[背景资料]
某海港挡沙堤,从防波堤外侧向海中延伸。堤身采用钢筋混凝土沉箱结构,沉箱安装于抛石基床上,拋石基床厚度为1.0m,按深水重力式码头基床的要求进行夯实,箱内回填砂。沉箱数量共计14个,外型尺寸(长×宽×高)为17.6m×14.9m×13.2m,每个沉箱有12个舱格,沉箱混凝土设计强度等级为C30,见图5。沉箱在位于港内的沉箱预制厂预制,采用胶囊运移、半潜驳出运,现场用锚缆定位安装。沉箱出运时,箱内不灌水。半潜驳下潜坑设置于防波堤内的有掩护水域。
(来学网)
施工项目部缺乏当地同类混凝土立方体抗压强度数据,在设计混凝土配合比时,根据规范确定了沉箱混凝土施工配制强度。对于沉箱出运、安装施工,进行了沉箱浮游稳定性计算。计算中,混凝土和海水的重度分别取24.5kN/m³和10.25kN/m³,算得沉箱本体、箱内混凝土残渣和箱顶盖板的总重为16792.10kN,及该部分重量对沉箱底面的力矩之和为91549.64kN·m。对于基床夯实,项目部采用满足规范要求的夯实船和夯锤,按规范要求进行八夯次施工。经过项目部的科学组织,按期、安全和高质量完成了本项目施工。
[问题]
1.计算出沉箱混凝土的施工配制强度(列出主要计算过程,计算结果四舍五入保留1位小数)。
2.计算出沉箱出运时的定倾高度(列出主要计算过程,计算结果四舍五入保留2位小数)。
3.写出本工程基床夯实宜采用的夯击能范围和夯实作业的施工方法。
4.写出沉箱安放后的施工要点。
正确答案:
1.C30混凝土的施工配制强度:σ取4.5MPa
fcu,0=fcu,k+1.645σ
=30+1.645×4.5
=37.4MPa
2.浮游稳定性计算:
重心距底板底面高度:yc=91549.64/16792.10=5.452m
排开水的体积:V=16792.10/10.25=1638.254m³
沉箱吃水:H=1638.254/(17.6×14.9)=6.247m
浮心距底板底面高度:yw=H/2=3.124m
重心在浮心以上的距离:α=5.452-3.124=2.328m
定倾半径:ρ=I/V=17.6×14.9^3/12/1638.254=2.961m
定倾高度为:M=ρ-α=2.961-2.328=0.63m
3.对无掩护水域的深水码头,冲击能宜采用150~200kJ/m²
基床夯实作业方法是:基床夯实采用纵横向相邻压半夯、每点一锤,分初、复夯各一遍,一遍四夯次。采用两遍夯实的方法,防止基床局部隆起或漏夯。
4.沉箱安装的施工要点
(1)因沉箱安在防波堤外,波浪、水流条件复杂。沉箱安放后应立即将箱内灌满水,待经历1~2个低潮后,复测位置,确认质量合格后,及时填充箱内填料。
(2)沉箱内抽水或回填时,同一沉箱的各舱宜同步进行,其舱面高差限值通过验算确定,不应超过设计限值。