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背景资料 某大型海上工程孤立墩混凝土承台施工，其混凝土的配合比（胶凝材料:砂:

admin2022-08-02  39
问题 背景资料某大型海上工程孤立墩混凝土承台施工，其混凝土的配合比（胶凝材料:砂:碎石）为1:1.50:2.50，水胶比为0.40，胶凝材料总用量为444kg/m3。混凝土的初凝时间为1.5h，终凝时间为5.0h，承台的平面尺寸为10m×10m，承台底标高为+1.0m（理论深度基准面，下同），顶标高为+5.0m，9 根直径1.2m 的大管桩伸入承台混凝土中2m。承台施工时桩芯混凝土已提前灌注完成。施工水域潮汐为规则半日潮，施工日的潮汐表见表5。因承台尺寸较大，施工用非水密模板。采用有效生产能力为50m3/h 的混凝土拌和船，承台混凝土分两次浇筑，第一次浇筑厚度为1.0m，分四层浇筑，自下而上分别为300mm、300mm、200mm、200mm。海上浇筑混凝土要在水位以上进行振捣，在初凝以前底层混凝土不宜被水淹没。表5 施工日潮汐表背景资料某大型海上工程孤立墩混凝土承台施工，其混凝土的配合比（胶凝材料:砂:碎石）为1:1.50:2.50，水胶比为0.40，胶凝材料总用量为444kg/m3。混凝土的初凝时间为1.5h，终凝时间为5.0h，承台的平面尺寸为10m×10m，承台底标高为+1.0m（理论深度基准面，下同），顶标高为+5.0m，9 根直径1.2m 的大管桩伸入承台混凝土中2m。承台施工时桩芯混凝土已提前灌注完成。施工水域潮汐为规则半日潮，施工日的潮汐表见表5。因承台尺寸较大，施工用非水密模板。采用有效生产能力为50m3/h 的混凝土拌和船，承台混凝土分两次浇筑，第一次浇筑厚度为1.0m，分四层浇筑，自下而上分别为300mm、300mm、200mm、200mm。海上浇筑混凝土要在水位以上进行振捣，在初凝以前底层混凝土不宜被水淹没。表5 施工日潮汐表问题1、本承台混凝土的浇筑总量是多少？本承台混凝土的第一次浇筑量是多少？（计算结果保留小数点后2 位）。2、何时开始承台混凝土第一次浇筑对赶潮施工最有利，并说明原因。3、通过计算第一次浇筑的底层和顶层混凝土浇筑时间及潮水涨落潮时间，判断所用拌和船的生产能力是否满足要求？4、为完成承台第一次混凝土浇筑，拌和船至少需要准备胶凝材料、砂、石子、水各多少？（材料的损耗率按5%计，计算结果保留小数点后2 位）5、写出提高承台耐久性的主要技术措施。
选项
答案
解析 1、本承台混凝土的浇筑总量为：10×10×(5.0-1.0)-9×3.14×(1.2/2)2×2≈379.65m3；本承台混凝土的第一次浇筑量为：10×10×1-9×3.14×(1.2/2)2×1≈89.83m3。
2、在落潮的过程中，当潮位落至+1.0m（承台底模板刚露出水面）时开始承台混凝土第一次浇筑对赶潮施工最有利。
  原因是：此时开始承台第一次混凝土浇筑，可使本次混凝土浇筑的施工可利用时间达到
最长，方便施工组织。
3、解法1
1）验算第一次浇筑底层混凝土
第一次底层浇筑量为：10×10×0.3-9×3.14×(1.2/2)2×0.3≈26.95m3；
混凝土拌和船浇筑第一次底层混凝土所需时间：26.95/50=0.54h；
底层混凝土浇筑时间与混凝土初凝时间的和为：0.54+1.5=2.04h。
根据本题潮汐表，可知潮水从+1.0m 落至+0.5m 再涨至+1.3m 时间为：2.5h。
2.5h>2.04h，所以采用有效生产能力为50m3/h 的混凝土拌和船浇筑第一次底层混凝土满足时间要求。
2）验算第一次浇筑顶层混凝土（第一次四层混凝土为连续浇筑，即验算第一次混凝土施工时间是否满足）
第一次混凝土浇筑量为：89.83m3；
混凝土拌和船浇筑第一次混凝土所需时间：89.83/50=1.8h；
浇筑时间与初凝时间的和为：1.8+1.5=3.2h。
根据本题潮汐表，可知潮水从+1m 落至+0.5m 再涨至+2.0m 时间约为：3.5h。
3.5h>3.2h，所以采用有效生产能力为50m3/h 的混凝土拌和船浇筑第一次顶层混凝土满足要求。
PS：本题存在很大争议，允许我发表一下个人意见。
如果支持解法1，请回答以下三个问题：
①题干中“非水密模板”的已知条件作何用？潮水超过底板标高，混凝土未初凝就被淹没，直接和教材关于乘潮浇筑的要求矛盾。
②如果混凝土初凝前允许被淹，那说好的氯离子含量限值要求呢？
③混凝土全部被淹没和部分被淹，实质性的区别在哪里？有定量的规定？
解法2：验算第一次浇筑底层混凝土
第一次底层浇筑量为：10×10×0.3-9×3.14×(1.2/2)2×0.3≈26.95m3；
混凝土拌和船浇筑第一次底层混凝土所需时间：26.95/50=0.54h；
底层混凝土浇筑时间与混凝土初凝时间的和为：0.54+1.5=2.04h。
由于采用非水密模板，潮水涨回至底板+1.0m前，底层混凝土应完成浇筑并初凝。
根据本题潮汐表，可知潮水从+1.0m 落至+0.5m 再涨至+1.0m 时间为：1.84h。推导如下：
6:30～7:00之间，潮水涨落速度为（106.4-78.2）/30=0.94cm/min
可求得潮水从78.2cm涨至1.0m所需时间为20.5min，即0.34h。
故潮水落从+1.0m落至+0.5m，再涨回至+1.0m所需时间为1.84h＜2.04h
所以采用有效生产能力为50m3/h 的混凝土拌和船浇筑第一次底层混凝土不满足时间要求。由此，第一次混凝土浇筑拌合船的生产能力不满足要求。
     PS：根据出题者的意图，这种相对正确解法可能要被抹杀了。题干中的“淹没”和潮汐表中的数据，均指向了解法1。但是，只有解法2，将“底层混凝土初凝前不宜受水淹”和“非水密模板”完美结合。

从估分的角度，大家按解法1吧…
4、为完成承台第一次混凝土浇筑，拌和船至少需要准备如下：
1）胶凝材料：444×89.83×(1+5%)≈41878.75kg≈41.88t；
2）砂：444×1.50×89.83×(1+5%)≈62818.12kg≈62.82t；
3）石子：444×2.50×89.83×(1+5%)≈104696.87kg≈104.70t；
4）水：444×0.40×89.83×(1+5%)≈16751.50kg≈16.75t。
5、提高承台耐久性的主要技术措施为：
1）选用优质的原材料；
2）按《水运工程混凝土施工规范》的规定，优化混凝土的配合比设计；
3）精心施工；
4）防止混凝土结构开裂；
5）应用高性能混凝土；
6）应用环氧涂层钢筋。
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