2015一级建造师港口航道与实务浓缩版（自编）
港口工程与航道技术
波浪：波浪是在外力作用下，具有自由面的液体质点偏离平衡位置的有规律的振动。 上跨点：指从坡谷到波峰的波形线与静水平面交点。 波浪周期：波形传播一个波长的距离所需要的时间T；
波浪观测中，常用相邻两个坡峰先后通过同一点的时间间隔作为周期。 波高：波峰与波谷的高差H。 波陡：波高与波长之比 δ=H/L。
波速：单位时间内波形传播的距离C=L/T。 不规则波：实际各个波浪要素都是不相同的。 规则波：理想的波浪要素形成的波浪。
波浪玫瑰图：表示某地各个不同方向各级波浪出现频率的图为波浪玫瑰图。波高间隔0.5m为一级，周期间隔1s为一级，然后从月报表中统计各向各级波浪的出现次数，并除以统计期间的总观测次数。连续三年的的资料才比较可靠。有了波浪报表就可以绘制波浪玫瑰图。玫瑰图有多种，极坐标是其中的一种。也可按月按季绘制。极坐标：径向长度频率，垂直径向长度波高。 波高接近于平均值的波浪个数所占的百分比最大。 平均波高H :海面上所有波浪波高平均值。
最大波高：某次观测中实际出现的最大的一个波，有时候根据统计规律推算出在某种条件下出现的最大波高。Hmax
1/10大波波高H1/10，周期T1/10:总个数的1/10个大波波高平均值。有效波高Hs(H1/3)：总个数的1/3个大波波高平均值。其大小与和海面上定期出现的显著大波的平均波高相近，因而也称其为显著波高。 半日潮：周期为半个太阴日，高潮（低潮）的潮高相差不大，潮差几乎相等，间隔也几乎相等（12h25min）。厦门、青岛、天津港。
日朝：周期为一个太阴日的潮汐叫日潮。半个月中多数只有一次高潮和低潮，其余为不规则半日潮混合潮。北海、八所。
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，其余不正规半日混合潮。榆林 陆地高程起算面：黄海（青岛验潮站）
海图深度基准面：56年采用理论深度基准面。低于平均海平面的一个作用面，某些低潮时露出来。目前，我国规定以“理论最低潮位”为海图基准面，变为潮位基准面。 海港工程：总体设计与结构设计采用相同的设计水位。
设计潮位：1、设计高水位、低水位，极端高水位、低水位。
2、海岸港、潮汐作用河口港：设计高水位采用高潮累计频率10%的潮位，即高潮10%。设计低水位采用低潮累计频率的90%的潮位，即低潮90%。
3、海岸港、潮汐作用河口港：有历时累计频率资料，设计高水位、低水位分别采用历时累计频率的1%、98%。
4、潮汐作用不明显的河口港：设计高水位、低水位分别采用历时累计频率的1%、98%。
5、海港工程的极端高水位、低水位分别采用 50年重现期极值高水位、低水位。 最高潮位
大潮平均高潮位 平均高潮位 小潮平均高潮位
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平均低潮位 小潮平均低潮位 平均低潮位 大潮平均低潮位 最低潮位
海水的温度、盐度的差异而引起的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，海上风云和气压的变化，江河径流等，是海流发生的外因。波浪破碎产生沿岸流、离岸流。 近岸海流3种：1、潮流、2、河口水流、3、沿岸流和离岸流。 近岸海流一般以潮流和风浪流为主；
河口区的海流一般以潮流和径流为主。盐水楔异重流也相当显著。 潮流界：潮流到达河流上游最远处。 超区界：上游完全不受潮流影响的位置。
1、 潮流界和潮区界之间，仅有水位升降的现象，而不存在指向上游的涨潮流。
2、 在潮流界以下，涨落流量呈现往复形式，因有径流加入，落潮流量大于涨潮流量。 3、 涨潮历时小于落潮历时，涨潮历时越向上游越短。 海岸带分类：1、沙质海岸，粒径大于0.1毫米 2、淤泥质海岸：粒径小于0.03毫米
盐淡水交汇造成淤泥颗粒的絮凝现象，促进了泥砂的淤积，淤积的部常在盐水楔顶端的滞流区附近，内河的特征水位和泥砂运动规律。
海岸带的泥沙来源：河流来沙、邻近岸滩来沙、当地悬崖浸蚀来沙和海底来沙。
泥沙的运动规律：泥沙运动的一般规律，床面上的泥沙，即具有可动性，也具有对运动的抗拒性。 随河水流动的固体颗粒，即称为泥沙（或固体径流）；
沙质有悬移质和推移质，淤泥悬移质为主。粗颗粒推移质为主。
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。 沙质海岸波浪式输沙为主要动力。 淤泥质海岸潮流是输沙的主要动力。
内河的特征水位：最高水位、最低水位、平均水位，平均最高水位，平均最低水位，正常水位。 中水位：相当于历史50%的水位。
泥沙的运动状态：悬移质、推移质和河床（跃移）质运动状态。
风：6级强风10.8-13.8米/秒，7疾风,8大风，17.2~20.7m/s；9烈风,10狂风,11暴风,12飓风32.7-36.9 12级以上或风力达到12级为台风；10~11级为强热带风暴，24.5~32.1m*/s；8~9为热带风暴，17.2~24.1m/s；6低于8级（6~7级）10.8~17.1m/s，称为热带低压。
风速为17.2~20.7m/s或风力达8级以上时称大风。一日有此级风出现即为大风日。 船舶防风:6级以上的季风和热带气旋。 未来48小时，6级以上，“在台风威胁中”。 未来12小时，6级以上，“在台风严重威胁中”。
施工船舶接近台风中心，风力达8级以上时，称船舶“在台风袭击中”。 船舶撤离时间：
1、 确保碇泊施工的船舶及其辅助船舶，设备（包括水上管线和甲板驳等）在6级大风范围半径到达工
地5h前抵达防台锚地；
2、 确保自航施工船舶在8级大风范围半径到达工地前5h前抵达防台锚地。 风玫瑰图表达：时间段、风向、风速、频率。 大风日：某一时段超过8级风的天数
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工程地质勘察
港口与航道工程地质勘察必须贯彻国家有关技术经济政策，精心勘察，密切配合工程实际，具体分析和评价场地的工程地质条件，提出反映客观实际、满足工程需要的勘察成果，为港口与航道工程建设的全过程服务。
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、施工图设计阶段勘察。 在土类和风化岩上进行勘探：用钢丝缆冲击钻。坚硬的岩石：旋转式岩心钻探。 工程地质勘察结果：
勘察报告是勘察工作的最终成果，由文字和图表构成，应满足相应设计阶段的技术要求。 勘察报告的格式和内容： 1、 序言
勘察工作的依据，目的和任务，工程概况和设计要求、勘察沿革等。勘察和原位测试的设备和方法。土工试验的仪器和设备、测试方法、试样的质量评价等。 2、 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。与工程有关的微地貌单元（如岸坡区、填土区、掩埋的古冲沟分布区等）的特征与分布。 3、 岩土层的分布
岩土层的分布、产状、性质、地质时代、成因类型、成层特征等。 4、 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。 5、 不良地质现象
不良地质现象的性质、分布与发育程度、形成原因及防治措施与建议。 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。地下水水质对建筑材料的侵蚀性。 7、 地震
按照地震规范划分场地土和建筑场地类别，场地中对抗震有利、不利和危险地段。根据地震裂度，判定饱和砂土在地震作用下的液化趋势。 8、 岩土物理力学性质
各岩土单元体的特性、状态、均匀程度、密实程度和风化程度等物理力学性质指标的统计值。 9、 岩土工程评价
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；对持力层的推荐和施工中应注意的问题；天然岸坡稳定的评价；不良地质现象的整治方案建议；地基处理方案的建议；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
以地形图为底图，标有各类勘察点、剖面线的位置和序号，勘探点坐标、高程数据表。 ②综合工程地质图
以地形图为底图，根据地貌、构造、地层时代、岩土性质、不良地质现象所作的综合工程地质分区。列有综合柱状图。 ③工程地质剖面图
根据岸线方向、主要地貌单元、地层的分布、地质构造线、建筑物轮廓线等确定的剖面位置，绘制纵横工程地质剖面图。图上画有该剖面的岩土单元体的分布、地下水位、地质构造、标准贯入试验
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击数、静力触探曲线等。 ④钻孔柱状图
反映钻孔深度、分布、性质、取样和测试的位置，实测标准贯入击数、地下水位，有关的物理力学指标（如天然含水量、孔隙比、无侧限抗压强度等）随钻孔深度的变化曲线。 ⑤原位测试图表
反映标准贯入、静力触探等原位测试成果的图表。 ⑥土工试验图表
土工试验成果表、固结试验数据表、颗粒级配曲线等。、 ⑦各岩土单元体的物理、力学指标统计表
⑧对于特殊地质条件或满足特殊需要而绘制的专门图件。
《港口工程桩基规范》桩基工程勘察要点的要求：各层土的物理力学性能指标试验宜包括：含水量、重力密度、孔隙比、流限、塑限、灵敏度、颗粒成分、密度、压缩系数、压缩模量、无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦、标准贯入试验击数和现场十字板剪切强度等。有条件时宜进行静力触探试验。
地质勘察成果的应用：
含水量w(%）：土中水重/土中土颗粒重。用于确定淤泥性土的分类。
孔隙比e: 孔隙体积/土粒体积。用于确定淤泥性土的分类和确定单桩极限承载力。 孔隙率n(%):孔隙体积/土体总体积。
液限wl：由流动2状态转为半固定状态的界限含水量。用于计算塑性指数Ip和液性指数Il。 塑限wp：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Ip和液性指数Il。
塑性指数Ip：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。
液性指数Il：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。 粘聚力c：用于土坡和地基稳定验算。 内摩擦角Φ：用于土坡和地基稳定念算。
孔隙比、塑性指数、液性指数：确定单桩极限承载力
标准贯入实验：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。可根据标准贯入击数，结合当地经验确定砂土的密实度、砂土的内摩擦角和一般黏性土的无侧限抗压强度，评价地基强度、土层液化可能性、单桩极限承载力、沉桩可能性和地基加固效果等。
十字板剪切实验：系指用十字板剪切仪在原位直接测定饱和软黏土的不排水抗剪强度和灵敏度的试验。十字板剪切强度值，可用于地基土的稳定分析、检验软基加固效果、测定软弱地基破坏后滑动面的位置和残余强度值以及地基土的灵敏度。
静力触探实验：静力触探试验适用于黏性土、粉土和砂土。可根据静力触资料，结合当地经验和钻孔资料划分土层，确定土的承载力、压缩模量、单桩承载力、判断沉桩的可能性、饱和粉土和砂土的液化趋势。
砂土密实度分类：N≤10松散，10 黏质粉土的天然状态：30~15坚硬；15～8硬；8～4中等；4～2软。 淤泥质土:1.0 【案例一】-1某港口集装箱码头堆场，填土碾压密实。设计要求碾压密实度达到95%以上；试验测得回填土的最大干密度为1.80;碾压后，现场取样检测碾压密实度，取样重450.8g，测得其原状体积为 3 232.6cm,其含水量为12％。 4 / 121 问题：①该堆场的碾压密实度是否达到了设计要求。 分析： 根据含水量w（%）的定义：含水量w(%)=土体中的水重/土体中的土重 土体中的水重＝含水量×土体中的土重 土体中的水重＋土体中的土重＝〔1＋w(%)〕土体中的土重 即： 现场取土样重＝（1+12%）取样中的土重 450.8＝（1+12％）取样中的土重 取样中的土重＝450.8/（1+12％）＝402.5g 取样的的干密度为：402.5/232.6＝1.73 现场碾压密实度为：1.73/1.8＝96.1％＞95％ 满足设计要求。 【案例一】-2某码头后方堆场回填、碾压密实工程，合同要求碾压密实度≥95%。击实试验测得在最佳状态时，容积为997cm3的击实筒内土样质量为22166g，其含水率为8.1%。 碾压现场的密实度检测结果为：取样体积为460 cm3，质量为980g。现场土样测定含水率的结果是：土样21.5g，按规定烘至恒重后为19.7g。 根据上述的击实试验，该填土料的最佳含水率是多少？最大干密度是多少？ 答：依题意该填土料的最佳含水率是8.1%。 击实试验中：土样的湿密度＝土样的质量/击实筒的容积 ＝2166/997＝2.17（g/cm3） 击实试验的最大干密度＝土样的湿密度/（1＋最佳含水率） ＝2.17/（1＋8.1%）＝2.01（g/cm3） 干密度=烘至恒重后的土样质量/土样体积= [22166/（1+8.1%）] /997 =土样的湿密度/（1＋最佳含水率） 【案例一】-3依上题所述，根据现场碾压密实度测定的结果，现场碾压后的含水率为多少？干密度为多少？碾压密实度是否满足合同规定？ 答： 现场碾压后的含水率＝（取样湿土质量－烘干土质量）/烘干土质量 ＝（21.5－19.7）/19.7＝9.1% 现场碾压后的干密度＝（现场湿土样质量/该土样的体积）/（1＋现场碾压后的含水率） ＝（980/460）/(1＋9.1%) ＝1.95 （g/cm3） 或：干密度=烘至恒重后的土样质量/土样体积=19.7/[21.5/（980/460）] 碾压密实度＝现场碾压后的干密度/击实试验的最大干密度 ＝1.95/2.01＝97%＞95% 满足合同规定。 航道疏浚工程地质勘察成果应用 钻孔;1、技术钻孔,又分控制性钻孔和一般性钻孔. 2、鉴别钻孔. 疏浚区钻孔：设计深度以下3米，定位精度大于图上2mm，钻孔直径75-100毫米。 疏浚岩土可分为岩石类和土类两大类，共15级。 疏浚岩石工程特性：以岩块单轴抗压强度判别。疏浚岩石根据坚固性分为硬质岩石和软质岩石。此外可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化、，按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩，按软化系数分为软化岩石和不软化岩石。 5 / 121