yi2011年港口与航道考试用书增值服务(五).docx

全国一级建造师执业资格考试用书
《港口与航道工程管理与实务》
2011年网上增值服务（5）
1．港口与航道工程混凝土中用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的铝酸三钙（C3A）含量为什么宜在6%～12%范围内？
答：铝酸三钙是水泥的4种矿物成份中遇水后水化反应速度最快的，且放出大量的热量，如果铝酸三钙的含量过大，水化反应过快、发热量过大，可能造成水泥的假凝现象，导致混凝土的和易性和可操作性变坏；研究证明，水泥的铝酸三钙含量过低，则制备的混凝土抗氯离子渗透的性能将有所降低，这对港口与航道工程混凝土的抗锈蚀是不利的。所以，港口与航道工程混凝土中用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的铝酸三钙（C3A）含量宜在6%～12%范围内
2. 某码头后方堆场回填、辗压密实工程，合同要求辗压密实度≥95%。击实试验测得在最佳状态时，容积为997cm3的击实筒内土样质量为2166g，其含水率为8.1%。
辗压现场的密实度检测结果为：取样体积为460cm3，质量为980g。现场土样测定含水率的结果是：土样21.5g，按规定烘至恒重后为9.7g。
根据上述的击实试验，该填土料的最佳含水率是多少？最大干密度是多少？
答：依题意该填土料的最佳含水率是8.1%
击实试验中：土样的湿密度＝土样的质量/击实筒的容积
＝2166/997＝2.17g/cm3
击实试验的最大干密度＝土样的湿密度/（1＋最佳含水率）
＝2.17/（1＋8.1%）
＝2.01g/cm3
3．港口与航道工程混凝土有哪些特点？怎样理解这些特点？
答：（1）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；
这是其他混凝土工程所没有的。由于港口与航道工程混凝土建筑物处于海水环境中，有的部分常年淹没于海水下、有的部分随着潮水涨落时而淹没，时而露出、有的部分不停地遭受波浪的溅击和冲刷，遭受破坏的条件和程度是不同的，所以要分区对待。
（2）对混凝土的组成材料有相应的要求和限制；
港口与航道工程混凝土建筑物处于含有大量氯离子的海水的环境中，对于北方寒冷地区的海工混凝土还遭受着冻融循环的破坏作用，因此，对组成混凝土的材料要求要比其他的混凝土更严格；
（3）混凝土的配合设计、性能、结构构造均突出耐久性的要求；
港口与航道工程混凝土建筑物，一方面是其所处环境恶劣，另一方面是其投资大、工期长，且一旦破坏则很难修复，即便修复效果也很差，因此，必须把结构的耐久性即耐用年限放在首位（通常要求长达50～100年），与满足结构强度、功能等相比，耐久性的问题更加突出一些。
（4）海上混凝土的施工要有适应环境特点的施工措施
混凝土的海上施工，无论是材料供应、模板支立、混凝土的浇筑、养护其困难都远非陆上所能比的，因此，必须采取相应的技术和装备措施。
4．海水环境港口与航道工程混凝土建筑物划分为哪几个区域？各区域是怎样划分的？
答：海水环境港口与航道工程混凝土建筑物划分为海上大气区、浪溅区、水位变动区、水下区4个区域。

4个区域有3个分界线，他们是：设计高水位＋1.5m；
设计高水位－1.0m；
设计低水位－1.0m

水位变动区
▽
▽
设计高水位
设计低水位
1.5m
1.0m
1.0m
设计高水位＋1.5m；
设计高水位－1.0m；
设计低水位－1.0m

泥面
大气区
浪溅区
水下区

5．淡水环境港口与航道工程混凝土建筑物划分为哪几个区域？各区域是怎样划分的？
答：淡水环境港口与航道工程混凝土建筑物划分为水上区、水位变动区、水下区3个区域。
水上区：设计高水位以上为水上区；
水位变动区：设计高水位与设计低水位之间的区域（水上区与水下区之间）；
水下区：设计低水位以下为水下区。
6. 建设单位招标建设2个5000t级钢板桩码头，招标文件中明确要求，投标文件在完成原案的同时，允许代案投标。某施工单位投标时，考虑到码头的耐久性、且该单位在工程建设地附近有沉箱预制场，认为钢板桩码头在技术上和经济上都不具有优势，所以在投标文件中集中作了小沉箱方案，并且对该方案反复进行了优化，办齐了各种手续，按期报出了小沉箱方案的技术和商务标。
在开标会上，该单位的标书被宣布为废标。为什么？
答：依据背景材料所述，该施工单位的投标文件中仅完成了小沉箱方案的代案，而没有完成原钢板桩方案，而招标文件中明确要求，投标文件在完成原案的同时，允许代案投标。
这属于“不符合招标文件实质性要求”，不响应招标文件的实质性内容。所以被宣布为废标。
7．为什么在港口与航道混凝土中有最大水灰比的限制和最低水泥用量的限制？
答：一般来说，混凝土的水灰比越小、水泥用量越高其耐久性就越高。因此，在港口工程规范中对不同条件、不同部位的混凝土规定了水灰比最大值和水泥用量最小值的限制。由于混凝土按强度计算要求的水灰比常常比规定的限值大，而水泥用量又常常比规定的限值低，因此，规范还特别规定了当二者发生矛盾时，强度要服从耐久性，即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，取小值；按强度确定的水泥用量与最低水泥用量相比较取大者作为配制混凝土的依据，充分体现了港口与航道工程混凝土突出耐久性的行业特点。
8. 怎样掌控沉桩的停锤（结束）的标准？
答：沉桩结束的标准是要满足设计承载力的要求。具体有以下两个指标（即双控）：
（1） 桩尖的最终标高要落在设计要求的土层上；
（2） 沉桩最后的贯入度（桩在最后“一阵”平均每击的贯入量。“一阵”：沉桩过程中，每连续10击为一阵）要满足规范要求。
在沉桩过程中，有时候“双控”并不能同时满足，这时，应掌握以下的原则：
在黏性土中沉桩：这种桩多为摩擦桩，即主要是靠桩周的黏性土与桩之间的摩擦力来满足设计承载力的要求，对于这种桩，应以设计要求的桩尖进入的土层及桩尖的标高为主，贯入度作校核。
在砂性土中沉桩：设计要求桩尖坐落在砂性土或风化岩层上时，以贯入度控制为主，标高作校核。
当出现一些异常情况时，例如：桩尖已达到设计标高但贯入度仍然很大；或者沉桩贯入度已经达到或小于规定的贯入度值，但桩尖标高仍高出设计要求很多等，这时宜采用高应变（动测）检测桩的极限承载力并与设计研究确定。
必要时尚应选择有代表性的桩进行桩的静载荷试桩，测定桩的极限承载力和沉降等情况。

9．我国北方港工混凝土的设计指标中的F300是什么含义？冻融试验中的一次冻融循环是怎样的过程？
答：F300是混凝土的抗冻等级。F300是指，在标准条件下制作的混凝土标准试件（100mm×100mm×400mm）在海水中经过300次冻融循环之后，其失重率≤5％；动弹性模量下降率≤25％。
规定一次冻融循环的指标是：在海水环境中，在规定的时间内（105min±15min），将前述的混凝土标准试件的中心温度从＋8℃±2℃降温冻结至－15℃－2℃和在规定的时间内（75min±15min）将该混凝土标准试件的中心温度从－15℃－2℃升温融化至＋8℃±2℃的整个过程为一次冻融循环。

10. 港口与航道混凝土工程施工时，混凝土的施工配制强度为什么要比设计要求的强度提高1.645σ？
答：（1）如果施工时混凝土的配制强度＝设计要求的强度，也就意味着浇筑混凝土的平均强度等于设计强度，按照正态分布理论，则混凝土浇筑后的强度≥设计强度的保证率只有50%，也就是说，将有一半的强度达不到设计要求。见图所示曲线1。
如果把配制强度fcu,o提高到（设计要求强度fcu,k+1.645σ）即浇筑混凝土的平均强度为fcu,k+1.645σ，见曲线2所示。则低于fcu,k的（阴影部分）只有5%，即浇筑混凝土强度的合格率为95%。

混凝土强度

fcu，k

1.645σ
fcu，o

（fcu，k＋1.645σ）

5%
1
2
频数

11．我国南方某海港钢筋混凝土沉箱重力式码头，设计高水位为＋1.0m，设计低水位为－1.5m，沉箱安装顶标高为＋2.0m，沉箱的主筋为Φ22mm，箍筋为Φ8mm，沉箱以预制钢筋混凝土盖板封顶。
请分别指出该码头沉箱上水位变动区和浪溅区的范围；那个区位的混凝土中钢筋受海水中Cl－的侵蚀更严重些？为什么？
答：水位变动区的范围为：（设计高水位－1m～设计低水－1m的范围）
（1.0－1）～（－1.5－1）即为±0m～－2.5m的范围
浪溅区的范围为：（设计高水位＋1.5m～水位变动区的上限，即设计高水位－1m的范围）
（1.0＋1.5）～（1.0－1）即为＋2.5m～±0m的范围
浪溅区的混凝土及钢筋受海水中Cl－的侵蚀更严重些。因为浪溅区在波浪飞溅的作用下，海水的干湿交替更频繁；浪溅区与水位变动区相比较接触大气（氧）更充分；更具备有促使钢筋锈蚀的条件，该区还频繁遭受波浪及其破碎的动力作用。

12.根据上题的条件，回答该沉箱水位变动区和浪溅区钢筋的混凝土保护层的最小厚度应是多少？并分别指出保护层厚度的允许偏差范围。
答：沉箱水位变动区钢筋的混凝土保护层最小厚度应为：
50＋5＝55mm
其允许的偏差范围为＋10mm或－5mm。
沉箱浪溅区钢筋的混凝土保护层最小厚度应为：
65＋5＝70mm
其允许的偏差范围为＋10mm，不允许出现负偏差。
13．已知某工程工地正常养护的11组（N＝11）混凝土立方体试件抗压强度分别为：
30.0、 31.0、 29.0、 28.0、 29.0、 32.0、 29.0、 28.0、 28.5、 30.0、 28.0 （MPa）
求算该工地混凝土立方体抗压强度的标准差σ。
答：（1）计算11组强度的平方和：
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
计算其平方值：29.32＝858.5 （2）
（3）计算σ值： 11

σ＝＝
14. 防波堤在港口中主要起哪些作用？
答：防波堤是港口的重要组成部分，其主要作用有：
（1）防波堤的功能首先是使港内水域得到掩护，防御波浪对港内水域的侵袭，使港内的波高远小于港外的波高，从而为港内船舶提供平稳、安全的停泊和作业条件；
（2）在沙质或泥质海岸，防波堤还会起到减少或阻止泥沙进港的作用，例如，天津港随着防波堤建设的连续和完善，港内的淤积已经得到了明显的改善。
（3）对于北方寒冷地区有冰冻的港口，防波堤可以减少港外流冰进入港内；
（4）有些防波堤还兼有码头靠船的功能。
15. 混凝土的施工可操作性包括哪些性能？用什么指标表征它？
答：混凝土的施工可操作性，又称为混凝土的和易性或工作性，包括混凝土的流动性、、可塑性、易于密实性。通常以坍落度值及坍落度经时损失来表征混凝土的和易性。
16. 某工程的高强引气混凝土配合比为1:0.63:1.39,水灰比为0.38,高效减水剂的掺量1％（占水泥重）混凝土的含气量为3％。水泥的相对密度为3.1、砂的相对密度为2.75、碎石的相对密度为2.82。
（1）混凝土的砂率是多少？
（2）1m3混凝土用多少水泥、砂、石、水、高效减水剂？
提示：计算时减水剂的体积忽略不计。
混凝土中砂的体积
混凝土中（砂的体积＋石子的体积）
（1）混凝土的砂率（％）＝

答：
＝（0.663/2.75）/[（0.663/2.75）＋（1.93/2.82）]
＝25％
（2）按《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96）的绝对体积法计算混凝土的材料用量。
1kg水泥可配制混凝土的体积V：
[（1/3.1）＋（0.63/2.75）＋（1.93/2.82）＋0.38]＝（1－0.03）V
0.32＋0.23＋0.68＋0.38＝0.97V
V＝1.66L
混凝土的水泥用量＝1000/1.66＝602kg/m3
砂用量＝602×0.63＝379.3kg/m3
碎石用量＝602×1.93＝1162kg/m3
拌和水用量＝602×0.38＝228.8kg/m3
高效减水剂用量＝602×0.01＝6.02kg/m3
17. 怎样理解《强制性条文》中“疏浚工程质量检验和评定应以工程设计图和竣工水深图为依据。对局部补挖后补绘的竣工水深图，其补绘部分不应超过图幅中测区总面积的25%，超过时应对该图幅中测区进行重测，并重新绘图”的规定。
答：（1）疏浚工程质量检验的竣工水深图，允许对局部未达到标准的部位进行补挖和补绘；
（2）允许进行补挖和补绘的所谓“局部”的界限是图幅中测区总面积的25%；
（3）补挖和补绘的部分如果＞图幅中测区总面积的25%，则认为已经不是“局部”了，有量变发生质变的可能，就要对该图幅中测区全部进行重测、重绘。
18．怎样理解《强制性条文》中“当有设计备淤深度时，通航水域疏浚工程质量应符合下列规定：1）竣工水深图上设计通航水域内的各测点水深必须达到设计通航深度。
2) 竣工水深图上设计通航水域内的各测点水深应达到设计深度”
答：（1）理解设计通航水域－是指航道、港池等的设计底边线以内的疏浚水域，不包括他们的边坡部分；
▽
设计深度基准面
设计备淤深度
设计通航深度
设计深度
设计船型满载吃水
航行最小富裕水深
（2）设计通航深度、设计深度、设计备淤深度之间的关系如图所示。

（3）设计通航深度＝设计船型满载吃水＋航行最小富裕水深
这是保证航行安全的最小水深，所以规定为“必须达到”的严格程度；
（4）设计深度＝设计通航深＋设计备淤深度（一般不小于0.4m）
显然，设计备淤深度的上偏差并不影响航行安全，故对设计深度规定较设计通航深度有所放宽，但设计备淤深度的上偏差点过多、偏差值过大，将减少纳淤量，缩短航道的使用寿命。所以也规定为“应达到”的程度。
19．怎样理解《强制性条文》中“当无设计备淤深度时，通航水域疏浚工程质量应符合下列规定：1)设计通航水域内的中部水域，无论属何种底质，均严禁出现浅点。
2)设计通航水域内的边缘水域，对硬底质，禁出现浅点；对中等底质、软底质，竣工后遗留浅点的浅点值应符合表1E432017规定；浅点不得在同一断面或相邻断面的相同部位连续出现。”
答：（1）设计通航水域内的“中部水域”及“边缘水域”－设计通航水域的中间部分和边缘部分。单向航道中心线两侧各1/3底宽范围内为“中部水域”，其余部分为“边缘水域”；双向航道中心线两侧各5/12底宽范围内为“中部水域”，其余部分为“边缘水域”；对港池及其他设计通航水域，其底边线以内1/2设计船型宽范围内的边缘部分为“边缘水域”，其中间部分为“中部水域”。
（2）当无设计备淤深度时，通航水深的条件较有设计备淤深度时更为严峻，所以规定要更加严格，设计通航水域内的中部水域，是航船最频繁的部位，为安全起见，无论属何种底质都规定为“严禁”级；对设计通航水域内的边缘水域的硬底质也是“严禁”级；
（3）对设计通航水域内的边缘水域的中、软底质的浅点限制略有放宽，但对浅点的量级分布仍作了规定。
20．某施工单位以一艘4500m3的耙吸式挖泥船疏浚3万t级航道，航道天然床面标高－9.8m，航道设计底标高为－12.0m、底宽150m、边坡为1：5，计算超深0.7m、超宽9m，底质为淤泥质土，依题意绘制出疏浚工程量计算断面示意图并标注相应的标高和尺寸。
答：依题意绘制疏浚工程量计算断面示意图如下：
－9.8m 天然床面
▽
150m
1：5
1：5
9m
0.7m
▽－12
0.7×5
9－0.7×5
12－9.8
（12－9.8×5）

21. 依上题所述计算设计计算断面（每延米长）开挖工程量为多少（回淤很小，忽略不计）？
答：设计工程量计算断面的航道天然床面宽度计算：
150＋(12－9.8)×5×2＋9×2＝190m
设计工程量计算断面的航道底宽计算
150＋（9－0.7×5）×2＝161m
设计计算断面（每延米长）开挖工程量＝（190＋159）×（12－9.8）/2=386.1m3
22. 依上题，施工单位在开工前进行了浚前水深测量，根据测量结果计算的断面开挖工程量为397.1 m3，并得到了监理工程师的确认。
问本工程断面用于计量的疏浚土工程量应为多少？
答：规范规定当开工前测量计算确定的土方量与设计给出的土方量的差值小于或等于3％时，应以设计给出的土方量为准。
（397.1－386.1）/386.1＝2.85％＜3％
所以，本工程断面用于计量的疏浚土工程量应为386.1 m3。
23. 依上题，航道疏浚的总工程量为3178157 m3，疏浚土全部抛至外海指定的抛泥区，平均运距16.8km；耙吸式挖泥船的施工参数如下：
平均航速8.6km/h，往返航行时间2.1h；
掉头、卸泥时间0.35h，挖泥装船时间1.2h.
装舱量2200 m3，每天三班作业，时间利用率75％。
计算该耙吸式挖泥船的日疏浚工程量是多少？完成该航道疏浚工程的作业天数为多少？
答：往返一个循环所用的时间为：2.1＋0.35＋1.2＝3.65h
平均每h的生产量：2200/3.65=603 m3/h
日疏浚工程量：603×3×8×75％＝10854 m3
完成该航道疏浚工程的作业天数为：3178157/10854=293d
24. 高桩码头施工中，沉桩后为什么必须及时进行夹桩？怎样进行夹桩？
答：高桩码头施工沉桩后，上部结构（梁、板、接头）尚未安装施工，桩与桩间都处于彼此毫无联系的孤立状态，细长的桩构件其抗风、抗浪、抗撞击、抗水流、抗流冰等的能力都非常差，在外力的作用下极易发生位移、倒桩、断桩等事故，因此，沉桩后必须及时进行夹桩，采取临时性工程措施，建立桩与桩之间的联系，增强桩群的整体稳定性。同时，夹桩结构也是下一步保证上部结构施工的必要条件。
实施夹桩应根据桩的受力情况进行夹桩设计，必要时应进行现场加载试验。当有台风、大浪、大潮等预报时，必须检查夹桩和夹桩系统是否牢固、可靠，并采取相应的加固措施，当施工荷载大时，可采用吊挂式夹桩；当桩距较大且桩顶标高距施工水位较近时，可采用钢梁或上承式桁架结构夹桩，应根据施工荷载对夹桩系统的构件、吊悬螺栓等进行设计计算。