DB34∕T 4167-2022 公路运营桥梁抬桩加固技术规程(安徽省).pdf
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1、 ICS 93.040 CCS P 28 34 安徽省地方标准 DB34/T 41672022 公路运营桥梁抬桩加固技术规程 Technical specification for pile lifting and reinforcement of operating highway bridge 2022 - 06 - 29 发布 2022 - 07 - 29 实施 安徽省市场监督管理局 发 布 DB34/T 41672022 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承
2、担识别专利的责任。 本文件由安徽皖通高速公路股份有限公司提出。 本文件由安徽省交通运输厅归口。 本文件起草单位:安徽皖通高速公路股份有限公司、安徽省交通控股集团有限公司、武汉二航路桥特种工程有限责任公司、武汉理工大学、安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司、上海天演建筑物移位工程股份有限公司、荆州长江公路大桥管理局。 本文件主要起草人:李刚、曾松亭、郭永乐、乐绍林、李传生、全小娟、徐宏光、汪志春、周华威、章伯林、何雄君、洪莹、操川、杨曦、周欢、徐浪、孙兵、彭勇平。 DB34/T 41672022 1 公路运营桥梁抬桩加固技术规程 1 范围 本文件规定了运营桥梁抬桩加固设计与施工要求。 本文件适
3、用于公路运营桥梁桩基础加固工程。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2793 胶粘剂不挥发物含量的测定 GB 5768 道路交通标志和标线 GB 50017 钢结构设计标准 GB 50367 混凝土结构加固设计规范 GB 50496 大体积混凝土施工标准 GB 50728 工程结构加固材料安全性鉴定技术规范 JT/T 523 公路工程水泥混凝土外加剂 JT/T 1037 公路桥梁结构监测技术规范 JTG/T 2
4、231-01 公路桥梁抗震设计规范 JTG/T 3360-2 公路桥梁抗撞设计规范 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG 3363 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG/T 3512 公路工程基桩检测技术规程 JTG/T 3650 公路桥涵施工技术规范 JTG 5120 公路桥涵养护规范 JTG 5220 公路养护工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG D81 公路交通安全设施设计规范 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 JTG H1
5、0 公路养护技术规范 JTG H30 公路养护安全作业规程 JTG/T J22 公路桥梁加固设计规范 JTG/T J23 公路桥梁加固施工技术规范 交通运输部 公路水运工程淘汰危及生产安全施工工艺、 设备和材料目录 (应急管理部2020年第89号) DB34/T 41672022 2 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 抬桩加固法 reinforcement method of pile lifting 在桥梁下部结构周围增设新桩, 通过新承台将新桩与原下部结构连接成整体, 共同承受荷载的一种加固方法。 横向抬桩法 lateral pile lifting method 沿桥墩横桥向
6、以在两侧增设新桩基础为主的抬桩加固方法。 纵向抬桩法 longitudinal pile lifting method 沿桥墩纵桥向以在两侧增设新桩基础为主的抬桩加固方法。 组合抬桩法 combined pile lifting method 根据桥下施工条件及下部结构形式组合采用横向抬桩法和纵向抬桩法的加固方法。 整体抬桩法 integral pile lifting method 桥梁分幅抬桩后连接成整体的抬桩加固方法。 被动抬桩法 passive pile lifting method 新桩主要依靠后期沉降被动分担荷载的抬桩加固方法。 主动抬桩法 active pile lifting
7、method 采取专项措施对新桩进行预压并主动承担荷载的抬桩加固方法。 4 基本规定 抬桩加固法可用于有下列目标需求的公路运营桥梁加固: a) 提升桩基础竖向和水平向承载能力; b) 改善下部结构抗弯能力和稳定性; c) 改善桥梁抗震和防撞性能。 根据工程需要,抬桩加固法可单独使用,也可与其他加固方法联合使用。 公路运营桥梁抬桩加固可按前期准备、加固设计、加固施工、质量验收的程序进行。 公路运营桥梁抬桩加固设计包括但不限于以下内容: a) 总体加固设计,主要包括桥梁的加固方法的选择、加固范围和整体施工顺序等; b) 主体结构的加固设计,主要指新桩、新承台及其连接的设计; c) 原桥结构的维修处
8、置设计,主要指与抬桩加固相关的结构的维修与处置; d) 附属设施及河床防护的设计,主要指桥梁的护岸、护坡、护底、导流和防撞等设施设计; e) 临时设施设计; f) 交通组织设计; g) 其它。 公路运营桥梁抬桩加固施工包括但不限于以下内容: DB34/T 41672022 3 a) 施工准备; b) 临时设施施工; c) 交通组织实施; d) 新桩施工; e) 新承台施工; f) 新桩预压(必要时); g) 原桥结构处理(必要时); h) 附属结构的加固施工; i) 河床防护施工(必要时); j) 场地恢复及施工验收。 公路运营桥梁抬桩加固宜采用动态设计以指导施工。 公路桥梁抬桩加固应综合考虑
9、桥梁相关的泄洪、冲刷、防护及区域交通等需求。 5 材料 混凝土 5.1.1 桥梁抬桩加固用混凝土的强度等级应比与其相连的原结构构件提高一级,且不得低于 C30;当采用预应力混凝土进行加固时,其强度等级不得低于 C40。桩基混凝土参考 JTG 3363 和 JTG 3362 的要求执行。 5.1.2 桥梁抬桩加固用水泥、 粗集料、 细集料、 拌和用水、 掺合料、 外加剂等应符合 JTG/T J22、 JTG/T J23、JTG/T 3650、JTG E42、JT/T 523 的规定。 5.1.3 当桥梁抬桩加固工程选用聚合物混凝土、自密实混凝土时,应在施工前进行试配,并应检验其强度、抗干缩性及耐
10、腐蚀性。 钢材及焊接材料 钢材及焊接材料应符合 JTG/T J22、JTG D64 的规定。 锚固件 锚固钢筋、全螺纹螺杆和锚栓应符合 JTG/T J22 的规定。 胶粘剂 胶粘剂包括种植钢筋和锚栓用胶,其性能均应符合 JTG/T J22、GB 50367、GB 50728、GB/T 2793的规定。 6 设计 一般规定 6.1.1 抬桩加固可选择横向抬桩法、纵向抬桩法或组合抬桩法。 6.1.2 加固设计前应进行桥梁检测,并应做好全面调查研究,充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震、检测养护等资料。 6.1.3 加固方案应考虑桥梁病害、设计年限、水文地质、河床演变、施工条件、施工能力、
11、运营情况等因素综合确定,并通过专家论证。 DB34/T 41672022 4 6.1.4 原桩基位于不良地质、采空区、滑坡体、不利水文条件时,应进行专项设计。 总体加固设计 6.2.1 抬桩加固设计应综合考虑下部结构承载力及稳定性、施工方法、桥下净高、通航、泄洪、河床防护等主要因素,选择合理的抬桩加固方式,具体可参考表 1。 表1 抬桩加固方法使用条件 序号 抬桩加固方法 适用条件 备注 1 横向抬桩法 (1)桥下净高不满足桩基施工要求 (2)对桥下通航有影响 (3)对桥下泄洪有较大影响 (4)桥下无纵向抬桩、组合抬桩施工条件 (1)抬桩加固施工应确保施工过程中桥梁下部结构及外围设施的承载力及
12、稳定性满足安全要求 (2)对于桥梁抬桩加固的承载能力提高较大和新增抬桩结构恒载较大时,宜采用主动抬桩法进行设计 (3)对于地基表面存在较厚软弱层且桩基施工会造成运营桥梁移位与沉降时,不宜采用抬桩加固法设计 2 纵向抬桩法 (1)桥下净高满足桩基施工要求 (2)对桥下通航无影响 (3)对桥下泄洪有较小影响 (4)桥侧无横向抬桩、组合抬桩施工条件 3 组合抬桩法 需较大提高桥梁桩基承载力及稳定性时,采用单一横向抬桩或纵向抬桩难以实现加固目标 4 整体抬桩法 两幅及以上桥梁需提高整体承载力及稳定性,且相邻幅下部结构能够连成可接受的整体 6.2.2 桥梁下部结构为单排桩时,新承台与原桥梁下部结构的连接
13、部位可以为桩基、承台、系梁、墩柱等;桥梁下部结构为多排桩时,新承台与原桥梁下部结构的连接部位为承台或系梁;横向抬桩法的设计形式详见附录 A、纵向抬桩法的设计形式详见附录 B、组合抬桩法的设计形式详见附录 C、整体抬桩法的设计形式详见附录 D。 6.2.3 桥梁抬桩的施工顺序应根据运营桥梁的承载能力、交通要求、施工方法、实施条件及施工要求等综合确定。 主体结构加固设计 6.3.1 新桩和新承台设计应符合 JTG D60、JTG 3363 和 JTG 3362 的相关规定。 6.3.2 新桩宜采用与原桩相同的支撑类型。 6.3.3 新桩长度和桩径应根据设计理念、 桥梁承载力及稳定性提高要求、 地质
14、条件和设备条件等确定。 6.3.4 新桩和旧桩中心距应确保施工过程不产生塌孔和桥梁沉降,新桩采用摩擦桩时尚应符合下列规定: a) 钻孔桩、挖孔桩和植桩中心距不宜小于新桩桩径与旧桩桩径之和; b) 存在软弱层、破碎带、滑坡体等情况,需根据实际情况确定中心距。 6.3.5 新桩承载力设计值应符合下列规定: a) 采用新桩代替旧桩受力的设计理念时, 新桩承载力不小于旧桩的设计荷载, 且满足设计使用年限内的安全使用要求; b) 采用新桩加固补强旧桩受力的设计理念时, 新桩承载力不应小于新桩加固补强的设计荷载, 且应满足施工可行性要求; c) 对有防撞和抗震要求的桥梁,防撞和抗震能力应符合 JTG/T
15、3360-2、JTG/T 2231-01 的相关规定。 DB34/T 41672022 5 6.3.6 新承台设计应确保承台抗弯、抗剪、抗冲切和局部承压能力满足要求,植筋应避开墩柱钢筋,并符合如下规定: a) 新承台厚度不宜小于桩直径的 1.5 倍, 且不宜小于 2 m, 顶标高应综合考虑结构受力、 泄洪、通航、施工难度、美观等要求; b) 新承台位于墩柱范围时,应考虑承台下方的原桥下部结构部分的处置; c) 新承台位于承台系梁范围时,新承台包裹原结构厚度不宜小于 20 cm, 并加强倒角位置及薄弱断面的抗裂构造设计; d) 新承台位于旧桩范围时, 应考虑桥墩结构及新承台以上的旧桩部分的承载能
16、力、 稳定性及施工可行性; e) 根据新承台的受力要求,在新承台底部合理设置劲性骨架; f) 考虑新承台浇筑的支撑体系及承台底混凝土的浇筑方法, 防止新老结构连接脱空, 必要时进行注浆; g) 按 GB 50496 的要求提出温控措施; h) 根据实施条件、桥梁承载能力、支撑条件和抬桩方式,综合确定新承台的浇筑顺序; i) 为增强相邻承台之间的连接,同时减小施工过程中因相邻幅不均匀沉降与振动等原因造成新承台开裂, 整体抬桩时应考虑先将各幅承台独立浇筑成型, 再浇筑连接部位混凝土形成整体,同时设置可靠的连接构造及预埋件; j) 主动抬桩应设计可靠的反压系统及预埋件; 承台浇筑时, 应采取措施将伸
17、入承台的桩基主筋与承台隔离,桩基反压后再进行连接。 6.3.7 新承台与原桥梁下部结构连接应符合下列要求: a) 新承台高度范围内原结构连接表面应按 JTG/T J22 的要求进行凿毛、植筋,并在混凝土浇筑前进行清洗检查,确保新老混凝土连接界面粗糙、干净; b) 新承台包裹旧承台(系梁)时,若新承台平面最小尺寸超过 5 m,应设计旧承台(系梁)底防脱空的注浆措施。 6.3.8 新桩预压设计应符合下列规定: a) 新桩预压应设计专门的反压系统, 可采用悬臂梁预压方式实施, 也可基于承台或桥墩锚固的简支反压梁或护筒锚固的反力架进行预压,确保反压力可持续保留至承台施工完成; b) 同一桥墩位,各新桩
18、预压荷载相等; c) 采用新桩代替旧桩受力且旧桩保留的设计方法时, 预压总荷载不小于旧桩设计总荷载的 70%,不得大于桩顶以上全部恒载的 90%; d) 采用新桩代替旧桩受力且旧桩拆除的设计方法时, 预压总荷载不小于旧桩设计总荷载的 100%,新承台全部施工完成并达到设计强度后拆除旧桩; e) 采用新桩加固补强旧桩受力且旧桩保留的设计方法时,预压总荷载不小于新桩加固补强的设计总荷载; f) 新桩桩顶预压沉降量由桩身压缩量和桩底以下土体沉降量两部分组成, 应参照 公路桥涵地基及基础设计规范 进行计算。 其中, 桩底以下土层沉降量应以加固后的荷载增量作为计算荷载; g) 新桩预压实际沉降量与设计沉
19、降量相差不应超过 20%。 6.3.9 需预压的新桩主筋应采用带肋钢筋,应采用主筋伸入承台的连接,条件容许时,桩头伸入承台不应小于 10 cm (不应与承台主筋发生冲突),进入承台的桩基主筋应从承台底面以上约 15 cm 处开始做成喇叭形(相对竖直线倾斜约 15 ),钢筋倾斜段长度不应小于 35 倍钢筋直径。 6.3.10 设计时应在新桩与承台之间预留后浇筑段,新桩预压完成前,新桩与承台之间应能相对移动。后浇段的尺寸应满足模板安装、钢筋安装(焊接)、表面凿毛等作业空间需求,并具备从承台顶面浇筑微膨胀混凝土或高强无收缩自密实砂浆填充密实的条件,后浇段填充物强度等级不应低于承台混凝土DB34/T
20、41672022 6 强度等级。桩基钢筋在后浇段设接头时,应采用焊接连接,但一个接头区段长度内不容许出现 2 个及以上接头,接头应待桩基预压完成并锁定后焊接。桩基钢筋不在后浇段内设接头时,可采用外套小直径波纹管等方式将钢筋与承台混凝土分开,待预压完成后采用与后浇段相同的材料将波纹管与钢筋之间的间隙填充密实,波纹管内径应满足填充料施工需求,且不小于 50 mm。 6.3.11 不管采用何种预压方式, 新承台底层钢筋均应在浇筑承台主体混凝土前完成安装, 桩周 35 倍钢筋直径范围内承台底层钢筋不宜设置接头。 桩顶预留喇叭口时, 喇叭口形后浇段范围内承台顶面钢筋可以在预压完成并锁定后安装,同一接头长
21、度区段内不容许出现 2 个及以上接头。 6.3.12 通航桥梁主体结构抬桩加固设计时,应综合考虑桥梁防撞及河床防护等专项设计。 6.3.13 桥梁抬桩加固设计应明确新桩施工,新承台施工及新桩预压过程的安全控制指标及参数。 原桥结构的维修处置设计 6.4.1 旧桩长期受力时,应按照 JTG/T J22 的规定进行加固设计,可先对结构表面缺陷、破损进行局部维修后,再采用增大截面法、钢套筒法、玻璃钢套筒法等进行整体加固处置。 6.4.2 旧桩不长期受力时,应考虑旧桩对桥梁结构外观与耐久性的影响,可拆除地面以上非受力部分的下部结构或进行表面修整和防护修饰。 附属设施及河床防护设计 6.5.1 对易冲刷
22、河床,宜在桥墩处抛石,设置石笼、铺砌、注浆等措施进行防护。 6.5.2 对于存在冲刷现象的石质、硬质土河床,可在桥墩处采用防冲刷板等措施,减少局部冲刷。 临时设施设计 6.6.1 抬桩加固设计对主要临时设施的设计深度不应低于初步设计。临时设施实施前应在抬桩加固设计的基础上,完成临时设施施工图设计。 6.6.2 抬桩加固主要临时设施包括但不限于施工便道、桩基施工平台、承台施工平台、围堰、钢套箱等。 交通组织设计 6.7.1 施工区内的桥面应进行防抛设计。 6.7.2 桥面交通组织应符合 JTG D81、JTG H11、JTG H30 和 GB 5768 的相关规定,且高速公路车辆限速不超过 60
23、 km/h,其他等级公路限速不超过 30 km/h,并根据桥梁实际承载能力提出限载要求。 6.7.3 运营荷载应考虑桥梁技术状况、地质情况、施工加载及施工扰动等因素进行动态管控。 结构计算 6.8.1 新桩内力可采用 JTG 3363 和 JTG 3362 的方法进行计算。 6.8.2 整体抬桩加固计算应包括以下内容: a) 应考虑成桥初始状态、抬桩加固前、抬桩加固中、抬桩加固后和加固后极限营运状态等 5 个关键工况、分别对承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算; b) 抬桩后桩基水平承载力验算可考虑新桩水平承载力作用为加固后水平承载力提高的部分。主要包括顺桥向及横桥向水平承载力验算; c
24、) 单桩承担荷载按 JTG D60 的规定进行计算; d) 关键工况主要依据 JTG 3363 对最不利组合效应下的桩基础及承台承载力进行验算。 DB34/T 41672022 7 图1 整体抬桩加固计算工况及内容 6.8.3 抬桩后桩基竖向承载力验算应符合下列规定: a) 按桩基端阻发挥系数取最不利的破碎状态验算; b) 验算新桩和旧桩应力分担的情况,计算新桩、旧桩占不同应力比时的承载力安全系数; c) 考虑群桩效应影响。 6.8.4 抬桩后桩基稳定性验算应充分考虑主动土压力、被动土压力及被动土压力的折减,折减后的被动土压力系数不应小于 1.0。 6.8.5 抬桩后承台承载力计算主要包括抗弯
25、验算、抗剪验算、墩柱对承台的冲切承载力验算和桩局部受压验算等。 6.8.6 冲刷与防洪计算应符合以下规定: a) 基础的冲刷深度取现有河床断面计算最大冲刷深度; b) 拦砂坝顶、底面高程按实际冲刷深度计算; c) 桩基承载能力验算考虑冲刷深度变化的影响。 采用抛石防护的桩基, 其承载力应计入抛石的负摩阻力; d) 对未设置防撞设施、可能被撞击的桥梁,进行防撞验算或专题研究。 7 施工 一般规定 营运桥梁抬桩加固抬桩加固中抬桩加固前成桥初始状态抬桩加固后加固后极限营运状态承载能力的极限状态正常使用的极限状态竖向承载力验算水平承载力验算稳定性验算承台及基桩强度验算变形验算结构耐久性验算确定抬桩方案
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