第5講,1e410000港口與航道工程技術(shù)

1、窗體頂端1e410000港口與航道工程技術(shù)1e411000港口與航道工程專業(yè)技術(shù)第一章專業(yè)技術(shù)，14節(jié)內(nèi)容可分為3部分：基礎(chǔ)-水文氣象地質(zhì)；建材-水泥鋼材混凝土土工織物；測(cè)量-gps管涌流沙。1e411020港口與航道工程勘察成果的應(yīng)用大綱要求：港口與航道工程中地質(zhì)勘察與地質(zhì)鉆孔剖面圖的應(yīng)用；港口與航道工程地形圖和水深圖的應(yīng)用。重點(diǎn)：工程地質(zhì)勘察階段劃分；港口工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用（土性指標(biāo)、試驗(yàn)）；航道疏浚工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用（鉆孔分類與要求；巖土分類對(duì)疏浚設(shè)備的影響）；水深圖（海圖或航道圖）計(jì)量。難點(diǎn)：港口工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用；航道疏浚工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用；地形圖水深圖的應(yīng)用1e41

2、1021  港口與航道工程地質(zhì)勘察與地質(zhì)鉆孔剖面圖的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一、概述（?？键c(diǎn)）工程地質(zhì)勘察階段應(yīng)按下列原則劃分。大中型工程的地質(zhì)勘察可分為可行性研究階段勘察、初步設(shè)計(jì)階段勘察、施工圖設(shè)計(jì)階段勘察三個(gè)階段。對(duì)于小型工程、工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單或熟悉地區(qū)的工程，可簡(jiǎn)化勘察階段。施工圖設(shè)計(jì)階段勘察應(yīng)能為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治措施提供工程地質(zhì)資料，應(yīng)詳細(xì)查明各個(gè)建筑物影響范圍內(nèi)的巖土層分布及其物理力學(xué)性質(zhì)和影響地基穩(wěn)定的不良地質(zhì)條件。在港口與航道工程地質(zhì)勘察，應(yīng)滿足巖土工程勘察規(guī)范、港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范、疏浚巖土分類標(biāo)準(zhǔn)等要求。在土類和風(fēng)化巖上進(jìn)行勘探，通常使用鋼絲纜沖擊鉆探，而

3、在較堅(jiān)硬的巖石構(gòu)造上則利用旋轉(zhuǎn)式巖心鉆探。如果工程在水中，應(yīng)在船上或在臨時(shí)搭建的平臺(tái)上進(jìn)行鉆探作業(yè)。知識(shí)點(diǎn)二、工程勘察成果（了解）勘察報(bào)告是勘察工作的最終成果，由文字和圖表構(gòu)成，應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)階段的技術(shù)要求。附圖和附表：4圖2表1勘察點(diǎn)平面位置圖以地形圖為底圖，標(biāo)有各類勘察點(diǎn)、剖面線的位置和序號(hào)，勘探點(diǎn)坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)表。2綜合工程地質(zhì)圖以地形圖為底圖，根據(jù)地貌、構(gòu)造、地層時(shí)代、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象等所作的綜合工程地質(zhì)分區(qū)。列有綜合柱狀圖。3工程地質(zhì)剖面圖根據(jù)岸線方向、主要地貌單元、地層的分布、地質(zhì)構(gòu)造線、建筑物輪廓線等確定的剖面位置，繪制縱橫工程地質(zhì)剖面圖。圖上畫有該剖面的巖土單元體的分布、

4、地下水位、地質(zhì)構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)、靜力觸探曲線等。4鉆孔柱狀圖反映鉆孔深度內(nèi)巖土層厚度、分布、性質(zhì)、取樣和測(cè)試的位置、實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)、地下水位，物理力學(xué)指標(biāo)（如天然含水量、孔隙比、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等）隨鉆孔深度的變化曲線。5.原位測(cè)試圖表反映標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探等原位測(cè)試成果的圖表。6土工試驗(yàn)圖表土工試驗(yàn)成果表、固結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表、顆粒級(jí)配曲線等。知識(shí)點(diǎn)三、港口工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用(必考點(diǎn))淤泥土3、黏性土4、穩(wěn)定2、試驗(yàn)3= 12含水量(%)一一土中水重土顆粒重。用于確定淤泥性土的分類?？紫侗萫孔隙體積土粒體積。用于確定淤泥性土的分類和確定單樁極限承載力?？紫堵蕁(%)土中孔隙體積土體總體積

5、。液限l由流動(dòng)狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水量。用于計(jì)算塑性指數(shù)lp和液性指數(shù)il。塑限p土從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為半固體狀態(tài)的界限含水量。用于計(jì)算塑性指數(shù)ip和液性指數(shù)il。塑性指數(shù)ip一一土顆粒保持結(jié)合水的數(shù)量，說明可塑性的大小。用于確定黏性土的名稱和單樁極限承載力。液性指數(shù)il說明土的軟硬程度。用于確定黏性土的狀態(tài)和單樁極限承載力。黏聚力c用于土坡和地基穩(wěn)定驗(yàn)算。內(nèi)摩擦角用于土坡和地基穩(wěn)定驗(yàn)算。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)擊數(shù)n值系指質(zhì)量為63.5kg的錘，從76cm的高度自由落下，將標(biāo)準(zhǔn)貫入器擊入土中30cm時(shí)的錘擊數(shù)。可評(píng)價(jià)地基強(qiáng)度、土層液化可能性、單樁極限承載力、沉樁可能性和地基加固效果等。十字板剪

6、切試驗(yàn)系指用十字板剪切儀在原位直接測(cè)定飽和軟黏土的不排水抗剪強(qiáng)度和靈敏度的試驗(yàn)。十字板剪切強(qiáng)度值，可用于地基土的穩(wěn)定分析、檢驗(yàn)軟基加固效果、測(cè)定軟弱地基破壞后滑動(dòng)面位置和殘余強(qiáng)度值以及地基土的靈敏度。靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)適用于黏性土、粉土和砂土?？膳袛喑翗兜目赡苄?、飽和粉土和砂土的液化趨勢(shì)?！景咐齣e411021-11背景某港口集裝箱碼頭堆場(chǎng)，填土碾壓密實(shí)。設(shè)計(jì)要求碾壓密實(shí)度達(dá)到95%以上；試驗(yàn)測(cè)得回填土的最大于密度為1.80;碾壓后，現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)碾壓密實(shí)度，取樣重450.8g，測(cè)得其原狀體積為232.6cm3、其含水量為12%。2問題該堆場(chǎng)的碾壓密實(shí)度是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求？3分析與答案根據(jù)

7、含水量(%)的定義：含水量(%)=土體中的水重土體中的土重土體中的水重=含水量(%)×土體中的土重土體中的水重十土體中的土重=1+(%)×土體中的土重即：現(xiàn)場(chǎng)取土樣重=(1+12%)×取樣中的土重450.8=(1+12%)×取樣中的土重取樣中的土重=450.8/(1+12%)=402.5g取樣土的干密度為：402.5/232.6=1.73現(xiàn)場(chǎng)碾壓密實(shí)度為：1.73/1.80=96.1%>95%滿足設(shè)計(jì)要求。歷年真題：22.港口工程地質(zhì)勘察成果中，用于確定淤泥性土分類的指標(biāo)有()。a.孔隙比b.含水量c.粘聚力d.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)e.塑性指數(shù)答案：

8、ab知識(shí)點(diǎn)四、航道疏浚工程地質(zhì)勘察成果的應(yīng)用（?？键c(diǎn)）在勘察工作中要求查明疏浚區(qū)、吹填區(qū)內(nèi)巖土的類型、巖土的工程特性及具體分布的詳細(xì)資料。（一）勘察要求1勘探線、點(diǎn)的布置要求勘探點(diǎn)（包括鉆孔、探坑、探井）的布置，應(yīng)根據(jù)不同勘探階段的要求和疏浚區(qū)的地形、地貌和巖土層的復(fù)雜程度確定。勘探線、勘探點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在最新的水深地形圖上，其間距可按表1e411021-7確定。孤立勘探區(qū)域的鉆孔不得少于3個(gè)；地質(zhì)情況單一時(shí)，間距可適當(dāng)放寬。2鉆孔分類與要求(1)鉆孔可分為技術(shù)孔、鑒別孔兩類，技術(shù)孔分控制性鉆孔和一般性鉆孔。(2)疏浚區(qū)的鉆孔深度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)浚挖深度以下3m，鉆孔定位精度應(yīng)大于圖上2mm，吹填區(qū)內(nèi)的鉆

9、孔深度，應(yīng)根據(jù)吹填厚度、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況、巖土特性、圍堰的作用和結(jié)構(gòu)等因素確定。(3)鉆取原狀土樣鉆孔直徑為75loomm，每個(gè)土樣應(yīng)附有土樣標(biāo)識(shí)。（二）巖土分類與判別指標(biāo)疏浚巖土可分為巖石類和土類兩大類，共15級(jí)，如表1e411021-8所示，其主要特性如下。1巖石類疏浚巖石主要分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石。按風(fēng)化程度分為新鮮、微風(fēng)化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化，按成因分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖，按軟化系數(shù)分為軟化巖石和不軟化巖石。疏浚巖石的工程特性指標(biāo)應(yīng)以巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度為判別指標(biāo)。2土類土類分為有機(jī)質(zhì)土及泥漿、淤泥土類、黏性土類、砂土類、碎石土類，如表1e411021-8所示。(l)有機(jī)質(zhì)土及泥漿應(yīng)以天然

10、重力密度為判別指標(biāo)。(2)淤泥土類中的浮泥、流泥按其存在狀態(tài)合并為“流態(tài)”級(jí)別，其工程特性應(yīng)以天然重力密度為判別指標(biāo)。淤泥列為“很軟”級(jí)別，其工程特性應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)和天然重力密度為判別指標(biāo)。(3)黏性土類的工程特性（含淤泥質(zhì)土、粉土類工程特性）應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)和天然重力密度為判別指標(biāo)。(4)砂土類（含砂質(zhì)粉土）工程特性應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)貫人擊數(shù)和天然重力密度為判別指標(biāo)。碎石土類宜以重型動(dòng)力觸探擊數(shù)n63.5（或必要時(shí)用n120，錘重量）及密實(shí)判數(shù)dg為判別指標(biāo)。(三)工程勘察成果在疏浚工程上的應(yīng)用案例【案例1e411021-21背景某航道整治疏浚工程，業(yè)主提供的工程地質(zhì)剖面圖如圖ie411021（教材

11、p18）所示。2問題(1)指出該地質(zhì)剖面圖中海底天然泥面標(biāo)高的最大高差是多少？(2)指出119號(hào)鉆孔與120號(hào)鉆孔間的鉆孔間距是多少？(3)從天然泥面算起，圖中最深的鉆孔孔深是多少？最淺的鉆孔孔深是多少？(4)指出圖中淤泥層厚的范圍是多少？3分析與答案(1)該地質(zhì)剖面圖中海底天然泥面標(biāo)高的最大高差為：-10.20-(-10.50)-0.30m(2)119號(hào)鉆孔與120號(hào)鉆孔間的鉆孔間距是：k9+626-(k9+545)=8lm(3)從天然泥面算起，圖中最深的鉆孔孔深是60.45m。從天然泥面算起，圖中最淺的鉆孔孔深是60.05m。(4)該圖中淤泥層厚的范圍是2.05.50m。1e411022&

12、#160; 港口與航道工程地形圖和水深圖的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一、地形圖（了解）地形指的是山脈、丘陵、盆地、平原等地面的起伏形狀。地面上還有河流、森林及道路、橋梁、房屋等各種建筑物，統(tǒng)稱為地物。利用經(jīng)緯儀等各種測(cè)量?jī)x器將地球表面各點(diǎn)的位置、高度以及各種地物的位置和形狀測(cè)出，并按一定比例尺和規(guī)定的符號(hào)，繪在圖紙上，形成地形圖。如1：500是說地面上直線水平投影長(zhǎng)度500m相當(dāng)于圖上1m。一般說，比例尺越大，反映測(cè)區(qū)的地形越詳細(xì)、精確。注：1、不分設(shè)計(jì)階段的小型工程，其面積小于0.3km2時(shí)，比例尺可采用1：5001:1000（泊位、吹填區(qū)）3、竣工測(cè)量測(cè)圖比例尺應(yīng)按施工測(cè)量要求進(jìn)行海中的水位有漲有落，但多

13、年的水位觀測(cè)值的算術(shù)平均值卻是（接近）一個(gè)常數(shù)，高度變化不大，可將其看作地面點(diǎn)高度的起算面。從1957年起，我國采用青島驗(yàn)潮站所測(cè)的黃海平均海平面作為全國地面高程的起算面。知識(shí)點(diǎn)二、水深圖（必考點(diǎn)）在大地測(cè)量中，對(duì)于平均海水面即基準(zhǔn)面以下的地面點(diǎn)，其高程則用從平均海平面向下量的負(fù)高程表示，如水面下某點(diǎn)距平均海平面的豎直距離為12m，則標(biāo)為-12m。水下地形用連接相同水深點(diǎn)的等深線表示，形成水下地形圖。港口與航道工程及航運(yùn)上常用的水深圖（海圖或航道圖），其計(jì)量水深用比平均海平面低的較低水位或最低水位作為水深的起算面，稱為理論深度基準(zhǔn)面。這是因?yàn)橐荒陜?nèi)約有一半左右的時(shí)間海水位低于平均水位，為了保證

14、船舶航行的安全，使圖上標(biāo)注的水深有較大的保證率。我國海港采用的理論深度基準(zhǔn)面，即各港口或海域理論上可能達(dá)到的最低潮位。內(nèi)河港口則采用某一保證率的低水位作為深度基準(zhǔn)面。某一水域某時(shí)刻的實(shí)際水深由兩部分組成：一部分是基準(zhǔn)面以下的有保證的水深，即海圖中所標(biāo)注的水深，需再加上另一部分基準(zhǔn)面以上的受天文、氣象影響的那部分水深，即潮汐表中給出的潮高（或潮升）值。下圖是地形、水深與基準(zhǔn)面關(guān)系的示意圖（見圖1e411022-1、圖1e411022-2）。歷年真題：5.我國天津港進(jìn)港航道，某時(shí)刻查得該港的潮高為3.0m，該時(shí)刻測(cè)得航道的實(shí)際水深為15m，該港的理論深度基準(zhǔn)面與平均海平面的高差為2.0m，則平均海

15、平面距該港航道底泥面的距離是()m。a.10b.12c.13.5d.14答案：d知識(shí)點(diǎn)三、地形圖、水深圖的應(yīng)用（必考點(diǎn)）所使用的基準(zhǔn)面可能不同，故應(yīng)對(duì)其高程差進(jìn)行換算?！景咐齣e411022】1背景某海域理論深度基準(zhǔn)面在黃海平均海平面以下1.29m，以黃海平均海平面作為基準(zhǔn)的大地測(cè)量，測(cè)得該區(qū)域某淺點(diǎn)處海底高程為-6.00m，從當(dāng)?shù)爻毕聿榈媚硶r(shí)刻潮高為2.12m，該時(shí)刻某公司拖運(yùn)沉箱恰好通過該淺點(diǎn)處，沉箱吃水5.5m拖運(yùn)的富余水深取0.5m。2問題(1)港口工程通航水深計(jì)算的基準(zhǔn)面應(yīng)怎樣選?。?2)當(dāng)?shù)爻毕聿榈媚硶r(shí)刻潮高的起算面是何基準(zhǔn)面？(3)在背景所述時(shí)刻該海域淺點(diǎn)區(qū)的實(shí)際水深為多少？(4)某公司在背景所述時(shí)刻是否可拖運(yùn)沉箱通過該淺點(diǎn)區(qū)？3分析與答案(1