2017年一建港航专业技术知识点汇总2017年.8.2(24页)

2017年一级建造师港口与航道工程专业技术归纳

第一章、水文和气象

第一节、波浪

1、波浪六要素：波高、波长、波陡、波速、波向、周期 波陡：波高与波长之比

2、波浪玫瑰图：波高间隔0.5米为一级，周期间隔一秒为一级。极坐标：径向长度表示频率，横向长度表示波高或波浪周期，所在方位表示波向。

3、常用波高统计特征值：（1）平均波高（2）最大波高（3）1/10大波波高（10/1H ）：波高总个数的1/10个大波的波高平均值（4）有效波高s H (3/1H )：波高总个数的1/3个大波的波高平均值。

第二节、潮汐

1、太阴日：24h50min

2、半日潮：两次高潮（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（低潮）之间的时间间隔也几乎相等（12h25min ）。大多数港口都是半日潮，如厦门、青岛、天津

2、日朝：周期为一个太阴日的潮汐叫日潮。半个月中多数天数只有一次高潮和低潮，其余为不正规半日潮混合潮。北海、八所

3、混合潮：（1）不正规半日混合潮：一个太阴日两次高潮两次低潮，但潮高不等。香港

（2）不正规日潮混合潮：半月中出现日潮天数不到一半，其余为不正规半日混合潮。榆林 4、陆地海拔高度起算面：黄海平均海平面（青岛验潮站）

5、海图深度基准面、潮高基准面、潮位基准面、理论最低潮位、理论深度基准面

6、海岸港、潮汐明显河口港：设计高水位采用高潮累计频率10%的潮位，即高潮10%或历时累计频率的1%的潮位

设计低水位采用低潮累计频率90%的潮位，即低潮90%或历时累计频率的

98%的潮位

7、汛期潮汐作用不明显的河口港：设计高水位、设计低水位分别采用历时累计频率的1%、98%的潮位。 8、海港工程的极端高水位、极端低水位分别采用重现期50年的年极值高水位、年极值低水位。 9、特征潮位关系图 最高潮位

大潮平均高潮位 平均高潮位 小潮平均高潮位

平均潮位

小潮平均低潮位 平均低潮位 大潮平均低潮位

最低潮位

第三节、近岸海流

1、海流内因：因海水的温度、盐度的差异而引起海水的密度分布不均匀，由此产生的水平压强梯度力是产生海流的内因之一。

2、海流外因：海上风云和气压层的变化、江河径流等

3、外海海水流动形式分类 风海流

密度梯度流 沿岸流 潮流

生成原因 气压梯度流 与海岸关系 向岸流 近岸海流主要 河口水流 补偿流 离岸流（裂流） 沿岸流和离岸流 潮流

4、近岸海流一般以潮流和风浪流为主，沿岸流和离岸流也很显著。河口水流一般以潮流和径流为主，盐水楔也很显著。

5、盐水楔：当河道中径流来势较强而潮汐势力较弱时，淡水因重力密度较小居于上层而向海中泄出，重力密度较大的盐水位于底层并随潮上溯而形成。

6、潮流界：潮流到达河流上游最远处。

7、潮区界：上游完全不受潮流影响的位置。

8、感潮河段：潮流界和潮区界之间。

第四节、海岸带泥沙运动

1、沙质海岸特征（海南和广西沿海及台湾西海岸）北海港、汕尾港

（1）泥沙颗粒的中值粒径大于 0.1mm，颗粒间无黏结力；

（2）在高潮线附近，泥沙颗粒较粗，海岸剖面较陡；

（3）从高潮线到低潮线，泥沙颗粒逐渐变细，坡面变缓；

（4）在波浪破碎带附近常出现一条或几条平行于海岸的水下沙堤。

2、淤泥质海岸特征

（1）淤泥质海岸一般指泥沙颗粒的中值粒径小于0.03mm，其中的淤泥颗粒之间有黏结力，在海水中呈絮凝状态；

（2）滩面宽广，坡度平坦，一般为 1/2500~1/500。

我国淤泥质海岸长达4000km以上，主要分布在辽东湾、渤海湾、莱州湾和苏北沿海以及长江口、杭州湾、珠江口等大江、大河河口三角洲地带。

3、海岸带的泥沙来源：河流来沙、邻近岸滩来沙（主要）、当地崖岸侵蚀来沙、海底来沙。

4、泥沙的运动规律：沙质有悬移和推移两种；淤泥质悬移为主，较细颗粒的海岸底部：浮泥运动，对较粗颗粒的海岸底部：推移质运动。

5、海岸带泥沙运动方式：与海岸线垂直的横向运动和与海岸线平行的纵向运动。

沙质海岸波浪沙质海岸海流

6、输沙主要动力掀沙主要动力

淤泥质海岸潮流（海流）淤泥质海岸波浪

7、河口区拦门沙形成原因：径流和潮流共同作用。

第五节、内河特征水位和泥沙运动规律

1、中水位：在研究时期的水位累积曲线（历时曲线）上相当于历时 50%的水位。

2、泥沙在水中的运动状态：悬移质、推移质和河床（跃移）质。

第六节、风与降水

1、风的特征：风速、风向

2、蒲福风级：共12级。6级：强风10.8-13.8m/s，7级疾风，8级：大风17.2-20.7m/s，9级烈风，10级狂风，11级暴风，12级飓风32.7-36.9m/s

3、一天的观测中出现一次或多次超过8级的风速，均称为一个大风日。

4、大型施工船舶的防风、防台：船舶防御风力在6级以上的季风和热带气旋。

5、在台风威胁中：船舶于未来48h内，遭遇风力可能达到6级以上。

6、在台风严重威胁中：船舶于未来12h内，遭遇风力可能达到6级以上。

7、在台风袭击中：台风中心接近，风力转剧达8级以上的时侯。

8、风玫瑰图四个变化量：时间段、风向、风速、频率。

9、风玫瑰图（极坐标）：风向频率玫瑰图、最大风速玫瑰图、大于某一风级频率玫瑰图

10、热带低压：中心最大风力6~7级台风：中心最大风力12~13级

热带风暴：中心最大风力8~9级强台风：中心最大风力14~15级

强热带风暴：中心最大风力10~11级超强台风：中心最大风力16级及以上

11、降水：降水量、降水强度（1h或1d降水量）

12、一般雾的持续时间要达到4h以上，才能从有效作业天数中扣除。

第二章、勘察成果的应用

第一节、地质勘察和地质钻孔剖面图的应用

一、概述

1、大型工程地质勘察分3个阶段：可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段。

2、在土类和风化岩上进行勘探：用钢丝缆冲击钻探。较坚硬的岩石：旋转式岩心钻探。

二、工程地质勘察结果

1、地貌：港湾或河段地形特征，各地貌单元的成因类型、特征及分布。

2、地层：岩土层的分布、产状、性质、地质时代、成因类型、成层特征等。

3、地质构造：场地的地质构造稳定性和与工程有关的地质构造现象，其对工程影响的分析和防治措施的建议，地质构造对岸坡稳定性的影响的分析。

4、岩土均匀性评价两方面：（1）、基础以下持力层的压缩层厚度变化，（2）、压缩层压缩性综合评价。

5、岩土参数是否可靠的取决因素：（1）、岩土结构受扰动的程度，（2）、试验方法和取值标准

6、地下水：地下水类型、形成条件、水位特征、含水层的渗透系数（垂直和水平方向）。地下水活动对不良地质现象的发育和基础施工的影响。

7、地震是否导致地基失稳或失效主要考虑因素：液化、震陷、滑坡。

8、岩土工程分析和评价

（1）对各岩土单元体的综合评价及工程设计所需的岩土技术参数；

（2）对持力层的推荐和施工中应注意的问题；

（3）天然岸坡稳定性的分析和评价。

9、对工程设计和施工的建议

（1）不良地质现象的整治方案建议；

（2）地基处理方案的建议；

（3）工程活动对地质的作用和影响。

10、附图和附表

①勘察点平面位置图

②勘测点成果数据表

③工程地质剖面图

④钻孔柱状图

⑤原位测试成果图表

⑥室内土工试验成果图表

⑦岩土试验特征指标综合统计表

⑧其他

三、地质勘察成果的应用

1、含水量：土中水重/土中土颗粒重。用于确定淤泥性土的分类。

2、孔隙比：孔隙体积/土粒体积

3、孔隙率：孔隙体积/土体总体积。用于确定淤泥性土的分类和确定单桩极限承载力。

4、液限：由流动状态转为半固定状态的界限含水量。用于计算塑性指数I p和液性指数I l。

5、塑限：土从可塑状态转为半固定状态的界限含水量。用于计算塑性指数I p和液性指数I l。

6、塑性指数：土颗粒保持结合水的数量，说明可塑性的大小。用于确定黏性土的名称和确定单桩极限承载力。

7、液性指数：说明土的软硬程度。用于确定黏性土的状态，和确定单栏极限承载力。

8、粘聚力：用于土坡和地基稳定验算。

9、内摩擦角：用于土坡和地基稳定验算。

10、孔隙比（孔隙率）、塑性指数、液性指数：确定单桩极限承载力

11、标准贯入试验：标准贯入试验击数N值系指质量为63.5kg的锤，从76厘米的高度自由落下，将标准贯入器击入土中30cm时的锤击数。

12、贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数。

13、当锤击数达到50击，而贯入深度未达到30cm时，可记录50击的实际贯入度，按下式换算成相当于30cm时的标准贯人试验击数。

N=30×50/△S（△S——50击的实际贯入深度）

15、砂土密实度分类：N<10松散，1050极密实.

16、黏质粉土的天然状态：30~15坚硬；15～8硬；8～4中等；4～2软；2很软。

17、淤泥质土:1.0

四、航道疏浚工程地质勘察成果应用

1、钻孔：（1）技术孔，又分控制性钻孔和一般性钻孔.

（2）鉴别孔.

2、疏浚区钻孔：设计深度以下3米，定位精度大于图上2毫米，钻孔直径75-100毫米。

3、岩石工程特性判别指标：单轴抗压强度

有机土及泥浆、淤泥土类中流态：天然重力密度

淤泥土类中很软、黏性土、砂土类：天然重力密度和标准贯入度

碎石土类：重型动力触探击数和密实DG

第二节、地形图和水深图的应用（掌握）见P23~P26

第三章、常用水泥及其应用范围

1、根据港口与航道工程所处的特殊环境及混凝土的使用要求，选用水泥时必须考虑以下几项技术条件：（1）水泥的品种、强度等级；

（2）水泥的凝结时间，早期、后期强度的发展规律；

（3）所制备混凝土的稳定性及耐久性；

（4）其他，如抗渗性、水化热等。

第一节、常用水泥基其强度等级

1、按混合材料的品种和掺量分：

（1）硅酸盐水泥（代号：PI、PII）：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。

（2）普通硅酸盐水泥（代号：P O）：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。

（3）矿碴硅酸盐水泥（代号P SA、PSB）：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

（4）火山灰质硅酸盐水泥（代号：P P）：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

（5）粉煤灰硅酸盐水泥（代号：P F）：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

（6）复合硅酸盐水泥（代号：P C）：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

第二节、应用范围

1、普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料中的铝酸三钙含量宜在6%~12%范围内。

2、立窑水泥可用于不冻地区的素混凝土和一般建筑物的钢筋混凝土工程；当有充分论证时，方可用于不冻地区海水环境中的钢筋混凝土和受冻地区的素混凝土工程。

3、

普通硅酸盐水泥

有抗冻要求 不宜采用火山灰质硅酸盐水泥 硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

标准稠度用水量低的硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 高性能混凝土 不宜采用 粉煤灰硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥 采用这三种水泥宜同时掺加减水剂或高效减水剂 大体积混凝土 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥（宜掺人粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等活性掺合料）

4、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 ;

5、烧黏土质的火山灰质硅酸盐水泥，在各种环境中的港口与航道工程均严禁使用。

第四章、钢材的性能及其应用

第一节、钢材性能

1、 碳素结构钢 普通碳素结构钢

港航钢材常用的钢材品种 桥梁用碳素钢 港行钢材宜采用 桥梁用低合金钢 普通低合金钢板 普通低合金钢

低合金高强度结构钢

结构重要性 荷载特征

承重结构的钢材选用依据 连接方式 （必要时冷弯试验） 环境特点

2、港航工程钢结构主体及主要钢构件优用Q235、Q345号钢。（屈服强度235MPa ）

3、常用钢材弹性模量2

5

/1006.2mm N ，弹性模量=应力/应变 第二节、钢筋品种及应用范围

1、 屈服强度 伸长率

低碳钢热轧盘条 215~235MPa 23%~27% 热轧光圆钢筋 235MPa 25%

港航常用钢筋 热轧带肋钢筋 335~540MPa 10%~16% 余热处理钢筋 440MPa 10%~16%

冷拉钢筋 280~700MPa 8%~11%

矫直回火钢丝 4%

冷拉钢丝 常用钢丝、钢绞线 4% 预应力混凝土结构钢 刻痕钢丝 4%

预应力钢绞线 3.5% 热轧带肋钢筋

第三节、粗直径钢筋的机械连接

1、钢筋连接方式：机械连接、绑扎连接、焊接。

2、四种主要粗直径钢筋连接方法：套筒冷挤压、锥螺纹连接、镦粗直螺纹连接、滚压直螺纹连接。

3、套筒冷挤压优点（适用20-40mm 钢筋、不可焊接钢筋） （1）接头断面不受损，接头强度高，质量稳定、可靠； （2）安全，无明火，不受气候影响；

（3）接头工效比一般焊接方法快数倍至10倍。 4、套筒冷挤压主要缺点

（1）设备移动不便，连接速度较慢； （2）造价高、施工难度大。 5、锥螺纹连接优点（套丝）

（1）连接速度快 （5）无明火作业 （2）对中性好 （6）不污染环境

（3）工艺简捷（7）节约钢材和能源

（4）安全可靠（8）可全天候施工

6、锥螺纹连接缺点：断面有所减少。

7、镦粗直螺纹连接优点（套丝）

（1）不破坏母材

（2）接头强度高、延性好

（3）可靠性高

（4）施工速度快

（5）节约钢材

8、镦粗直螺纹接头比套筒挤压接头省钢材约70％左右，比锥螺纹接头省钢材约35％左右。

9、滚压直螺纹连接优点

（1）滚压螺纹自动一次成型，生产效率高。

（2）螺纹接头牙型好，精度高，不存在虚假螺纹。

（3）连接质量可靠稳定。

10、可靠性：滚压直螺纹>墩粗直螺纹>锥螺纹

11、省钢材：墩粗直螺纹>锥螺纹>套筒冷挤压

12、强度：墩粗直螺纹>滚压直螺纹>锥螺纹

第五章、港航混凝土的特点及其配制要求

第一节、港航混凝土特点

1、港口与航道工程混凝土的主要特点

（1）港航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。

2、海水环境港口工程混凝土区域划分（有掩护）

①大气区：设计高水位+1.5米以上

②浪溅区：设计高水位+1.5米至实际高水位-1.0米

③水位变动区：设计高水位-1.0米至设计低水位-1.0米

④水下区：设计低水位-1.0米以下区域

3、淡水环境混混凝土区域划分

①水上区：设计高水位以上区域

②水下区：设计低水位以下区域

③水位变动去：水上区与水下区之间的区域

4、对混凝土材料的要求和限制

（1）对水泥的限制：见常用水泥及其应用范围

（2）对粗细骨料的限制

①粗骨料杂质含量限值（有抗冻性要求）：含泥量>C40时≤0.5%，≤C40时≤0.7%；泥块含量≤0.2%

②细骨料杂质含量限值（有抗冻性要求）：含泥量>C40时≤2%，≤C40时≤3%；泥块含量≤0.5%

③海水港口工程：禁用活性粗细骨料

5、混泥土的配合比设计、性能、结构构造均突出耐久性的要求体现形式

（1）最大水灰比的限值；

（2）最低水泥用量的限值；

（3）耐海水冻融循环使用的性能，耐海水腐蚀、防止钢筋锈蚀的性能。

8、F300是指在标准条件下制作的混凝土标准试件 (100mm× 100mm× 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%。

9、一次冻循环实验：105±15min时间内，温度从+8±2°C冻结至-15～-17°C；75±15min，将混凝土试件的中心温度从-15°C（-2°）融化至+8±2°C。

10、有抗冻要求的混凝土，必须掺入引气剂，对混凝土含气量进行控制（按混凝土体积%计）。

骨料最大粒径：10mm 5.0%～8.0%；20mm 4.0%～7.0%；40mm 3.0%～6.0%。

11、氯离子含量的最高限值（按水泥重量%计）。

海水：预应力混泥土0.06%，钢筋混泥土0.1%，素混泥土1.3%。 淡水：预应力混泥土0.06%，钢筋混泥土0.3%，素混泥土1.3%。

（2）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0℃ 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 。 13、海水预应力钢筋混泥土保护层厚度

构件厚度≥0.5m ：大气区65，浪溅区80，水位变动区、水下区65；构件厚度＜0.5m ，取2.5倍钢筋直径和50mm 较大者。

14、淡水环境：水汽积聚区40mm ，不受水气积聚35mm ，水位变动区40mm ，水下区35mm 。 15、海上混凝土浇筑的施工措施

（1）需乘低潮位浇筑混凝土时，就采取措施保证浇筑的速度高于潮水上涨的速度，并保持混凝土在水位上进行振捣。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。 第二节、港口与航道工程混凝土配制要求 1、 混凝土配制的基本要求

（1）强度、耐久性符合设计要求

（2）满足施工操作要求（施工可操作性、和易性、工作性） （3）经济、合理。

2、混凝土施工配制强度fcu,o 计算 fcu,o=fcu,k+1.645δ

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 ）；

δ――工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差（MPa ），N ≥25

0.1 fcu,k 。

4、按fcu.o=fcu.k+1.645δ配制的混凝土，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％。

5、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。

6、水灰比的选择方法

（1）根据混凝土强度－水灰比关系曲线，选择水灰比

（2）上述按强度要求得出的水灰比应与按耐久性要求的水灰比最大允许值相比较，取其较小值。 7、海水环境按耐久性要求的水灰比最大允许值

北方：大气区0.55、浪溅区0.40、水位变动区严重受冻0.45、微冻0.50、水下区0.55。 8、水泥用量的确定方法

（1）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。

（2）该水泥用量应与海水环境耐久性要求的最低水泥用量相比较，取其较大值。 9、海水环境按耐久性要求的最小胶凝材料用量（kg/m3）

北方：大气区320、浪溅区400、水位变动区F350 400、F300 360、 F250 330、 F200 300、水下区320。

10、海水环境混凝土抗氯离子渗透最高限量

电通量法：普通混凝土2000C、高性能钢筋混凝土1000C、高性能预应力混凝土800C。

11、混凝土可操作性（塌落度值表示）：混凝土的流动性、可塑性、保水性、粘聚性、稳定性、易于密实性。

12、在流动性混凝土、自密实混凝土及水下不分散混凝土中，坍落度大于220mm时，用混凝土的坍落扩展度（坍扩度）表征其和易性。

第六章、港航混凝土的耐久性

第一节、提高混凝土耐久性措施

1、港航工程混凝土耐久性：抗冻性、防钢筋锈蚀性能、抗渗性、抗海水侵蚀

2、提高混凝土耐久性措施

（1）选用优质的原材料：水泥、骨料、掺合料

（2）优化混凝土配合比：水灰比最大允许值、最低水泥用量、含气量值、氯离子的最高限值、最小保护层厚度

（3）精心施工：海上混凝土结构的施工，应优先采取陆上预制代替水上现场浇筑

（4）防止混凝土结构开裂

（5）应用高性能混凝土（首选措施）

（6）应用环氧涂层钢筋

（7）采用混凝土表面涂层：常用硅烷浸渍

（8）采用钢筋阻锈剂：一般用于海水环境浪溅区和水位变动区混凝土结构

3、选用优质的原材料

（1）水泥强度等级不低于42.5级。

（2）海水环境工程中严禁使用活性粗、细骨料。

（3）主要有三种掺合料：粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰。粉煤灰中CaO含量大于5%时应验证其安定性。硅灰的掺量不宜大于水泥质量的10%。

4、防止混凝土结构开裂

（1）根据结构的受力特点及温度应力计算，对,易开裂的部位在设计中采取相应的措施；

（2）混凝土结构适宜的分段，合理地设置施工缝；

（3）采取综合性的有效措施减小大体积混凝土的温度应力；

（4）应用纤维混凝土增强混凝土的抗裂能力；

（5）施加预应力，增强结构的抗裂能力。

5、应用环氧涂层钢筋

（1）应用环氧涂层钢筋，可以同时加入钢筋阻锈剂，但是不能同时与外加阴极电流保护联合使用。

（2）粘结强度降低，只有不使用环氧涂层钢筋的80%，因此锚固长度加长，是不使用时的1.25倍。

第二节、高性能混凝土的特性

1、高性能混凝土（HPC）特性：高耐久性、高工作性、高强度、高体积稳定性、高抗氯离子渗透性和合理经济性。

2、高性能混凝土的特点

（1）大量掺用特定矿物性掺合料

（2）应用高减水剂（减水率

（3）低水胶比（控制在0.35

3、高性能混凝土一般应用最大粒径25mm质地坚硬的粗骨料。

4、高性能混泥土耐久性

（1）低吸水率

（2）高抗氯离子渗透性：快速试验法（电通量1000C以下）

（3）高抗冻融破坏性：掺入引气剂，显著提高抗冻性，可以将 F300~F400提高到F1000甚至更高。

5、高强度：28d的抗压强度可以达到 80~100MPa，通常应用的高性能混凝土强度为C45~C60。

6、高工作性

（1）大流动度：混凝土的坍落度值为180~ 200mm；且混凝土坍落度的经时损失小。

（2）混凝土的和易性好，易浇筑，不离析，不泌水。

7、指标：水胶比≤0.35，重量≥400Kg/m3，塌落度≥120mm，强度≥C45，抗氯离子≤1000C。

8、在常温下应至少养护15d，预应力混凝土构件和位于大气区、浪溅区、水位变动区的钢筋混凝土构件不得使

用海水养护。

第七章、大体积混凝土的开裂机理及防裂措施

第一节、大体积混凝土的开裂机理

1、根本原因：混凝土结构与结构之间、结构与基础之间或结构的不同部位之间的温度应力超过混凝土的抗裂能力而产生的。

2、助长原因：混凝土的干缩变形与温度应力的叠加

3、根据大体积混凝土水化热温升曲线，7天左右达到最高温度，约65度。

第二节、大体积混凝土防裂措施

1、大体积混凝土开裂因素：约束、温差、干缩。

2、大体积混泥土防裂措施

（1）温控设计

（2）选择合适的原材料

（3）有针对性地进行混凝土配合比设计

（4）混凝土施工中采取相应的措施

（5）施工期温控检测

（6）对薄弱部位采取加强措施

3、温控设计的内容

（1）混凝土原材料选择、配合比设计和性能指标确定

（2）大体积混凝土温度及温度应力计算：温控抗裂安全系数不小于1.4

（3）温控标准

（4）温控措施

（5）温控检测方案

4、施工缝设置（属于温控设计）（考虑混凝土结构的特点、耐久性的要求和施工方便）

（1）在岩基或老混凝土上浇筑混凝土结构，纵向分段长度不大于15m。

（2）底板上连续浇筑墙体结构时，水平施工缝宜设置在距离墙底不小于1m的位置。

（3）分块施工时，块体平面最大尺寸不宜大于30m；相邻块高差不宜超过12m，相邻块浇筑时间间隔宜小于30d。

（4）对不适合设置施工缝的结构，采取跳仓浇筑和设置闭合块的方法，减小一次浇筑的长度。

（5）上下两层相邻混凝土避免错缝浇筑。

（6）在已浇筑的混凝土结构上浇筑新混凝土时，间隔时间不超过7d。

5、温控标准

（1）混凝土浇筑温度不高于30℃不低于 5℃；

（2）混凝土内表温差不大于25℃；

（3）混凝土内部最高温度不高于70℃；

（4）混凝土块体降温速率不大于2℃ /d。

6、浇筑温度为混凝土平仓振捣后，上层混凝土未覆盖前距上表面100mm处的混凝土温度。

7、内表温差为混凝土内部最高温度与同时间距表面50mm处的混凝土最低温度之差。

8、选择用合适的原材料和混凝土

（1）水泥：矿渣、粉煤灰、复合、中热、低热、低热矿渣硅酸盐水泥，不宜用早强水泥。水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。

（2）矿物掺合料：粉煤灰、粒化高炉矿渣。硅粉不能单独使用。

（3）粗骨料：线胀系数较小的碎石。含泥量不大于于1%，泥块含量不大于0.5%。

（4）细骨料：中粗砂。含泥量不大于于3%，泥块含量不大于1%。

（5）外加剂：缓凝型高效减水剂，减水率不小于18%。混凝土28d收缩率不大于125%。

（6）采用微膨胀水泥或掺用微膨胀剂

（7）参用纤维（钢纤维可机合成纤维）提高混凝土的抗拉强度

（8）采用低热高性能混泥土

9、有针对性地进行混凝土配合比设计

（1）选择较小的坍落度和较小的砂率。

（2）限制早期强度的发展。

10、混凝土施工中采取相应的措施

（1）控制混凝土的浇筑温度

（2）降低内部最高温度

（3）无筋或少筋大体积混凝土中宜埋放块石

（4）混凝土集中浇筑，保证供应强度

（5）混凝土养护符合要求

11、大体积混凝土施工中控制混凝土的浇筑温度措施

（1）热天施工出机口温度控制措施

A、温度较低时段施工

B、降低水泥和骨料温度

C、采用低温水或冰水拌合混凝土等措施进行控制。

（2）冷天施工出机口温度控制措施

A、料场遮盖

B、拌和水加热

（3）浇筑温度控制措施

A、提高混凝土浇筑能力，缩短暴露时间

B、缩短混凝土运输距离，减少转运次数

C、对混凝土运输设备遮阳、隔热、降温

D、热天进行舱面喷雾

12、降低混凝土内部最高温度措施

（1）降低浇筑温度

（2）掺入缓凝剂，延长混凝土凝结时间

（3）分层施工，并控制分层厚度：分层厚度不大于3.0m，其中基础强约束区不大于1.5m；浇筑间歇期不超过7d。

（4）埋设水管通水冷却：定期改变通水方向，冷却水流速不小于0.6m/s，冷却水温度与混凝土内部温度之差不超过25℃，通水时间不超过15d。

13、混凝土中埋放块石要求

（1）质地优良，大致方正，长短边之比不大于 2。

（2）埋放前应冲洗干净并保持湿润，埋放时应立放在新浇筑的混凝土层上。

（3）块石间的净距不得小于100mm，且不小于混凝土骨料最大粒径的2倍。

（4）块石距混凝土结构物表面的距离不小于100mm，且不小于混凝土骨料最大粒径的2倍，当有抗冻要求时，不得小于300mm。

（5）混凝土受拉区不得埋放块石，埋放块石的总量不得超过混凝土体积的25%。

14、混凝土浇筑的要求

（1）大体积混凝土应由搅拌站或搅拌船集中搅拌。

（2）后浇带宜采用微膨胀混凝土浇筑并蓄水养护，养护时间不少于14d。

15、表面保温和养护的规定

（1）混凝土表面温度与环境温度之差大于15℃时应推迟拆模时间。

（2）采用蓄水、洒水、喷雾养护时，养护水温和混凝土表面温度之差不宜大于15℃，蓄水养护时深度不宜小于200mm。

（3）气温骤降时，龄期低于28d的混凝土应进行表面保温。保温材料应覆盖严密，接缝处重叠覆盖不少于300mm，边角处应加倍保温。

（4）当日平均气温低于+5℃时，不宜洒水养护。

16、大体积混凝土施工过程中应监测：混凝土浇筑温度、内部温度、环境温度、冷却水温度等参数，同时监控内表温差和降温速率。

17、混凝土温度和应变监测频次

（1）混凝土浇筑温度检测每台班不应少于2次。

（2）升温期间，环境温度、冷却水温度和内部温度应每2~4h监测一次，降温期间应每天监测2~4次。（3）温度监测持续时间不应少于20d，应变监测不应少于60d。

18、对薄弱部位采取的措施

（1）加设细而密的钢筋网片

（2）设置闭合块

（3）施加预应力

第八章、预应力混凝土

第一节、预应力混凝土

1、预应力混凝土结构的优点

（1）构件截面小，重量减轻，跨度能力增大，可以加大排架间距和梁板等构件的跨距；

（2）不易产生裂缝，耐久性高，耐用年限长；抵抗打桩拉应力能力强，可加大桩长，适应深水港建设，提高承载能力；

（3）节省钢材近30％，经济合理。

2、预应力混凝土使用的钢筋：低松弛的高强碳素钢丝、钢绞线和高强度钢筋

3、预应力筋的下料长度：构件的长度、台座的长度、冷拉拉长值、张拉伸长值、锚夹具的厚度、弹性回缩量、焊接接头和镦头的压缩量、连接杆的长度等。

4、钢丝、钢绞线、热处理钢筋及冷拉4级钢筋，宜用砂轮锯或切断机切断下料，不得采用电弧切割。

5、三种预应力筋锚具：粘着锚固、承压锚固、摩擦锚固。

6、施加预应力：无论是先涨法还是后涨法，对张拉力均应采取应力及伸长值双控的方法。

7、预应力筋需超涨拉时，可比设计要求提高5％，其最大张拉控制应力，不得超过最大张拉应力允许值（钢丝、钢铰线：先张法0.80倍的预应力筋极限抗拉强度，后张法0.75倍）。 8、预应力筋张拉锚固后，实际预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差为±5%。 9、为减少预应力筋的松弛影响，可采用以下超张拉方法进行张拉

（1）从零应力开始，张拉至1.05倍预应力筋的张拉控制应力σcon ，持荷2min 后，卸荷至预应力的张拉控制应力；

（2）从零应力开始，张拉至1.03倍预应力筋的张拉控制应力σcon 。

10、用应力控制法张拉时，应校核应力筋的伸长值。如实际伸长值与设计算伸长值相对偏差超过6%，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

11、预应力筋的实际伸长值，宜在初应力为10%σcon 时开始量测，但应加上量测前张拉力的推算伸长值；对后张法，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。 12、弹性模量

截面积长度

平均张拉力伸长值??=

预应力筋张拉时的计算

第二节、先张法预应力混凝土 1、先张法优点 （1）生产工艺简单 （2）工序少 （3）效率高 （4）质量易保证

2、张拉台座抗倾稳定系数不得小于1.5；抗滑稳定系数不等小于1.3。

3、张拉梁、锚固梁可采用两梁式、三梁式。

4、张拉梁、锚固梁的安装，应使该梁的中心线与底板中心线一致，其偏差不得大于3mm 。

5、初应力的调整方法：反复整体张拉法、油压千斤顶法、测力扳手法等。

6、反复张拉的顺序：拧紧螺母→开始张拉至0.4～0.6倍张拉的控制应力→将应力返回至零→重新拧紧螺母→再按前述方法张拉、放松。如此往复2～3次。

7、当构件的侧模板是在施加预应力之后安设时，宜先施加 70%的控制应力。 8.先张法三种放松器 （1）楔形放松器 （2）砂箱千斤顶 （3）平面推力轴承

9、先张法结构中钢绞线断裂或滑脱的数量严禁超过结构同一截面钢材总根数的5%，且严禁相邻两根预应力筋断裂或滑脱。

10、放松预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。设计无要求时，一般预应力构件不得低于设计混凝土强度标准值的75%。

第三节、后张法预应力混凝土 1、后张法优点

（1）后张法不需要预应力张拉台座

（2）适用于结构断面较大的长大型预应力构件 （3）适合现场预制。

2、预留孔道方法：抽拔法、埋置法。

3、预留孔道：预埋波纹管、薄钢板管、钢管、抽芯胶管

4、当铺设已穿预应力筋的波纹管（或其他金属管道）时要严防火花损坏管道内的钢丝或钢绞线，严禁在孔道附近进行电焊作业。

5、预埋管道宜用钢筋井字架固定，其间距为：波纹管及钢管不宜大于1m ，胶管不宜大于0.5m 。

6、灌浆孔间距：预埋波纹管不宜大于30m ，抽芯形成孔道不宜大于12m 。

7、用钢管作孔道芯管时，宜在浇筑混凝土后每隔5~15min 将芯管转动一次，抽管的速度应均匀，边抽边转，抽管的拉力线与孔道中心线一致。

8、对后张法，张拉时结构中钢丝、钢绞线断裂或滑脱的数量，严禁超过结构同一截面钢材总根数的3%，且一束钢丝只允许发生一根。

9、孔道灌浆：应采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的水泥浆；对空隙大的孔道，可采用水泥砂浆灌浆。水泥浆及水泥砂浆的强度，均不得低于20MPa。

10、灌浆用水泥浆的水灰比不大于0.45，搅拌后 3h泌水率宜在2%以内，最大不超过3%。

11、压浆的过程中及压浆后48h，结构温度不得低于+5℃。

第四节、PHC桩和大管桩

1、PHC桩和大管桩优点

强度高（制作2d即可进行打桩，强度可达80MPa，耐锤击）强度高

PHC桩抗裂能力强大管桩密实型好

节省混凝土（混凝土节省 30%，钢筋节省50%以上）耐锤击

耐久性高

2、（1）PHC桩定义：PHC桩采用先张法预应力高强混凝土，高速离心成型，经过常压和高压蒸汽养护而制成。1d即可获得自然养护28d龄期的强度。

（2）大管桩定义：预应力混凝土大直径管桩采用离心、振动、辊压相结合的复合法工艺生产高强混凝土管节，然后对管节施加后张预应力进行拼装成长桩。

3、管节制作工艺流程图（PHC桩工艺流程图见P62）