2022-2023年一級建造師之一建港口與航道工程實務自我提分評估附答案

2022-2023年一級建造師之一建港口與航道工程實務自我提分評估(附答案某疏浚工程施工，經過工程量校核，疏浚工程量為200萬m3，天然密度為1.3t/m3，疏浚土要求外拋，外拋運距平均8km，工程施工周期為6個月，施工區域為回淤性較強的軟黏土海域，風向季節性變化明顯，夏季多東南風，冬季多北風，浪對施工干擾較大，本工程要求航道通航不中斷，施工單位選擇了3艘5000m3艙容的自航耙吸挖泥船進行施工，選用了裝艙溢流施工工藝。施工單位制定的施工質量控制要點如下：（1）挖泥采用分段施工，分段長度按照船舶性能、導航定位精度確定，每段長度1.5km；（2）挖泥采用分層施工，分層厚度按照土質、挖深確定，軟黏土分層厚度取2.5m；（3）按照設計要求控制好挖寬、挖深，邊坡采取“上陡下緩，近岸挖薄”的處理方式；（4）施工中定期測量水深，檢查挖深偏差，漏挖區深度超過允許偏差時及時補挖。施工過程中，施工單位測量發現，施工區域回淤強度為0.3m/月，每次挖完后間隔2個月才能進行竣工驗收，施工單位據此提出增加疏浚工程量的變更申請，要求增加回淤量60萬m3。在工程竣工驗收階段，施工單位按照驗收規范要求整理了工程資料，提交了驗收申請，驗收組對疏浚工程的實際疏浚量進行校核，檢測發現，本工程實際施工測得的航道平均水深滿足設計要求，實際繪制的測圖比設計斷面總超挖量為40萬m3。問題：1.本工程選擇自航耙吸挖泥船、采用裝艙溢流施工工藝是否合理？說明理由。2.寫出本工程施工質量控制要點中不符合規范要求的內容，并改正。3.施工單位提出的增加回淤量60萬m3的申請是否合理？說明理由。4.計算本工程竣工結算疏浚工程量是多少？給出計算過程。參考答案：1.本工程選擇自航耙吸挖泥船、采用裝艙溢流施工工藝合理，理由如下：（1）自航耙吸挖泥船適用于開闊海域疏浚施工，自身具備航行、挖泥、運泥、拋泥能力，不需要拖輪、泥駁等輔助船舶配合，機動靈活，本工程疏浚土需要外拋，運距8km，符合自航耙吸挖泥船的適用條件；（2）本工程要求施工期間航道不中斷通航，自航耙吸挖泥船單船作業，占用水域面積小，對通航干擾小，符合工程要求；（3）本工程疏浚土質為軟黏土，回淤性較強，裝艙溢流施工工藝可以通過溢流排出艙內渾水，提高艙內疏浚土的裝載密度，增加單航次裝載量，提高施工效率，符合土質特性要求，因此選擇合理。2.本工程施工質量控制要點中不符合規范要求的內容及改正如下：（1）不符合要求內容：分段長度按照船舶性能、導航定位精度確定，每段長度1.5km不符合要求。改正：耙吸挖泥船分段施工，分段長度應根據挖槽長度、船舶挖長、施工安全要求確定，分段長度不宜大于挖泥船的挖長，對于本工程，耙吸挖泥船一次挖寬長度一般為幾十米到數百米，分段長度不應超過挖泥船一次挖泥作業的長度，且挖槽分段長度應滿足導航定位和水深檢查的要求，分段長度一般不超過1km，當挖槽較長時可以分為多個分段施工，避免分段過長導致挖深偏差積累。（2）不符合要求內容：邊坡采取“上陡下緩，近岸挖薄”的處理方式不符合要求。改正：耙吸挖泥船開挖邊坡，應按照“分層開挖、由深到淺、上緩下陡”的方式施工，通過階梯形開挖逐步形成設計邊坡，保證邊坡坡度符合設計要求，“上陡下緩”會導致邊坡上部超陡，下部淤積，無法滿足設計邊坡要求。（3）不符合要求內容：軟黏土分層厚度取2.5m不符合要求。改正：耙吸挖泥船分層施工，分層厚度應根據土質特性和挖泥船吃水、挖深能力確定，對于軟黏土，分層厚度一般不超過2.0m，軟黏土黏性大，流動性強，分層厚度過大會導致挖泥深度控制不準，出現漏挖和超挖，且大厚度開挖容易導致攏泥不暢，影響施工效率。（4）原控制要點中漏挖區處理不符合規范要求，改正：當檢查發現漏挖區的深度超過允許下偏差的0.3倍時，即應進行補挖，不是超過允許偏差才補挖，規范要求疏浚工程挖槽的水深允許偏差為-0.3m~+1.0m，漏挖區水深小于設計水深超過0.3m才需要補挖，原要點表述不準確。3.施工單位提出的增加回淤量60萬m3的申請不合理，理由如下：（1）回淤是本工程區域的固有特性，施工單位在投標階段就應當充分調研施工區域的水文地質條件，了解回淤特性，合理考慮回淤對施工的影響，將回淤量的風險納入投標報價中，本工程施工周期為6個月，施工單位在施工組織設計中應當合理安排施工進度，減少完工到驗收的間隔時間，施工單位自身安排進度不當導致間隔2個月驗收，責任由施工單位承擔；（2）根據疏浚工程工程量計算規則，疏浚工程量按照設計圖紙計算的天然方量計算，施工期間的回淤屬于施工單位應當承擔的施工風險，除非設計變更改變了挖槽要求，否則不單獨計算回淤增加的工程量；（3）本工程竣工驗收的合格標準是航道平均水深滿足設計要求即可，只要實際水深符合要求，就按照合格工程驗收，施工單位為了維持水深在合格范圍內進行的額外疏浚，屬于保證施工質量的必要投入，不單獨計量；（4）計算過程：60萬m3的回淤量計算方式為工程量=航道面積×回淤強度×時間，本工程總疏浚面積為200萬m3/設計挖深，假設設計挖深為h，總回淤量為（200/h）×0.3×2=120/h，當h為10m時，才為12萬m3，遠小于60萬m3，施工單位的計算本身就存在錯誤，因此申請不合理。4.本工程竣工結算疏浚工程量的計算，根據《疏浚與吹填工程工程量計算規范》，疏浚工程竣工工程量按照設計輪廓范圍內的天然方量計算，超挖量屬于施工措施費，已經包含在合同單價中，不單獨計量，本工程原設計工程量為200萬m3，施工單位要求增加的回淤量不予計量，超挖量40萬m3不予計量，因此本工程竣工結算疏浚工程量為200萬m3。若合同約定超量回淤超過一定范圍可以計量，本題中實際水深滿足設計要求，設計要求的工程量就是200萬m3，最終結算工程量為200萬m3。某港口工程預制沉箱混凝土設計要求強度等級為C30，抗凍等級為F300，最大水膠比不超過0.45，施工單位采用預拌混凝土，現場采用纜式起重機吊運，滑模澆筑施工，施工單位制定了混凝土施工質量控制方案，內容包括：原材料質量控制、配合比優化、攪拌質量控制、運輸過程控制、澆筑振搗控制、養護控制等內容。施工過程中發生如下事件：事件1：施工單位對進場的水泥進行質量檢驗，檢驗了水泥的強度、安定性，合格后用于工程，監理工程師要求補充水泥質量檢驗項目；事件2：施工單位澆筑沉箱混凝土時，當日氣溫為28℃，運輸到現場的混凝土實測坍落度為120mm，不符合施工要求，施工單位現場加水調整坍落度，調整后坍落度達到160mm，繼續進行澆筑；事件3：沉箱混凝土澆筑完成后，施工單位在常溫下澆水養護，養護7d后停止養護，開始沉箱出運準備工作，監理工程師認為養護時間不符合要求，要求整改。施工完成后，施工單位對混凝土強度進行檢驗，共制取了20組標準養護試塊，檢驗結果為強度平均值為34.5MPa，最小值為27.5MPa，經統計計算，強度標準差為2.8MPa。問題：1.針對本工程混凝土特性，補充混凝土原材料質量控制除水泥外的其他主要材料控制要點。2.事件1中，監理工程師要求補充水泥的哪些檢驗項目？3.事件2中，施工單位的做法是否正確？說明理由，正確做法是什么？4.事件3中，監理工程師要求整改是否正確？說明理由。5.判斷本工程混凝土強度是否滿足設計要求，給出計算過程和判斷依據。參考答案：1.本工程混凝土為港口工程沉箱混凝土，要求C30、F300抗凍，最大水膠比0.45，除水泥外，其他原材料質量控制要點如下：（1）粗骨料：應選用質地堅硬、級配良好的花崗巖或玄武巖碎石，含泥量不應大于1%，泥塊含量不應大于0.5%，針片狀顆粒含量不應大于15%，堅固性指標損失不應大于8%，對于抗凍等級F300的混凝土，粗骨料的壓碎指標不應大于30%，禁止使用風化巖石骨料，堿活性指標檢驗合格，避免發生堿骨料反應；（2）細骨料：應選用潔凈的中粗河砂，含泥量不應大于3%，泥塊含量不應大于1%，細度模數控制在2.3~3.0之間，有害物質含量符合規范要求，同樣需要檢驗堿活性，對于抗凍混凝土，不得使用海砂，若必須使用海砂，其氯離子含量不得超過0.03%，控制貝殼含量不超過限值；（3）摻合料：本工程水膠比小，抗凍要求高，應摻加粉煤灰、礦渣粉等活性摻合料，粉煤灰應達到Ⅱ級及以上等級，燒失量不應大于8%，需水量比不應大于105%，礦渣粉的比表面積應控制在400~500m2/kg，活性指數7d不小于75%，28d不小于95%，摻合料的質量必須符合規范要求，通過試驗確定合理摻量；（4）外加劑：本工程抗凍等級F300，必須摻加引氣劑，還可根據需要摻加減水劑、緩凝劑，引氣劑的引氣效果應滿足混凝土含氣量要求，控制含氣量在3.5%~5.5%之間，外加劑的減水率、緩凝時間等指標必須符合要求，氯離子含量不得超過規范要求，不得使用含有引氣劑成分不合格的產品，不同外加劑之間的相容性要通過試驗確定，避免發生不良反應；（5）拌合用水：采用飲用水或符合要求的天然水，水中不得含有影響水泥正常凝結硬化的有害物質，海水不得用于鋼筋混凝土和預應力混凝土拌合，氯離子含量、硫酸鹽含量符合規范要求。2.事件1中，施工單位僅檢驗了強度和安定性，監理工程師要求補充的檢驗項目包括：水泥的凝結時間、細度、標準稠度用水量、氯離子含量、堿含量，對于抗凍混凝土，還需要檢驗水泥的抗硫酸鹽侵蝕性能，本工程為港口工程，處于海洋環境，水泥的品種應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，補充檢驗品種合格證、出廠檢驗報告，還要進行現場取樣的安定性復驗之外，補充凝結時間、細度、氯離子、堿含量項目。3.事件2中，施工單位現場加水調整坍落度的做法不正確，理由如下：（1）預拌混凝土坍落度不符合要求，是生產運輸過程中坍落度損失導致的，現場隨意加水會改變混凝土的水膠比，水膠比增大后會降低混凝土的強度、抗滲性和抗凍性，嚴重影響混凝土質量，本工程水膠比設計最大為0.45，現場加水后水膠比超過設計要求，耐久性無法保證；（2）現場加水無法準確控制加水量，會導致混凝土坍落度波動大，和易性不均勻，影響澆筑振搗質量，容易出現蜂窩麻面等質量缺陷。正確做法：當運輸到現場的混凝土坍落度小于施工要求的坍落度時，應當在混凝土生產廠家技術人員的指導下，加入同水膠比的水泥漿，或者加入適量的同品種減水劑，攪拌均勻后檢查坍落度，符合要求后方可澆筑，調整后仍然不符合要求的，應當作退貨處理，不得直接用于工程。4.事件3中，監理工程師要求整改正確，理由如下：（1）本工程混凝土為港口工程普通硅酸鹽水泥配制的C30混凝土，摻加了摻合料，抗凍等級為F300，根據《港口工程混凝土結構設計規范》和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》要求，混凝土澆水養護的時間，對于采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，養護時間不應少于7d，對于摻加摻合料、有抗凍抗滲要求的混凝土，養護時間不應少于14d；（2）本沉箱混凝土為大體積混凝土，水泥水化熱釋放，早期強度發展需要充足的水分養護，養護時間不足會導致混凝土表面干縮開裂，強度增長不足，抗凍性和耐久性下降，7d的養護時間不能滿足要求，因此監理工程師要求整改正確。5.本工程混凝土強度等級為C30，根據港口工程混凝土強度驗收標準，采用統計方法評定，評定公式為：mfcuλ1sfcu≥0.9fcu,kfcu,min≥λ2fcu,k本題中，n=20組，查評定系數，當n≥15組時，λ1=1.65，λ2=0.85；mfcu=34.5MPa，sfcu=2.8MPa，fcu,k=30MPa，fcu,min=27.5MPa；計算第一個式子：mfcuλ1sfcu=34.51.65×2.8=34.54.62=29.88MPa；0.9fcu,k=0.9×30=27MPa；29.88MPa＞27MPa，滿足第一個條件；計算第二個式子：λ2fcu,k=0.85×30=25.5MPa，fcu,min=27.5MPa＞25.5MPa，滿足第二個條件；因此本工程混凝土強度滿足設計要求。某防波堤工程，總長1200m，采用拋石斜坡堤結構，設計內容為：堤心石為10~100kg塊石，墊層塊石為100~200kg塊石，護面采用2t扭王字體消波塊，護底采用100~150kg塊石，拋填厚度0.8m，堤頂現澆混凝土防浪墻，工程位于開敞海域，地質條件為表層5~8m厚淤泥質黏土，下臥為粉質黏土，地基承載力滿足要求。施工單位施工方案安排為：先進行護底拋石，然后進行堤心石拋填，堤心石拋填從岸側向海側分層推進，分層厚度4m，拋填采用駁船拋填，定位船定位，然后進行墊層塊石拋填，墊層塊石拋填完成后進行扭王字塊安裝，扭王字塊采用預制場預制，起重機吊裝安裝，最后澆筑防浪墻混凝土。施工過程中發生如下事件：事件1：拋填堤心石過程中，施工單位測量發現，堤心石發生了較大的沉降，原拋填高程下降了0.5m，施工單位分析原因，認為是原地基淤泥質土壓縮下沉導致，提出了處理方案；事件2：護面扭王字塊安裝完成后，驗收發現部分塊體安裝空隙率超過設計要求，設計要求空隙率為50%，實測最大空隙率達到62%，不滿足要求；事件3：防浪墻施工為分段澆筑，每段長度15m，施工縫設置在兩段之間，施工單位施工縫處理方式為：將舊混凝土表面鑿毛，清除浮漿，澆筑新混凝土前，澆水濕潤，清洗干凈，然后直接澆筑新混凝土，監理工程師認為施工縫處理不符合要求，要求整改。問題：1.本工程斜坡堤施工，堤心石拋填為什么會產生較大沉降？應當采取什么措施處理沉降問題？2.扭王字塊護面安裝，保證空隙率符合設計要求的施工要點有哪些？3.事件3中，施工縫處理存在哪些問題？寫出正確的處理方法。4.寫出斜坡堤扭王字塊護面的質量驗收主控項目。參考答案：1.本工程堤心石拋填產生較大沉降的原因：（1）本工程原地基表層為5~8m厚的淤泥質黏土，淤泥質黏土孔隙比大，含水率高，壓縮性大，承載力低，堤心石拋填后，地基在堤身自重作用下發生壓縮固結，產生較大沉降；（2）施工單位采用分層拋填，分層厚度4m，分層厚度過大，拋填加載速度過快，淤泥質黏土地基來不及排水固結，地基承載力不足，導致地基發生剪切變形，產生較大的沉降和側向位移；（3）堤心石拋填過程中，塊石本身的空隙在自重和外力作用下被壓縮，塊石重新排列，也會產生一定的沉降，施工單位拋填后沒有進行預壓或等沉降穩定后再進行下一道工序，導致沉降提前發生。處理沉降問題的措施：（1）分級分層拋填，控制分層拋填厚度，每層厚度不超過2m，控制加載速率，每拋填一層，等待沉降穩定后，測量高程，再進行下一層拋填，避免加載過快導致地基剪切破壞；（2）對原地基淤泥質土進行處理，若厚度不大可以采用換填，厚度較大可以采用插塑料排水板、真空預壓等方式進行地基加固，提高地基承載力，減少后期沉降；（3）拋填堤心石時預留沉降量，根據計算和試拋測得的沉降量，適當提高拋填高程，待沉降穩定后，堤心高程正好符合設計要求；（4）對已經發生沉降導致高程不足的堤心石，及時補充拋填塊石，調整高程到設計要求，待沉降穩定后再進行墊層塊石和護面塊體施工，避免護面結構開裂下沉。2.保證扭王字塊空隙率符合設計要求的施工要點：（1）扭王字塊預制必須保證塊體尺寸準確，預制模板的尺寸偏差符合規范要求，避免塊體尺寸過大或過小導致空隙率不符合要求；（2）安裝前準確測量放線，標注安裝位置，按照設計要求的排列順序進行安裝，不得隨意改變排列方式，扭王字塊一般采用錯縫排列，順坡安裝，保證塊體之間相互咬合；（3）控制塊體安裝的垂直度和水平位置，每一塊體都要安放在設計位置，不得隨意堆疊，不得貼靠緊放，安裝時采用起重機逐塊吊裝，輕放到位，避免塊體碰撞導致位置偏移，塊體之間保持設計要求的空隙；（4）對于設計要求的安放層數，嚴格按照層數安裝，不得減少安裝塊體數量，安裝完成后及時檢查空隙率，采用測量體積或水下探摸的方式檢查，空隙率超過設計允許偏差時，及時調整，增加塊體數量，重新安裝；（5）扭王字塊安裝不得采用拋擲安裝的方式，必須吊裝就位，避免拋擲導致塊體堆積緊密，空隙率降低，或者拋擲導致塊體散亂，空隙率過大；（6）安裝完成后，及時檢查，對被風浪沖移位的塊體及時調整位置，保證安裝質量符合要求。3.事件3中，施工縫處理存在的問題：（1）施工縫處僅鑿毛清理，沒有清除松散的混凝土和軟弱層，鑿毛深度不足；（2）澆筑新混凝土前，沒有在施工縫處鋪設一層水泥漿或同配合比的水泥砂漿，直接澆筑混凝土會導致施工縫粘結不牢，出現縫隙；（3）防浪墻為大體積混凝土結構，施工縫設置時，沒有對縫面進行處理，也沒有設置止水設施，本工程為防波堤，擋水結構，施工縫必須設置止水，否則會發生滲漏。正確的處理方法：（1）施工縫在澆筑新混凝土前，將舊混凝土表面的浮漿、松散混凝土、軟弱層全部鑿除，直到露出新鮮的密實混凝土，鑿毛深度不小于10mm，清理干凈鑿毛后的碎屑和雜物，用水沖洗干凈，保持濕潤，但不得有積水；（2）澆筑新混凝土前，在施工縫面上涂刷一層水泥凈漿，或者鋪設一層10~15mm厚的與混凝土同配合比的水泥砂漿，保證新舊混凝土粘結良好；（3）本工程防浪墻為擋水結構，施工縫必須按照設計要求設置止水帶，設計無要求時設置橡膠止水帶，止水帶安裝位置準確，固定牢固，不得有破損，保證止水效果；（4）澆筑新混凝土時，施工縫處充分振搗，保證振搗密實，避免出現蜂窩孔洞，保證施工縫處混凝土質量。4.斜坡堤扭王字塊護面的質量驗收主控項目：（1）塊體的質量，包括預制塊體的混凝土強度，塊體的外形尺寸偏差，必須符合設計要求；（2）護面塊體的安放位置和塊體數量，不得少于設計要求的數量，位置偏差符合要求；（3）墊層塊石的質量、規格，墊層拋填的厚度、范圍，必須符合設計要求；（4）堤心石的規格和質量，拋填高程、平整度，符合設計要求；（5）護面塊體的空隙率，必須符合設計要求，偏差在允許范圍內；（6）護底塊石的規格、質量，拋填范圍和厚度，符合設計要求。某10萬噸級航道疏浚工程，設計水深-12.0m（當地理論深度基準面，下同），設計航寬200m，航道全長15km，疏浚土質為密實中砂，疏浚土采用吹填造陸方式處理，吹填區面積為200萬m2，設計吹高程為+5.0m，吹填區原地形平均高程為-2.0m，吹填土要求固結沉降后平均孔隙率為40%，原土天然孔隙率為50%。施工單位選用絞吸挖泥船施工，采用管道輸送疏浚土到吹填區，排泥管線長度為3km。施工單位制定的吹填施工方案為：按照“由遠及近、分層吹填”的方式施工，分層厚度為2.0m，在吹填區設置了2個溢流口，溢流口設置在吹填區靠近圍埝的底部位置，施工過程中，吹填區發生了圍埝滲漏坍塌事故，施工單位及時進行了處理。吹填完成后，竣工驗收測量，吹填區平均高程為+4.6m，設計要求竣工后一年的沉降量為0.5m，平均固結度達到90%。問題：1.本工程選用絞吸挖泥船是否合理？說明理由。2.寫出本工程吹填施工溢流口設置的錯誤之處，并改正。（3）計算本工程需要的疏浚土方量（不計吹填區流失，結果保留兩位小數）。（4）吹填施工中防止圍埝滲透變形破壞的措施有哪些？參考答案：1.本工程選用絞吸挖泥船施工合理，理由如下：（1）本工程疏浚土質為密實中砂，絞吸挖泥船適用于砂性土、黏性土等多種土質疏浚，對于密實中砂，絞吸挖泥船絞刀切削能力可以滿足開挖要求，開挖效率高；（2）本工程疏浚土要求吹填造陸，絞吸挖泥船自身具備水力輸送、管道排泥功能，開挖后的疏浚土直接通過排泥管道輸送到吹填區，不需要中轉，施工成本低，效率高，適合長距離吹填施工，本工程排泥管線長度僅3km，符合絞吸挖泥船的適用條件；（3）本工程為航道疏浚，斷面規則，吹填區面積大，絞吸挖泥船可以連續施工，生產效率高，適合大規模疏浚吹填工程，因此選用合理。2.本工程溢流口設置的錯誤之處：溢流口設置在吹填區靠近圍埝的底部位置錯誤。改正：溢流口應當設置在吹填區的最低位置，遠離排泥管口的位置，溢流口的高程應當高于吹填設計高程0.5~1.0m，便于帶走泥沙中的細顆粒渾水，提高吹填區的泥沙沉積率，溢流口應當設置多級閘門，根據吹填高程逐漸提升溢流高度，保證吹填區內有足夠的澄清時間，提高泥沙沉積量。3.計算過程如下：吹填區吹填后，設計要求固結后的平均高程為+5.0m，原地形平均高程為-2.0m，所以固結后的吹填厚度為5.0(-2.0)=7.0m；吹填區總體積為：面積×厚度=