第8讲1e410000港口与航道工程技术.docx

第8讲1e410000港口与航道工程技术.docx

《第8讲1e410000港口与航道工程技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8讲1e410000港口与航道工程技术.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第8讲1e410000港口与航道工程技术

窗体顶端

1e410000港口与航道工程技术

1e411000港口与航道工程专业技术

第一章专业技术，14节内容可分为3部分：

基础-水文气象地质；建材-水泥钢材混凝土土工织物；测量-gps管涌流沙。

1e411050港口与航道工程混凝土的特点及其配制要求

大纲要求：

港口与航道工程混凝土特点；港口与航道工程混凝土配制要求。

重点：

海水环境混凝土配制要求（强度，耐久性，计算）。

难点：

海水环境混凝土配制要求（强度，耐久性，各种组分比例计算）

1e411051港口与航道工程混凝土特点

知识点一、港口与航道工程混凝土的主要特点

（l）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；

（2）对混凝土的组成材料有相应的要求和限制；

（3）混凝土的配合比设计、性能、结构构造均突出耐久性的要求；

（4）海上的混凝土浇筑要有适应环境特点的施工措施。

知识点二、港口与航道工程混凝土特点的具体内容

部位、材料、耐久性（水灰比、水泥量、防腐蚀、含气量、含氯量、钢筋保护层6个）、浇筑施工4方面要求。

（一）港口与航道工程混凝土建筑物部位的划分

不同区域混凝土技术条件、耐久性指标、混凝土的钢筋保护层厚度有不同的规定。

1．海水环境港口与航道工程混凝土区域的划分

注：

1．η0为设计高水位时的重现期50年h1%（波列累积频率为1%的波高）波峰面的高度（m）；2．当浪溅区上界计算值低于码头面高程时，应取码头面高程为浪溅区上界；3．当无掩护条件的海港工程混凝土结构无法按港工有关规范计算设计水位时，可按天文潮潮位确定混凝土结构的部位划分。

2．淡水环境港口与航道工程混凝土部位的划分

注：

水上区也可按历年平均最高水位以上划分。

（二）港口与航道工程对混凝土材料的要求和限制

（l）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火山灰质硅酸盐水泥。

1．港口与航道工程混凝土用细骨料中杂质含量的限制

注：

1．有抗冻要求和强度不低于c30的混凝土，对砂的坚同性有怀疑时，应用磷酸钠法进行检验，经浸烘5次循环的失重率不应大于8%；2．对于惯用的砂源，可不进行表中2、4、5项试验；3．轻物质是指表观密度小于2000kg/m3的物质。

2．港口与航道工程混凝土粗骨料杂质含量的限制

3．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，有最大水灰比的限值。

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，对有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要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使用条件，具备所需要的耐海水冻融循环作用的性能，耐海水腐蚀、防止钢筋锈蚀的性能。

北方寒冷地区海水环境下，低潮时，水位变动区的混凝土暴露于寒冷的大气中，混凝土一定深度毛细孔中饱水结冰膨胀和存在着过冷水，微细裂缝。

高潮时，混凝土微细裂缝中冰晶又淹没海水中而融化，海水更多或更深入地渗进和进一步膨胀破坏。

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。

冻融循环还将加剧钢筋的锈蚀。

因此，港航工程混凝土必须具有足够的抗冻融破坏的能力。

港口与航道工程水位变动区有抗冻要求的混凝土，抗冻融等级的标准见表1e411051-5。

浪溅区以下1m的区域，与水位变动区的抗冻融等级相同。

码头面层混凝土的抗冻等级较同一地区低2～3级。

注：

1．开敞式码头和防波堤等建筑物混凝土宜选用高一级的抗冻等级或采取其他措施；2．表中抗冻等级，例如f300是指，在标准条件下制作的混凝土标准试件（1oomm×1oomm×400mm），经过300次冻融循环试验，其失重率≤5%;动弹性模量下降率≤25%;

3．一次冻融循环的定义是：

在规定的时间内（105土15min），将混凝土标准试件的中心温度从+8士2℃冻结至-15～-17℃和在规定的时间内（75±15min），将该标准混凝土试件的中心温度从-15℃（一2℃）融化至+8±2℃的整个过程；

4．试验过程中，试件所接触的介质应与建筑物实际接触的介质相同。

混凝土的冻融试验过程控制，是由计算机自动进行的。

4．有抗冻性要求的混凝土，必须掺入引气剂，混凝土拌合物的含气量应控制在表ie411051-6所列范围内。

5．港口与航道工程混凝土拌合物中氯离子含量的最高限值应符合表ie411051-7的规定。

注：

混凝土拌合物氯离子的最高限量值以胶凝材料质量的百分比计。

6．混凝土钢筋保护层最小厚度的规定

（1）海水环境港口与航道工程钢筋混凝土保护层最小厚度应符合表1e411051-8规定。

注：

1．混凝土保护层厚度系指主筋表面与混凝土表面的最小距离；2．表中数值系箍筋直径为6mm时主筋的保护层厚度，当箍筋直径超过6mm时，保护层厚度应按表中规定增加5mm;3．南方指最冷月月平均气温高于o℃的地区；4．位于浪溅区的码头面板、桩等细薄构件的混凝土保护层，南、北方一律采用50mm。

（2）海水环境港口与航道工程预应力钢筋混凝土保护层最小厚度应符合表e411051-9的规定。

（最大）

注：

1．构件厚度系指规定保护层最小厚度方向上的构件尺寸；2．后张法的预应力筋保护层厚度系指预留孔道壁至构件表面的最小距离；3．有效预应力<400mpa的预应力筋的保护层厚度，按表1e411051-8执行，但不宜小于1.5倍主筋直径；4．如采用特殊施工艺或专门防腐措施，应经充分技术论证，对钢筋的防腐作用确有保证时，厚度可不受上述规定限制。

（3）淡水环境港口与航道工程钢筋混凝土保护层的最小厚度应符合表1e411051-1o的规定。

（最小）

注：

1．箍筋直径超过6mm时，保护层厚度应按表中规定增加5mm;2．碳素钢丝、钢绞线的保护层厚度应按表中规定增加20mm，如对混凝土质量有特殊措施保证时，可不增加保护层厚度；3．预应力钢筋的保护层厚度不宜小于1.5倍主筋直径；4．对无箍筋的构件（如板等）其保护层厚度应按表中规定减少5mm。

（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。

底层混凝土初凝以前不宜受水淹，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（如牡蛎）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．无掩护海域现场浇筑面层混凝土时，应有防浪溅设施。

1e411052港口与航道工程混凝土配制要求

知识点一、港口与航道工程混凝土配制的基本要求

l.所配制混凝土的强度、耐久性符合设计要求。

2．所配制的混凝土应满足施工操作的要求。

3．所配制的混凝土应经济、合理。

知识点二、有关基本要求的具体内容

（一）关于混凝土的配制强度

σ的取值应符合下列规定：

（1）施工单位或施工工地如有近期足够数量的混凝土立方体抗压强度数据时，σ值可按下式计算：

（2）否则，可暂按表ie411052-1抗压强度标准差的平均水平（σ0），结合本单位的生产管理水平，酌情选取σ值。

开工后则应尽快积累统计资料，对取值进行修正。

注：

采用压蒸工艺生产的高强混凝土管桩，可取σ0=0.1fcu,k

按fcu,0=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%。

正态分布。

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：

（1）根据混凝土强度一水灰比关系曲线，选择水灰比。

用实际施工应用的材料，按指定的坍落度拌制数种不同水灰比的混凝土拌合物，并根据28d龄期混凝土立方体试件的极限抗压强度，建立强度与水灰比关系曲线，可从曲线上查得与混凝土施工配制强度相应的水灰比。

（2）按强度要求得出的水灰比应与表ie411052-2、表ie411052-3所列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，取其较小值（交集）。

水泥用量的确定：

（l）根据坍落度一水泥用量关系曲线查得水泥用量。

按选定水灰比，选择用水量，通过试验确定最佳砂率。

以选定水灰比和最佳砂率拌制数种水泥用量不同的拌合物，测定坍落度，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。

（2）该水泥用量应与表1e411052-4所列海水环境按耐久性要求的最低水泥用量相比较，取其较大值。

注：

1．有耐久性要求的大体积混凝土，水泥用量应按混凝土的耐久性和降低水泥水化热综合考虑；2．当采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制混凝土时，宜适当掺加优质掺合料。

3.港口与航道工程混凝土拌合物中氯离子的最高限量应符合表ie411051-7的规定。

4．港口与航道工程海水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掺用优质减水剂和优质掺合料。

（二）关于施工可操作性的要求

混凝土的施工可操作性，又称混凝土的和易性或工作性，含义包括混凝土的流动性、可塑性、稳定性和易于密实性。

至今人们仍然普遍采用古老的坍落度值来表征可操作性。

（三）关于所配制混凝土的经济合理性

在满足前两项基本要求（强度耐久性、可操作性）的前提下，选定更经济的配合比。

【案例ie411052-i】

1．背景

某工程施工工地对正常养护的混凝土取样进行强度试验。

所取11组（n—l1）混凝土立方体试块抗压强度分别为（mpa）：

30.0；31.0；29.0；28.0；29.0；32.0；29.0；28.0；28.5；30.o；28.0。

2．问题

求算该工地混凝土立方体试件抗压强度的标准差σ

3．分析与答案

（1）计算11组试件强度的平方和：

30.02+31.02+29.02+28.02+29.02+32.02+29.02+28.02+28.52+30.02+28.02=9472.25

（1）

（2）计算11组试件强度的平均值：

（30.0+31.0+29.0+28.0+29.0+32.0+29.0+28.0+28.5+30.0+28.0）÷11=29.3

（3）计算平均值的平方值:

29.32=858.5

（2）

计算σ值

注：

一般情况下，应满足n≥25，才具有效性。

【案例1e411052-2]

1．背景

某公司沉箱预制场预制沉箱施工。

设计要求沉箱预制混凝土立方体抗压强度的标准值为30mpa，该预制场实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差为3.ompa（σ=3.ompa）。

2．问题

（1）进行该沉箱混凝土配合比设计时其施工配制强度应取多少？

（2）按上述配制强度施工，混凝土强度的合格率可达到多少？

3．分析与答案

（l）混凝土施工配制强度=设计要求的混凝土立方体抗压强度的标准值+1.645σ=30+1.645×3.0=34.935。

施工配制强度取35mpa。

（2）按35mpa配制强度施工，混凝土强度的合格率可达到95%以上。

正态分布。

【案例1e411052-3】

1．背景

某港口工程的超高强引气混凝土配合比为1：

0.63：

1.93，水灰比为0.38;高效减水剂的掺量l%