ⅱ类-基本完整桩、Ⅲ类-明显缺陷桩、Ⅳ类-严重缺陷桩或断桩。

(2)根据规范规定:低应变法检测结果为Ⅰ类、Ⅱ类桩的是合格桩。

【第4问】

(1)按照技术规程要求,多节桩应检测基桩总数20%,350×0.2=70根。

(2)对于本工程检出的Ⅲ类桩,可根据实际情况进行补强或补桩。

32、某拟建方块码头,码头结构断面见图3-1,方块的型号共有8种,其中最重的G型方块尺寸为长6.24m,宽5.98m,高3.75m,相关的尺寸见图3-2和图3-3。

项目部在施工组织设计中,选择距本工程约15公里的某现有工作船码头及后方场地作为方块预制场,预制场沿码头前沿线长200m,垂直前沿线向后方宽50m。码头为板桩结构型式,安装有V350型橡胶护舷,橡胶护舷高度350mm,港池及航道水深满足施工船舶的施工要求。方块装船、安装拟采用500吨固定吊杆起重船,起重船的起重性能见表3。

工作船码头承载力较低,为保证安全,方块底胎需尽可能远离码头前沿。项目部为进行板桩码头受力稳定性验算,需根据G型方块重量、起重船吊装能力计算方块距离码头前沿的最大距离,确定该方块底胎的位置。G型方块吊具重量和底胎粘结力取203kN,混凝土重度为24.5kN/m³。

在施工过程中,方块安装需与棱体抛填相配合。

图3-1 码头结构断面示意图

图3-2 G型方块平面示意图

图3-3 G型方块剖面示意图

表3 起重船起重性能表 

【问题】

1、绘制本工程从基槽挖泥到方块安装完成的施工工艺流程图。

2、计算G型方块重心的水平投影点距离底边线的最小距离(计算结果四舍五入保留两位小数)。

3、计算确定起重船吊运G型方块时,方块重心与码头前沿的最大距离(1t=9.8kN,计算结果四舍五入保留两位小数)。

4、写出方块安装的施工要点。

5、起重吊装作业中的水下吊装构件应符合哪些安全规定?

参考解析:

【第1问】

【第2问】 (1)方块重量=24.5×131.71=3226.90kN。 (2)重心距离方块边线最短距离: 

【第3问】 (1)吊重量=3226.90+203=3429.90kN。 (2)查表得吊重3430kN时吊沟距船首的水平距离:36m。 (3)因存在护舷,方块重心到码头边线最大距离为36-0.35=35.65m。

【第4问】 (1)安装前,必须对检查基床和检查预制件,不符合技术要求时应修整和清理。 (2)方块装驳前,方块顶面上的清理杂物和底面的清理粘底物以免方块安装不稳。 (3)方块装驳和从驳船上吊取方块要对称装和取,并且后安装的先装放在驳船里面,先安装的后装放在驳船外边。 (4)当运距较远,又可能遇到有风浪时,装船时要采取固定措施,以防止方块之间相互碰撞。 (5)一般在第一块方块的位置先粗安装一块,以它依托安装第二块。 (6)然后以第二块方块为依托,重新吊安装第一块方块。

【第5问】 (1)构件入水后,应服从潜水人员的指挥。指挥信号不明,不得移船或动钩。 (2)构件的升降、回转速度应缓慢,不得砸、碰水下构件或船舶锚缆。 (3)水下构件吊装完毕,应待潜水员解开吊具、避至安全水域,潜水员发出指令后方可起升吊钩或移船。

33、南方某海港的港池和进港航道疏浚工程,施工海域台风多发,风浪情况复杂,水流湍急,常年受斜向流影响;港池在防波堤掩护下,海况良好。

港池长度为550m、宽度为250m,设计底标高为-14.5m(当地理论深度基准面,下同),设计边坡坡度为1︰5,疏浚土质为流动性淤泥;进港航道挖槽段长度为11km、底宽为155m,设计底标高为-14.5m,疏浚土质上层为软黏土、下层为密实砂,设计边坡坡度为1︰7;疏浚土要求外抛至25km外的指定抛泥区。

港池和航道疏浚选用10000m³自航耙吸挖泥船施工,自航耙吸挖泥船无法到达的区域及港池边角部位辅以8m³抓斗挖泥船配自航泥驳施工。项目部在工程的组织实施中,着重于施工设备的性能发挥,采取多项措施以提高设备的生产率和时间利用率,在合同工期内顺利完成了工程施工任务。

【问题】

1、绘制本工程抓斗挖泥船挖泥施工的主要工艺流程图。

2、耙吸挖泥船根据船舶泥舱容量可分为哪几级?影响其时间利用率的主要客观因素有哪些?

3、本工程自航耙吸挖泥船疏浚流动性淤泥时,可采取哪些措施以增加装舱量?在进港航道疏浚密实砂层时,可采取哪些措施以提高其挖掘效率?

4、台风季节,项目部在选择挖泥船防台锚地时应考虑哪些因素?

参考解析:

【第1问】

抓斗挖泥船主要工艺流程图: 

【第2问】 (1)耙吸挖泥船根据船舶的泥舱容量分为四级: ① 泥舱容量q<4000m³的为小型耙吸挖泥船; ② 泥舱容量4000m³≤q<9000m³的为中型耙吸挖泥船; ③ 泥舱容量9000m³≤q<17000m³的为大型耙吸挖泥船; ④ 泥舱容量q≥17000m³的为超大型耙吸挖泥船。 (2)影响耙吸挖泥船时间利用率的主要客观因素有: ①强风及其风向;②波高;③浓雾;④水流;⑤冰凌;⑥潮汐;⑦施工干扰。 

【第3问】 (1)疏浚港池流动性淤泥时,不宜装舱溢流,可采取措施增加装舱量: ① 在挖泥装舱之前,应将泥舱中的水抽干; ② 将开始挖泥下耙时所挖吸的清水排出弦外; ③ 将终止挖泥起耙时所挖吸的稀泥浆排出弦外。 (2)在航道外段开挖密实砂区域时,为提高挖掘效率可采取的措施包括: ① 自航耙吸挖泥船宜选用破土能力更强的主动挖掘型耙头; ② 控制船舶的对地航速为3.0~4.0kn; ③ 打开高压冲水装置并调整至适配的压力范围; ④ 调整船舶的波浪补偿器以增加耙头的对地压力。 

【第4问】 工程船舶防台锚地的选择应考虑下列因素: (1)水深满足船舶航行和停泊的要求。 (2)在施工作业区内或靠近施工作业区的水域。 (3)水域有消除或减弱浪涌的天然或人工屏障。 (4)水域面积满足船舶的回旋距离要求,且周围元障碍物。 (5)水域流速平缓,底质为泥或泥沙。 (6)便于通信联系和应急抢险救助。

34、某海港港池疏浚与吹填工程,将疏浚区疏浚土全部吹填到码头后方吹填区,疏浚区浚前平均标高为-5.6m(当地理论深度基准面,下同),设计挖泥底标高为-12.5m、无备淤深度、设计边坡坡度为1︰3.5,疏浚区土质在-11.0m以上为N=6~8击的松散粉砂、天然密度为1.85t/m³,在-11.0m以下为N=22~26击的中密细砂、天然密度为1.93t/m³,海水密度为1.025t/m³,设计疏浚工程量为1000万m³,选用3500m³/h绞吸挖泥船投入本项目施工,最长吹距为5200m,排泥管管径为φ800mm。

本工程吹填区呈矩形,吹填区围埝为大型充填砂袋结构,吹填完成后采用井点降水+强夯法处理,吹填区设计交地标高为+5.0m、地基承载力不小于80kN/㎡。施工现场使用一台功率为30kW、三台功率各为50kW的可移动式三相柴油发电机供电,用电设备总容量为160kW。

本工程施工期间,项目部对3500m³/h绞吸挖泥船的施工参数进行了测定,现场测定的参数见表4;同时,项目部认真执行交通运输部《公路水运工程质量监督管理规定》,严格落实工程施工质量责任制,加强施工过程质量控制,使该工程按期完工并一次性通过交工验收。

表4 3500m³/h绞吸挖泥船现场测定参数表 

表4.png

【问题】

1、绞吸挖泥船采用锚杆抛锚的钢桩横挖法的分条宽度应如何确定?分层挖泥的厚度应根据哪些因素确定?

2、吹填区的排泥管线间距和排水口位置应根据哪些因素确定?

3、绞吸挖泥船的挖掘生产率主要与哪些因素有关?根据表4现场测定参数,分别计算出本工程两种疏浚土质的绞刀挖掘系数。(列出主要计算过程,π取3.14,计算结果四舍五入保留2位小数)

4、根据《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005,在哪些情况下应编制“施工现场临时用电组织设计”?“施工现场临时用电组织设计”中需绘制的临时用电工程图纸主要包括哪些?

5、根据《水运工程质量检验标准》JTS257-2008,港池与航道疏浚工程的底质分为哪几种?本工程的疏浚底质属于哪一种?写出无备淤深度的港池疏浚工程交工验收检验项目合格的标准。

参考解析:

【第1问】

(1)分条宽度:

① 正常情况下分条的宽度等于钢桩到绞刀前端水平投影的长度;

② 坚硬土质或在高流速区域施工,分条的宽度适当缩小;

③ 土质松软或顺流施工时,分条的宽度适当放宽。

(2)分层挖泥厚度:挖泥船性能、开挖的土质和采用的操作方法确定。

【第2问】

(1)吹填区排泥管线的间距应根据设计要求、泥泵功率、吹填土特性、吹填土的流程和坡度等因素确定。

(2)吹填区排水口位置应根据吹填区地形、几何形状、排泥管的布置、容泥量、排泥总量等因素确定。

【第3问】

(1)绞吸挖泥船的挖掘生产率与挖掘的土质、绞刀功率、横移绞车功率等因素有关。

(2)松散粉砂绞刀挖掘系数:

第三问.png 

【第4问】 (1)在以下情况下应编制用电组织设计: ① 施工现场临时用电设备在5台及以上者; ② 施工现场临时用电设备总容量在50kW及以上者。 (2)需绘制的临时用电工程图纸主要包括:用电工程总平面图、配电装置布置图、配电系统接线图、接地装置设计图。 

【第5问】 (1)分为:软底质、中等底质和硬底质。 (2)本工程在-11.0m以下为N=22~26击的中密细砂,底质属于中等底质。 (3)无备淤深度港池疏浚交工验收合格的标准: ① 设计底边线以内水域严禁存在浅点; ② 设计底边线以内水域的开挖范围应满足设计要求; ③ 开挖断面不应小于设计开挖断面; ④ 边坡的开挖范围和坡度应满足设计要求。

35、南方沿海某LNG码头工作平台为高桩墩台结构,墩台平面尺寸为30m×40m,顶标高+6.2m,底标高+4.2m,墩台中有两条横穿墩台φ400mm的预留孔,孔长均为30m。混凝土设计强度为C40,墩台桩基为φ1000的PHC桩,全部为5∶1斜桩,共42根,要求沉桩后桩顶切削成水平面,切削后桩顶顶标高为+5.2m,桩位布置示意见图5。沉桩后经测量,墩台C4桩向左侧偏位262mm,D4桩向右偏位286mm,超过规范允许偏差。项目部制定的墩台方案中包含:(1)用手拉葫芦将两根偏位较大的桩进行对拉纠偏,使纠偏后的桩偏位满足规范要求;(2)墩台分两次浇筑,第一次浇筑高度为500mm。

墩台混凝土采用平均浇筑能力为60m³/h的拌合船浇筑,墩台第二次浇筑时分三层进行,每层厚度为500mm,混凝土的初凝时间为8小时。浇筑墩台混凝土时,第一次浇筑的混凝土留取抗压强度试块7组,第二次浇筑的混凝土留取抗压强度试块11组,18组试块的平均强度为42.83MPa,最低强度为37.5MPa,强度标准差为2.75MPa。

为减少大体积混凝土墩台的裂缝,项目部在施工墩台时采取了一系列温控措施。

图5 桩位布置示意图

【问题】

1、根据《水运工程工程量清单计价规范》JTS/T271-2020,计算墩台混凝土工程量。(计算结果四舍五入保留两位小数)

2、指出项目部编制的施工方案中不符合规范规定之处。

3、大体积混凝土施工阶段的温控标准应满足哪些要求?

4、计算分析墩台浇筑方案是否可行?如不可行,请给出可行的浇筑方案。

5、根据《水运工程混凝土施工规范》JTS202-2011,写出浇筑混凝土抗压强度留置试块数量的规定;项目部浇筑墩台时留置的抗压强度试块组数是否符合规定?

6、根据《水运工程混凝土施工规范》JTS202-2011,计算分析墩台混凝土强度是否合格?(计算结果四舍五入保留两位小数)

参考解析:

【第1问】

第一问.png

【第2问】 有一处错误,桩偏位不能强力纠偏, 

【第3问】 (1)混凝土浇筑温度不高于30°C,不低于5°C; (2)混凝土的内表温差不大于25°C; (3)混凝土内部最高温度不高于70°C; (4)混凝土块体降温速率不大于2°C/d。 

【第4问】 (1)墩台面积S=30*40=1200㎡ (2)平铺浇筑时单层历时t=1200*0.5/60=10h (3)混凝土的初凝时间为8小时,小于10小时的浇筑历时,无法满足要求。 (4)建议采用台阶法浇筑或者采用斜面浇筑法及减小浇筑层厚度。 

【第5问】 (1)根据《水运工程混凝土施工规范》: ①连续浇筑超过1000m³时,同一配合比的混凝土每200m³取样不少于一组,不足200m³者取一组; ②连续浇筑不超过1000m³时,同一配合比的混凝土每100m³取样不少于一组,不足100m³者取一组。 (2)本墩台浇筑混凝土时第一次连续浇筑混凝土量600m³,取样应该不少于6组,实际取7组,符合规范要求;第二次连续浇筑量1800m³,按规定取样数量不少于9组,实际取样11组,符合规定。

 【第6问】 墩台混凝土强度:

第六问.png


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