三、实务操作和案例分析题(前3题各20分,后2题各30分)砂枕袋可以有效防止水流冲刷河床底部,是稳定河床及岸坡、防止冲刷的主要加固措施。某航道整治工程的守护工程抛枕工程量约5万m3,采用抛枕船停靠定位船的方式进行施工,抛枕充填袋采用200g/m2的聚丙烯编织布缝制加筋而成,标准枕袋长度为8m、宽度为3.6m。
问题:1. 砂枕缝制、充填应符合哪些规定?
砂枕缝制、充填应符合下列规定:
1)砂枕缝制前应进行检测,其材料的质量、抗拉强度、孔径、透水性和保土性能等指标应满足设计要求。
2)砂枕缝制后应检查砂枕尺寸、拼接缝形式和缝合强度,其指标应满足设计要求。
3)土工织物充灌口数量宜根据袋体尺寸、填料粒径和充填能力确定。充填完成后,充灌口应封闭。
4)砂枕充填宜采用泥浆泵充填,充填物技术指标应满足设计要求,砂枕充填饱满度不应大于80%,充填后应排水密实。
2. 抛枕施工船舶选用应考虑哪些因素?
抛枕施工船舶选用应考虑的因素有:砂枕规格、水深、流速、风浪等。
3. 写出抛枕施工应遵循的顺序。
抛枕施工应遵循的顺序是:宜自下游向上游、先深水后浅水的顺序进行。
我国北方某受冻区海港,实测的高、低潮位累积频率关系如表1、表2所列。 高潮累积频率与潮位的关系 表1 |
累积频率(%) | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
潮位(m) | 3.54 | 3.02 | 2.27 | 1.88 | 1.26 | 0.85 |
低潮累积频率与潮位的关系 表2 |
累积频率(%) | 60 | 70 | 80 | 90 | 95 | 98 |
潮位(m) | 1. 62 | 1.05 | 0.80 | 0.50 | 0.12 | -0.75 |
港口所在海域的理论深度基准面与黄海平均海平面相差1.0m。 该港口新建离岸沉箱重力式码头及钢管桩梁板式栈桥,预制沉箱的尺寸为长×宽×高=12m×10m×12m,沉箱基础采用抛石明基床,基床厚1.5m。钢管桩混凝土桩帽顶标高为+2.3m、底标高为-0.6m。当地地形测量标定海底标高为-12.0m。预制沉箱水位变动区部位采用高抗冻性的引气混凝土,配合比为:1:0.6:1.93,水灰比为0.38,引气剂掺量为水泥用量的0.01%,混凝土的含气量为4.5%。预制沉箱混凝土所用材料的相对密度如表3所列。 预制沉箱混凝土所用材料的相对密度 表3 |
预制沉箱所用材料 | 水泥 | 砂 | 砰石 |
相对密度 | 3.1 | 2.75 | 2.82 |
沉箱安放地的波浪、水流条件很复杂。沉箱下水出运压载后的稳定吃水为10.8m,乘潮安装时沉箱底距基床顶至少留有0.5m的富裕高度。
问题:4. 确定该海港码头水位变动区的上、下限的具体标高是多少?
本码头水位变动区的上限是1.27m,下限是-0.5m。
5. 沉箱水位变动区范围内每立方米混凝土的水泥用量是多少?
1kg水泥可配制混凝土的体积设为V:
V=(1/3.1)+(0.63/2.75)+(1.93/2.82)+0.38+V·4.5%
V=1.69L
每立方米混凝土的水泥用量是:1000/1.69=592kg/m3
6. 乘潮安装沉箱,潮高至少要多少才能安全进行安装?
7. 在波浪、水流条件很复杂的条件下为了安全、准确地安装好沉箱,施工的要点是什么?
1)沉箱安放后,应立即向沉箱内灌水,以保持沉箱的稳定和安全;
2)待经过1~2个低潮后,复测、调整位置,确认符合质量标准后,及时抛填沉箱内填料。
8. 分别给出本工程钢管桩海洋大气区、浪溅区、水位变动区、水下区的防腐措施,并说明理由。
海洋大气区为:2.27+1.5=3.77m以上;
浪溅区底限为:2.27-1=1.27在混凝土内;
水位变动区底限为:0.5-1.0=-0.5在混凝土内;
所以本工程的钢管桩仅需要采用电化学阴极保护即可。
某承包商承担了某北方集装箱重力式码头和防波堤的施工任务,其中码头工程采用抛石基床。设计要求基床应坐在坚硬的土层上,并在招标文件中给出了相关标高和地质资料。承包商在投标时编制了施工组织设计,确定了重锤夯实基床的施工方案。根据招标文件及现场查看,承包商编制了施工进度计划,确定了防波堤的工期为42个月,码头工期为31个月。承包商据此编制了投标报价。该承包商中标后,与发包人签订了承包合同,并按期同时开始码头和防波堤的施工。在施工过程中,承包商根据实际中出现的问题,提出了以下工期或费用索赔,问以下索赔是否成立?为什么?9. 在基槽开挖时,按招标时提供的地质资料和设计标高,承包商发现挖泥达到设计标高时,其土质仍然很软,达不到设计规定的技术要求。经报监理工程师,同意下挖至设计要求的土层,最深处已比设计标高深了10m。因此使挖泥量和抛石量各增加了3万m
3。费用增加114万元,局部工期增加了30d。承包商按合同规定提出了增加费用114万元和延长工期30d的申请。
索赔应该成立,承包商可增加费用114万元,延长本部分工期30d。理由是现场地质情况与招标文件的要求和所给条件不符,属于工程变更范畴,且为业主责任,应按合同规定给予承包商费用和工期补偿。
10. 由于码头基床高程相差很大、抛石厚度也相差较大,若采用重锤夯实方案,对承包商来说,一是施工控制难度较大,二是夯实船在海上停留时间较长。因此,承包商提出了采用爆破夯实方案,并向监理工程师递交了翔实可信的施工方案,并提出需增加费用50万元,工期可不延长的申请。
承包商可按新方案实施,但费用索赔申请不成立。理由是承包商是为了便于施工,缩短船机闲置时间,减低成本而改变施工工艺的,属于承包商的施工替代方案,不是业主的要求。因此费用索赔不成立。
11. 在进行沉箱安装施工后,承包商又向监理工程师提交了费用索赔报告,理由是码头施工是在防波堤完工之前,没有掩护条件下进行的,应对码头施工部分增加外海施工系数。根据交通部当时的有关规定,人工费需增加10%,船舶及水上施工机械费需增加25%。
调价申请不成立。理由是对码头在防波堤建成之前进行施工的这一情况承包商在投标时是清楚的,承包商投标文件中的施工组织设计已反映这一点。作为一个有经验的承包商对此是可以预料到的,故应理解其投标报价中已考虑了在无掩护条件下进行码头施工的相关费用,故此项索赔要求不成立。
【背景资料】
我国北方某海港进港航道为5万t级单向航道,为满足港口吞吐量发展和船舶大型化的要求,实施航道增深拓宽工程,并相应调整导助航设施,以满足10万t级船舶单向通航和5万t级船舶双向通航的要求。疏浚工程挖槽长10km,土质为淤泥质土,疏浚土外抛至15km远外海指定的抛泥区。承包商选用4500m3耙吸船进行挖运抛施工,有关施工参数如下:挖泥航速5km/h,重载航速20km/h,空载航速24km/h,舱载量2500m3,装舱时间0.55h,船舶调头和抛泥时间0.3h,船上装有2台泥泵,每台泥泵泥浆流量为100000m3/h,泥浆浓度为25%,时间利用率55%。
该工程合同疏浚工程量1508万m3。其中设计断面工程量1224万m3,施工期回淤量很小不计。计划工期1.5年,综合单价18元/m3。
工程施工期间,业主按新的规划,要求在本工程交工后将连续进行新的航道扩建工程,以满足15万t级船舶单向通航和5万t级船舶双向通航的要求。航道交工验收时,业主提出将本工程的超深、超宽工程量和相应疏浚工程费用列入新的航道扩建工程结算。12. 承包商选用4500m
3耙吸船进行施工,是否合理?说明理由。
承包商采用4500m3耙吸船进行施工,是合理的。
理由:(1)本工程为海港工程,4500m3耙吸船抗风、流能力强,适合海港工程疏浚;(2)本工程为航道增深拓宽工程,4500m3耙吸船系自航施工,施工和航行船舶相互干扰影响小;(3)4500m3耙吸船有自航、自挖、自载能力,能独立完成挖运抛施工,不需配套拖轮、泥驳等辅助船舶;(4)本工程工程量较大,工期较紧,4500m3耙吸船产量高,适于承担;(5)疏浚土质为淤泥质土,耙吸船易于开挖。
13. 画出该耙吸船挖运抛施工的工艺流程图。
耙吸船挖运抛施工工艺流程图如下图所示。
耙吸船挖运抛施工工艺流程图
14. 计算该耙吸船的运转小时生产率。
该船舶的运转小时生产率为:
15. 为按期完成疏浚工程,计算承包商应同时配置几艘4500m
3耙吸船?
1艘4500m3耙吸船1.5年可完成的工程量:
1124×24×0.55×365×1.5=812万m3,1508÷812=1.86。
承包商应配置2艘4500m3耙吸船同时施工。
16. 计算本工程的超深、超宽工程量以及相应疏浚工程费用。
本工程超深、超宽工程量为1508-1224-284万m3,相应疏浚工程费用284×18=5112万元。
17. 航道交工验收时,业主提出将本工程的超深、超宽工程量和相应疏浚工程费用列入下期工程结算的做法是否可行?并说明理由。
业主的做法不可行。
理由:本工程交工验收时航道水深必须满足10万t级船舶单向航行和5万t级船舶双向航行要求,超深、超宽工程量已经发生,按合同规定必须计入并结算相应工程费用。考虑工程连续施工,该部分超宽、超深工程量在后续工程中不应重复计算。
18. 某大型海上工程孤立墩混凝土承台施工,其混凝土的配合比为1:1.5:2.50,水灰比为0.40,水泥用量为444kg/m
3。承台的平面尺寸为10m×10m,承台底标高为-0.5m,顶标高为+3.5m。9根直径1.2m的钢管桩伸入承台混凝土中2m(桩芯混凝土已提前灌注完成)。施工水域潮汐为规则半日潮,施工期低潮位-1.0m、高潮位+2.5m。承台施工用非水密模板,承台混凝土分3层浇筑,底层混凝土浇筑厚度为1.0m,规范对赶潮浇筑混凝土的施工要求是在混凝土初凝前其顶面不能被水淹(混凝土的初凝时间为1.5h)。
问题:
(1)承台混凝土的浇筑量是多少?承台底层混凝土的浇筑量是多少?
(2)何时开始浇筑承台底层混凝土对赶潮施工最有利?
(3)用有效生产能力为50m
3/h的混凝土拌合船浇筑承台底层混凝土可否满足规范对赶潮浇筑混凝土的施工要求?
(4)为浇筑承台底层混凝土拌合船至少要备料水泥、砂、石子、水多少(材料的损耗率按5%计)?
(5)为使承台使用年限达到50年不大修,保证其耐久性的首选措施是什么?
(1)承台混凝土的浇筑量:10×10×4-9×3.14×0.6
2×2=379.6m
3。
承台底层混凝土浇筑量:10×10×1-9×3.14×0.6
2×1=89.8m
3。
(2)在落潮的过程中,当潮位落至-0.5m(承台底模板刚露出水面)时开始浇筑混凝土对赶潮水施工最为有利。
(3)
【第一种思路】
潮水从+2.5m降至-1.0m(总计3.5m)的时间是6h12.5min(6.21h)。
潮水每涨(落)1m所需时间为:6.21/3.5=1.77h。
潮水从-0.5m落至-1.0m再涨至+0.5m(底层混凝土顶面)所需时间:1.77×(0.5+0.5+1.0)=3.54h。
用有效生产能力50m
3/h的混凝土拌合船浇筑底层混凝土所需时间:89.8/50=1.8h。
底层混凝土浇筑时间与混凝土初凝时间的和为:1.8+1.5=3.3h。
3.54h>3.3h,所以用有效生产能力50m
3/h的混凝土拌合船浇筑底层混凝土是可以满足规范对赶潮浇筑混凝土施工要求的。
【第二种思路】
底层混凝土浇筑完成并初凝结束的时间是:3.3h。
3.3h的时间内潮水从0.5m降至-1.0m再涨至的标高是:
(3.3/1.77)-(0.5+0.5+0.5)=1.86-1.5=+0.36m
还没有淹没底层混凝土的顶面(+0.5m)。
所以是可以满足规范对赶潮浇筑混凝土施工要求的。
(4)备料
1)水泥:444×89.8×(1+5%)=41.9t。
2)砂:444×1.50×89.8×(1+5%)=62.9t。
3)石子:444×2.50×89.8×(1+5%)=104.8t。
4)水:444×0.4×89.8×(1+5%)=16.76t。
(5)首选的保证措施是:选用高性能混凝土。