2022-2023年一级建造师之一建港口与航道工程实务自我提分评估附答案

2022-2023年一级建造师之一建港口与航道工程实务自我提分评估(附答案某疏浚工程施工，经过工程量校核，疏浚工程量为200万m³，天然密度为1.3t/m³，疏浚土要求外抛，外抛运距平均8km，工程施工周期为6个月，施工区域为回淤性较强的软黏土海域，风向季节性变化明显，夏季多东南风，冬季多北风，浪对施工干扰较大，本工程要求航道通航不中断，施工单位选择了3艘5000m³舱容的自航耙吸挖泥船进行施工，选用了装舱溢流施工工艺。施工单位制定的施工质量控制要点如下：（1）挖泥采用分段施工，分段长度按照船舶性能、导航定位精度确定，每段长度1.5km；（2）挖泥采用分层施工，分层厚度按照土质、挖深确定，软黏土分层厚度取2.5m；（3）按照设计要求控制好挖宽、挖深，边坡采取“上陡下缓，近岸挖薄”的处理方式；（4）施工中定期测量水深，检查挖深偏差，漏挖区深度超过允许偏差时及时补挖。施工过程中，施工单位测量发现，施工区域回淤强度为0.3m/月，每次挖完后间隔2个月才能进行竣工验收，施工单位据此提出增加疏浚工程量的变更申请，要求增加回淤量60万m³。在工程竣工验收阶段，施工单位按照验收规范要求整理了工程资料，提交了验收申请，验收组对疏浚工程的实际疏浚量进行校核，检测发现，本工程实际施工测得的航道平均水深满足设计要求，实际绘制的测图比设计断面总超挖量为40万m³。问题：1.本工程选择自航耙吸挖泥船、采用装舱溢流施工工艺是否合理？说明理由。2.写出本工程施工质量控制要点中不符合规范要求的内容，并改正。3.施工单位提出的增加回淤量60万m³的申请是否合理？说明理由。4.计算本工程竣工结算疏浚工程量是多少？给出计算过程。参考答案：1.本工程选择自航耙吸挖泥船、采用装舱溢流施工工艺合理，理由如下：（1）自航耙吸挖泥船适用于开阔海域疏浚施工，自身具备航行、挖泥、运泥、抛泥能力，不需要拖轮、泥驳等辅助船舶配合，机动灵活，本工程疏浚土需要外抛，运距8km，符合自航耙吸挖泥船的适用条件；（2）本工程要求施工期间航道不中断通航，自航耙吸挖泥船单船作业，占用水域面积小，对通航干扰小，符合工程要求；（3）本工程疏浚土质为软黏土，回淤性较强，装舱溢流施工工艺可以通过溢流排出舱内浑水，提高舱内疏浚土的装载密度，增加单航次装载量，提高施工效率，符合土质特性要求，因此选择合理。2.本工程施工质量控制要点中不符合规范要求的内容及改正如下：（1）不符合要求内容：分段长度按照船舶性能、导航定位精度确定，每段长度1.5km不符合要求。改正：耙吸挖泥船分段施工，分段长度应根据挖槽长度、船舶挖长、施工安全要求确定，分段长度不宜大于挖泥船的挖长，对于本工程，耙吸挖泥船一次挖宽长度一般为几十米到数百米，分段长度不应超过挖泥船一次挖泥作业的长度，且挖槽分段长度应满足导航定位和水深检查的要求，分段长度一般不超过1km，当挖槽较长时可以分为多个分段施工，避免分段过长导致挖深偏差积累。（2）不符合要求内容：边坡采取“上陡下缓，近岸挖薄”的处理方式不符合要求。改正：耙吸挖泥船开挖边坡，应按照“分层开挖、由深到浅、上缓下陡”的方式施工，通过阶梯形开挖逐步形成设计边坡，保证边坡坡度符合设计要求，“上陡下缓”会导致边坡上部超陡，下部淤积，无法满足设计边坡要求。（3）不符合要求内容：软黏土分层厚度取2.5m不符合要求。改正：耙吸挖泥船分层施工，分层厚度应根据土质特性和挖泥船吃水、挖深能力确定，对于软黏土，分层厚度一般不超过2.0m，软黏土黏性大，流动性强，分层厚度过大会导致挖泥深度控制不准，出现漏挖和超挖，且大厚度开挖容易导致拢泥不畅，影响施工效率。（4）原控制要点中漏挖区处理不符合规范要求，改正：当检查发现漏挖区的深度超过允许下偏差的0.3倍时，即应进行补挖，不是超过允许偏差才补挖，规范要求疏浚工程挖槽的水深允许偏差为-0.3m~+1.0m，漏挖区水深小于设计水深超过0.3m才需要补挖，原要点表述不准确。3.施工单位提出的增加回淤量60万m³的申请不合理，理由如下：（1）回淤是本工程区域的固有特性，施工单位在投标阶段就应当充分调研施工区域的水文地质条件，了解回淤特性，合理考虑回淤对施工的影响，将回淤量的风险纳入投标报价中，本工程施工周期为6个月，施工单位在施工组织设计中应当合理安排施工进度，减少完工到验收的间隔时间，施工单位自身安排进度不当导致间隔2个月验收，责任由施工单位承担；（2）根据疏浚工程工程量计算规则，疏浚工程量按照设计图纸计算的天然方量计算，施工期间的回淤属于施工单位应当承担的施工风险，除非设计变更改变了挖槽要求，否则不单独计算回淤增加的工程量；（3）本工程竣工验收的合格标准是航道平均水深满足设计要求即可，只要实际水深符合要求，就按照合格工程验收，施工单位为了维持水深在合格范围内进行的额外疏浚，属于保证施工质量的必要投入，不单独计量；（4）计算过程：60万m³的回淤量计算方式为工程量=航道面积×回淤强度×时间，本工程总疏浚面积为200万m³/设计挖深，假设设计挖深为h，总回淤量为（200/h）×0.3×2=120/h，当h为10m时，才为12万m³，远小于60万m³，施工单位的计算本身就存在错误，因此申请不合理。4.本工程竣工结算疏浚工程量的计算，根据《疏浚与吹填工程工程量计算规范》，疏浚工程竣工工程量按照设计轮廓范围内的天然方量计算，超挖量属于施工措施费，已经包含在合同单价中，不单独计量，本工程原设计工程量为200万m³，施工单位要求增加的回淤量不予计量，超挖量40万m³不予计量，因此本工程竣工结算疏浚工程量为200万m³。若合同约定超量回淤超过一定范围可以计量，本题中实际水深满足设计要求，设计要求的工程量就是200万m³，最终结算工程量为200万m³。某港口工程预制沉箱混凝土设计要求强度等级为C30，抗冻等级为F300，最大水胶比不超过0.45，施工单位采用预拌混凝土，现场采用缆式起重机吊运，滑模浇筑施工，施工单位制定了混凝土施工质量控制方案，内容包括：原材料质量控制、配合比优化、搅拌质量控制、运输过程控制、浇筑振捣控制、养护控制等内容。施工过程中发生如下事件：事件1：施工单位对进场的水泥进行质量检验，检验了水泥的强度、安定性，合格后用于工程，监理工程师要求补充水泥质量检验项目；事件2：施工单位浇筑沉箱混凝土时，当日气温为28℃，运输到现场的混凝土实测坍落度为120mm，不符合施工要求，施工单位现场加水调整坍落度，调整后坍落度达到160mm，继续进行浇筑；事件3：沉箱混凝土浇筑完成后，施工单位在常温下浇水养护，养护7d后停止养护，开始沉箱出运准备工作，监理工程师认为养护时间不符合要求，要求整改。施工完成后，施工单位对混凝土强度进行检验，共制取了20组标准养护试块，检验结果为强度平均值为34.5MPa，最小值为27.5MPa，经统计计算，强度标准差为2.8MPa。问题：1.针对本工程混凝土特性，补充混凝土原材料质量控制除水泥外的其他主要材料控制要点。2.事件1中，监理工程师要求补充水泥的哪些检验项目？3.事件2中，施工单位的做法是否正确？说明理由，正确做法是什么？4.事件3中，监理工程师要求整改是否正确？说明理由。5.判断本工程混凝土强度是否满足设计要求，给出计算过程和判断依据。参考答案：1.本工程混凝土为港口工程沉箱混凝土，要求C30、F300抗冻，最大水胶比0.45，除水泥外，其他原材料质量控制要点如下：（1）粗骨料：应选用质地坚硬、级配良好的花岗岩或玄武岩碎石，含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.5%，针片状颗粒含量不应大于15%，坚固性指标损失不应大于8%，对于抗冻等级F300的混凝土，粗骨料的压碎指标不应大于30%，禁止使用风化岩石骨料，碱活性指标检验合格，避免发生碱骨料反应；（2）细骨料：应选用洁净的中粗河砂，含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%，细度模数控制在2.3~3.0之间，有害物质含量符合规范要求，同样需要检验碱活性，对于抗冻混凝土，不得使用海砂，若必须使用海砂，其氯离子含量不得超过0.03%，控制贝壳含量不超过限值；（3）掺合料：本工程水胶比小，抗冻要求高，应掺加粉煤灰、矿渣粉等活性掺合料，粉煤灰应达到Ⅱ级及以上等级，烧失量不应大于8%，需水量比不应大于105%，矿渣粉的比表面积应控制在400~500m²/kg，活性指数7d不小于75%，28d不小于95%，掺合料的质量必须符合规范要求，通过试验确定合理掺量；（4）外加剂：本工程抗冻等级F300，必须掺加引气剂，还可根据需要掺加减水剂、缓凝剂，引气剂的引气效果应满足混凝土含气量要求，控制含气量在3.5%~5.5%之间，外加剂的减水率、缓凝时间等指标必须符合要求，氯离子含量不得超过规范要求，不得使用含有引气剂成分不合格的产品，不同外加剂之间的相容性要通过试验确定，避免发生不良反应；（5）拌合用水：采用饮用水或符合要求的天然水，水中不得含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质，海水不得用于钢筋混凝土和预应力混凝土拌合，氯离子含量、硫酸盐含量符合规范要求。2.事件1中，施工单位仅检验了强度和安定性，监理工程师要求补充的检验项目包括：水泥的凝结时间、细度、标准稠度用水量、氯离子含量、碱含量，对于抗冻混凝土，还需要检验水泥的抗硫酸盐侵蚀性能，本工程为港口工程，处于海洋环境，水泥的品种应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，补充检验品种合格证、出厂检验报告，还要进行现场取样的安定性复验之外，补充凝结时间、细度、氯离子、碱含量项目。3.事件2中，施工单位现场加水调整坍落度的做法不正确，理由如下：（1）预拌混凝土坍落度不符合要求，是生产运输过程中坍落度损失导致的，现场随意加水会改变混凝土的水胶比，水胶比增大后会降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，严重影响混凝土质量，本工程水胶比设计最大为0.45，现场加水后水胶比超过设计要求，耐久性无法保证；（2）现场加水无法准确控制加水量，会导致混凝土坍落度波动大，和易性不均匀，影响浇筑振捣质量，容易出现蜂窝麻面等质量缺陷。正确做法：当运输到现场的混凝土坍落度小于施工要求的坍落度时，应当在混凝土生产厂家技术人员的指导下，加入同水胶比的水泥浆，或者加入适量的同品种减水剂，搅拌均匀后检查坍落度，符合要求后方可浇筑，调整后仍然不符合要求的，应当作退货处理，不得直接用于工程。4.事件3中，监理工程师要求整改正确，理由如下：（1）本工程混凝土为港口工程普通硅酸盐水泥配制的C30混凝土，掺加了掺合料，抗冻等级为F300，根据《港口工程混凝土结构设计规范》和《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求，混凝土浇水养护的时间，对于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制的混凝土，养护时间不应少于7d，对于掺加掺合料、有抗冻抗渗要求的混凝土，养护时间不应少于14d；（2）本沉箱混凝土为大体积混凝土，水泥水化热释放，早期强度发展需要充足的水分养护，养护时间不足会导致混凝土表面干缩开裂，强度增长不足，抗冻性和耐久性下降，7d的养护时间不能满足要求，因此监理工程师要求整改正确。5.本工程混凝土强度等级为C30，根据港口工程混凝土强度验收标准，采用统计方法评定，评定公式为：mfcuλ1sfcu≥0.9fcu,kfcu,min≥λ2fcu,k本题中，n=20组，查评定系数，当n≥15组时，λ1=1.65，λ2=0.85；mfcu=34.5MPa，sfcu=2.8MPa，fcu,k=30MPa，fcu,min=27.5MPa；计算第一个式子：mfcuλ1sfcu=34.51.65×2.8=34.54.62=29.88MPa；0.9fcu,k=0.9×30=27MPa；29.88MPa＞27MPa，满足第一个条件；计算第二个式子：λ2fcu,k=0.85×30=25.5MPa，fcu,min=27.5MPa＞25.5MPa，满足第二个条件；因此本工程混凝土强度满足设计要求。某防波堤工程，总长1200m，采用抛石斜坡堤结构，设计内容为：堤心石为10~100kg块石，垫层块石为100~200kg块石，护面采用2t扭王字体消波块，护底采用100~150kg块石，抛填厚度0.8m，堤顶现浇混凝土防浪墙，工程位于开敞海域，地质条件为表层5~8m厚淤泥质黏土，下卧为粉质黏土，地基承载力满足要求。施工单位施工方案安排为：先进行护底抛石，然后进行堤心石抛填，堤心石抛填从岸侧向海侧分层推进，分层厚度4m，抛填采用驳船抛填，定位船定位，然后进行垫层块石抛填，垫层块石抛填完成后进行扭王字块安装，扭王字块采用预制场预制，起重机吊装安装，最后浇筑防浪墙混凝土。施工过程中发生如下事件：事件1：抛填堤心石过程中，施工单位测量发现，堤心石发生了较大的沉降，原抛填高程下降了0.5m，施工单位分析原因，认为是原地基淤泥质土压缩下沉导致，提出了处理方案；事件2：护面扭王字块安装完成后，验收发现部分块体安装空隙率超过设计要求，设计要求空隙率为50%，实测最大空隙率达到62%，不满足要求；事件3：防浪墙施工为分段浇筑，每段长度15m，施工缝设置在两段之间，施工单位施工缝处理方式为：将旧混凝土表面凿毛，清除浮浆，浇筑新混凝土前，浇水湿润，清洗干净，然后直接浇筑新混凝土，监理工程师认为施工缝处理不符合要求，要求整改。问题：1.本工程斜坡堤施工，堤心石抛填为什么会产生较大沉降？应当采取什么措施处理沉降问题？2.扭王字块护面安装，保证空隙率符合设计要求的施工要点有哪些？3.事件3中，施工缝处理存在哪些问题？写出正确的处理方法。4.写出斜坡堤扭王字块护面的质量验收主控项目。参考答案：1.本工程堤心石抛填产生较大沉降的原因：（1）本工程原地基表层为5~8m厚的淤泥质黏土，淤泥质黏土孔隙比大，含水率高，压缩性大，承载力低，堤心石抛填后，地基在堤身自重作用下发生压缩固结，产生较大沉降；（2）施工单位采用分层抛填，分层厚度4m，分层厚度过大，抛填加载速度过快，淤泥质黏土地基来不及排水固结，地基承载力不足，导致地基发生剪切变形，产生较大的沉降和侧向位移；（3）堤心石抛填过程中，块石本身的空隙在自重和外力作用下被压缩，块石重新排列，也会产生一定的沉降，施工单位抛填后没有进行预压或等沉降稳定后再进行下一道工序，导致沉降提前发生。处理沉降问题的措施：（1）分级分层抛填，控制分层抛填厚度，每层厚度不超过2m，控制加载速率，每抛填一层，等待沉降稳定后，测量高程，再进行下一层抛填，避免加载过快导致地基剪切破坏；（2）对原地基淤泥质土进行处理，若厚度不大可以采用换填，厚度较大可以采用插塑料排水板、真空预压等方式进行地基加固，提高地基承载力，减少后期沉降；（3）抛填堤心石时预留沉降量，根据计算和试抛测得的沉降量，适当提高抛填高程，待沉降稳定后，堤心高程正好符合设计要求；（4）对已经发生沉降导致高程不足的堤心石，及时补充抛填块石，调整高程到设计要求，待沉降稳定后再进行垫层块石和护面块体施工，避免护面结构开裂下沉。2.保证扭王字块空隙率符合设计要求的施工要点：（1）扭王字块预制必须保证块体尺寸准确，预制模板的尺寸偏差符合规范要求，避免块体尺寸过大或过小导致空隙率不符合要求；（2）安装前准确测量放线，标注安装位置，按照设计要求的排列顺序进行安装，不得随意改变排列方式，扭王字块一般采用错缝排列，顺坡安装，保证块体之间相互咬合；（3）控制块体安装的垂直度和水平位置，每一块体都要安放在设计位置，不得随意堆叠，不得贴靠紧放，安装时采用起重机逐块吊装，轻放到位，避免块体碰撞导致位置偏移，块体之间保持设计要求的空隙；（4）对于设计要求的安放层数，严格按照层数安装，不得减少安装块体数量，安装完成后及时检查空隙率，采用测量体积或水下探摸的方式检查，空隙率超过设计允许偏差时，及时调整，增加块体数量，重新安装；（5）扭王字块安装不得采用抛掷安装的方式，必须吊装就位，避免抛掷导致块体堆积紧密，空隙率降低，或者抛掷导致块体散乱，空隙率过大；（6）安装完成后，及时检查，对被风浪冲移位的块体及时调整位置，保证安装质量符合要求。3.事件3中，施工缝处理存在的问题：（1）施工缝处仅凿毛清理，没有清除松散的混凝土和软弱层，凿毛深度不足；（2）浇筑新混凝土前，没有在施工缝处铺设一层水泥浆或同配合比的水泥砂浆，直接浇筑混凝土会导致施工缝粘结不牢，出现缝隙；（3）防浪墙为大体积混凝土结构，施工缝设置时，没有对缝面进行处理，也没有设置止水设施，本工程为防波堤，挡水结构，施工缝必须设置止水，否则会发生渗漏。正确的处理方法：（1）施工缝在浇筑新混凝土前，将旧混凝土表面的浮浆、松散混凝土、软弱层全部凿除，直到露出新鲜的密实混凝土，凿毛深度不小于10mm，清理干净凿毛后的碎屑和杂物，用水冲洗干净，保持湿润，但不得有积水；（2）浇筑新混凝土前，在施工缝面上涂刷一层水泥净浆，或者铺设一层10~15mm厚的与混凝土同配合比的水泥砂浆，保证新旧混凝土粘结良好；（3）本工程防浪墙为挡水结构，施工缝必须按照设计要求设置止水带，设计无要求时设置橡胶止水带，止水带安装位置准确，固定牢固，不得有破损，保证止水效果；（4）浇筑新混凝土时，施工缝处充分振捣，保证振捣密实，避免出现蜂窝孔洞，保证施工缝处混凝土质量。4.斜坡堤扭王字块护面的质量验收主控项目：（1）块体的质量，包括预制块体的混凝土强度，块体的外形尺寸偏差，必须符合设计要求；（2）护面块体的安放位置和块体数量，不得少于设计要求的数量，位置偏差符合要求；（3）垫层块石的质量、规格，垫层抛填的厚度、范围，必须符合设计要求；（4）堤心石的规格和质量，抛填高程、平整度，符合设计要求；（5）护面块体的空隙率，必须符合设计要求，偏差在允许范围内；（6）护底块石的规格、质量，抛填范围和厚度，符合设计要求。某10万吨级航道疏浚工程，设计水深-12.0m（当地理论深度基准面，下同），设计航宽200m，航道全长15km，疏浚土质为密实中砂，疏浚土采用吹填造陆方式处理，吹填区面积为200万m²，设计吹高程为+5.0m，吹填区原地形平均高程为-2.0m，吹填土要求固结沉降后平均孔隙率为40%，原土天然孔隙率为50%。施工单位选用绞吸挖泥船施工，采用管道输送疏浚土到吹填区，排泥管线长度为3km。施工单位制定的吹填施工方案为：按照“由远及近、分层吹填”的方式施工，分层厚度为2.0m，在吹填区设置了2个溢流口，溢流口设置在吹填区靠近围埝的底部位置，施工过程中，吹填区发生了围埝渗漏坍塌事故，施工单位及时进行了处理。吹填完成后，竣工验收测量，吹填区平均高程为+4.6m，设计要求竣工后一年的沉降量为0.5m，平均固结度达到90%。问题：1.本工程选用绞吸挖泥船是否合理？说明理由。2.写出本工程吹填施工溢流口设置的错误之处，并改正。（3）计算本工程需要的疏浚土方量（不计吹填区流失，结果保留两位小数）。（4）吹填施工中防止围埝渗透变形破坏的措施有哪些？参考答案：1.本工程选用绞吸挖泥船施工合理，理由如下：（1）本工程疏浚土质为密实中砂，绞吸挖泥船适用于砂性土、黏性土等多种土质疏浚，对于密实中砂，绞吸挖泥船绞刀切削能力可以满足开挖要求，开挖效率高；（2）本工程疏浚土要求吹填造陆，绞吸挖泥船自身具备水力输送、管道排泥功能，开挖后的疏浚土直接通过排泥管道输送到吹填区，不需要中转，施工成本低，效率高，适合长距离吹填施工，本工程排泥管线长度仅3km，符合绞吸挖泥船的适用条件；（3）本工程为航道疏浚，断面规则，吹填区面积大，绞吸挖泥船可以连续施工，生产效率高，适合大规模疏浚吹填工程，因此选用合理。2.本工程溢流口设置的错误之处：溢流口设置在吹填区靠近围埝的底部位置错误。改正：溢流口应当设置在吹填区的最低位置，远离排泥管口的位置，溢流口的高程应当高于吹填设计高程0.5~1.0m，便于带走泥沙中的细颗粒浑水，提高吹填区的泥沙沉积率，溢流口应当设置多级闸门，根据吹填高程逐渐提升溢流高度，保证吹填区内有足够的澄清时间，提高泥沙沉积量。3.计算过程如下：吹填区吹填后，设计要求固结后的平均高程为+5.0m，原地形平均高程为-2.0m，所以固结后的吹填厚度为5.0(-2.0)=7.0m；吹填区总体积为：面积×厚度=