JTJ 303-2003 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程.pdf
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1、J T J中华人民共和国行业标准J TJ 3 0 3-2 0 0 3港口工程地下连续墙结构设计与施工规程D e s i g n a nd C ons t r u c t i on t e c h ni c a l C od e f orD i a ph r a g m Wa l l S t r u c t u r e of P ort E n g i n e e r i n g2 0 0 3 一 1 1 一 1 8发布2 0 0 4 一 0 4 一 0 1 实施中华人民共和国交通部发布中华人民共和国行业标准港口工程地下连续墙结构设计与施工规程 刀 3 0 3-2 0 0 3主编单位:中交第一航
2、务工程勘察设计院批准部门:中华人民共和国交通部施行日期 7 A 0 4 年4月1日关于发布 港 口工程地下连续墙结构设计 与施工规程(J T J 3 0 3-2 0 0 3)的通知交水发 2 0 0 3 4 9 5 号各省、自治区、直辖市交通厅(局、委),长江、珠江航务管理局及有关企事业单位:由我部组织中交第一航务工程勘察设计院等单位制定的 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程,业经审查通过,现批准为强制性行业标准,编号为J T J 3 0 3-7.0 0 3,自2 0 0 4 年4月 1日起施行。本规程由交通部水运司负责管理和解释,由人民交通出版社出版发行。中华人民共和国交通部-00三年十一
3、月十八 日制 定 说 明 本规程是在广泛调查研究的 基础上,总结了我国港口 工程地下连续墙结构 设计与施工的经验,吸收了港口 工程地下连续墙结构设计与施工的新 技术和 新成果,借鉴了其他行业的相 关标准,并经广泛征求意见、反复修改而成。主要包括码头和护岸地下连续墙结构设计、支护地下连续墙结构设计、地下连续墙施工、支撑结构和锚拉系统施工等技术内容。本规程的主编 单位为中交第一航务 工程勘察设计院,参加单位为天津大学。本规程根据交通部交水发【1 9 9 9 1 7 2 5 号文“关于下达1 9 9 9 年度水运工程建设标准定额编制计划的通知”和交通部水运司水运技术字 2 0 0 0 1 3 9 1
4、 号文“关于 对 港口 工程地下连续墙结构设计与施工规程 制定工作大纲的批复”的要求,重点对港口 工程地下连续墙的结构设计与施工部分进行了规定。本规程的码头和护岸地下连续墙结构设计与施工部分应与现行行业标准 板桩码头设计与施工规范(J T J 2 9 2)配套使用。本规程第3.1.3 条、第3.1.5 条、第3.1.1 3 条、第3.2.1 4 条、第3.2.1 5 条、第3.2.1 6 条、第3.2.1 7 条、第3.3.1 条、第3.3.4 条、第3.3.7 条、第3.4.1 条、第3.4.2 条、第4.1.3 条、第4.2.4 条、第4.2.5 条、第 4.2.6 条、第4.2.7 条、
5、第4.3.1 条、第4.3.2 条、第4.4.2 条、第4.4.3 条、第5.1.3 条、第5.2.3 条、第 6.1.2 条、第6.1.3 条和第6.3.3 条中的黑体字部分为强制性条文,与建设部建标 2 0 0 2 1 2 7 3 号文发布的 工程建设标准强制性条文(水运工程部分)具有同等效力,必须严格执行。本规程共分6 章 1 4 节和 4 个附录,并附条文说明。本规程编写人员分工如下:1 总则:孙家明 2 术语:孙家明 3 码头和 护岸地 下连 续墙结 构设 计:李秀 英 别社安 孙 家明 4 支护地下连续墙结构设计:杨丽民王保兴别社安 李秀英孙家明 5 地下连续墙施工:温广泰邸有政舒
6、宁 6 支撑结构和锚拉系统施工:邸有政温广泰舒宁 附录 A:李秀英别社安 附录B:别社安 附录 C:别社安 附录 D:李秀英 本规程2 0 0 3年4月 1 8日 通过部审,于2 0 0 3 年 1 1 月 1 8日发布,2 0 0 4 年4月 1日 起实施。本规程由交通部水运司负责管理和解释。请各有关单位在使用本规程过程中,将发现的问题和意见及时函告交通部水运司和本规程管理组,以便今后修订时参考。目次1 总则 。(1)2 术语 ,(2)3 码头和护岸地下连续墙结构设计 (3)3.1构造 (3)3.2 作用和作用效应组合 (5)3.3 计算 ,(9)3.4构件设计 ,(1 2)4 支护地下连续
7、墙结构设计 (1 5)4.1一般规定 (1 5)4.2 作用和作用效应组合 (1 5)4.3 直线形支护地下连续墙结构设计 一(1 6)4.4 圆形支护地下连续墙结构设计 (1 9)5 地下连续 墙施工 (2 2)5.1一般规定 (2 2)5.2 现浇 地下连续 墙施工 (2 2)5.3 预制 地下连续墙施工 (2 8)6 支撑结构和锚拉系统施工 ,(3 0)6.1一般规定 (3 0)6.2支 撑 结 构 施 工 ,(3 1)6.3 土层锚杆施工 (3 2)附录A 水平地基反力系数计算 (3 5)附录B 直线形支护地下连续墙的 土压力、内 力和 变位计算 ,(3 6)附录C 环梁和墙体的等效弹
8、性支撑系数计算 (3 9)附录D附加说明本规程用词用语说明 ,(4 1)本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理组人员名单 ,(4 2)附 条文说明 .(4 5)1 总则1.0.1 为统一港口 工程地下连续墙结构设计与 施工的技术规定,做到技术先进、经济合理和安全适用,有效控制 工程质量,制定本规程。1.0.2 本规程适 用于港口 工程码头和护岸地下连续墙结构及基坑支护地下连续墙结构的设计与施工。1.0.3 本规程码头和护岸地下连续墙结构设计与施工部分应与现行行业标准 板桩码头设计与施工规范(J T J 2 9 2)配 套使用。1.0.4 港口 工程 地下连 续墙结构的 设计与施工
9、,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行标准的有关规定。2 术语2.0.1 地 卜 连续墙 采用专用机械施工成槽或成孔后,浇筑混凝土或插人预制混凝土构件所形成的连续地下墙体。2.0.2 前墙 码头和护岸工程中临水面的地下连续墙。2.0.3 锚旋地下连续墙 作为前墙锚旋结构的地下连续墙。2.0.4 帽梁 设在地下连续墙顶部的混凝土连系梁。2.0.5 导梁 设在拉杆端部使前墙整体受力的连续梁。2.0.6 胸墙 设在前墙顶部将帽梁和导梁合一的现浇混凝土构件。2.0.7 拉杆 前墙与锚旋构件之间的连系杆件。2.0.8 土层锚杆 在稳定土层内部的钻孔中,用水泥砂浆将钢筋或钢绞线与土体粘结成一体的锚拉结
10、构。2.0.,腰梁 设在支撑或土层锚杆端部使墙体整体受力的连续梁。2.0.1 0 环梁 设在圆形地下连续墙墙体上,起连接和支撑作用的环形梁。2.0.1 1 竖肋 圆形地下连续墙结构中 连接相邻环梁的竖向 连系梁。23 码头和护岸地下连续墙结构设计3.1 构造3.1.1 地下连续墙可采用现浇或预制钢筋混凝土结构。现浇地下 连续墙的 截面可采用矩形、T 形或钻孔排桩形,如图3.1.1 所示。预制地下连续墙的截面宜采用矩形。图 3.1.1 地 下连续墙 截面形 式示意 图 (a)矩形;WT 形;()钻孔排桩形3.1.2 地下连续墙墙体的截面形式和分段长度应根据墙体的 受力情况、施工条件和环境条件等确
11、定。现浇地下连续墙的单元槽段长度可取4 一 8 m o3.1.3 码头和护岸前墙各施工单元段间应采用防漏土的接头形式或采取防漏土措施。3.1.4 地下连续墙的厚度或排桩直径应由强度和裂 缝宽度计算确 定。当 采用现浇地下连续墙作为前墙时,其厚度宜为6 0 01 3 0 0 m m;当采用现浇地下连 续墙作为锚旋结构时,其厚度宜为6 0 0一 l 0 0 0 m m。排桩桩径不宜小于5 5 0 m m。预制地下连续墙的厚度宜为4 0 0 一 8 0 0 m m.3.1.5 地下连 续墙钢筋混凝上的 设计应符 合下 列规定。3.1.5.1 混凝土强度等级不应低于C 2 5 o 3.1.5.2 主筋
12、保护层厚度不得小于7 0 m m a 3.1.5.3 受力钢筋宜采用 11级或 II I 级钢筋,其直径不得小于1 6 m m o 3.1.5.4 构造钢筋可采用I 级钢筋。矩形和梯形现浇地下连续墙的构造钢筋直径不得小于1 2 m m;钻孔排桩形地下连续墙和 预制地下连续墙的构造钢筋直径不得小于8 m m o 3.1.5.5 现 浇地下连续墙钢筋笼的 分幅长度应根据单元槽段的长度、接头形式和起重设备能力等因素确定。钢筋笼的底部在厚度方向宜适当 缩窄,钢筋笼与墙底之间宜留1 0 0 一 2 0 0 m m的 空隙,钢筋笼的 主筋应伸出墙顶并留有足够的锚固长度。当采用接头管接头时,其侧端与 接头管
13、之间 宜留1 5 0-2 0(二 的空隙。3.1.5.6 现 浇地下连续墙钢筋笼的 钢筋配置除 应满足设计状况结构受力要求外,尚应满足吊装要求。3.1.前墙为有锚结构时,应设置导梁、帽梁或胸墙。3.1.7 前墙为无锚结构时,其顶部应设帽 梁。3.1.8 锚旋地下连续墙顶部宜设帽梁,其变形缝的位置应与 胸墙一致。3.1.,胸墙的 截面可采用矩形、梯形、L 形或工字形,如图3.1.9所示。3.1.1 0 胸墙或帽梁的前后两侧应各宽于地下连续墙墙体 1 5 0 m m以上。3.1.1 1 地下连续墙墙体应嵌人胸墙或帽梁,其深度不得小于5 0 m、.3.1.1 23.1.U 4地下连续墙码头系船块体宜
14、与胸墙或帽梁整体浇筑。胸墙和帽梁必须设变形缝。变形缝间距应根据当地气温 图3.1.9 胸墙截面形式示意图 (a)矩形;(b)梯形;(c)L 形;(d)工字 形变化情况、地下连续墙的 结构型式和地基情况等因素确 定,可采 用1 5-3 0 m。在结构型式或水深变化较大处、地基土质差别较大处和新旧结构的衔接处,必须设置变形缝。3.1.1 4 胸墙和帽梁的变形缝宽度宜为 2 0 一 3 0 m m a3.1.1 5 前墙应预留排水孔。排水孔的位置不宜高于 设计低水位,并在施工条件允许的情况下应接近极端低水位。孔径和孔距应根据墙前水位变化幅度和墙后土质情况确定。排水孔后应设置倒滤设施。3.2 作用和作
15、用效应组 合3.2.1 当 地面为 水平面、墙背为垂直面时,由土体自 重产生的主动土压力水平强度标准值和由地面均布荷载产生的主动土压力水平强度标准值可按下列公式计算:一(Z)l h,)K cos“一,j coscpcosal+sin(cp+8)+S)e.=4 长,c os SK 二 c os t Cpc os S I 1+./s in(0+S)sin y,2 I v c as6(3.2.1-1)(3.2.1-2)(3.2.1-3)式中。由 土 体自 重产 生 的 主动 生 压力 水 彩 变 标 准 值(k N/?.当、。时,取、=0;Y i计算面以上第 i 层土的重度标准值(k N/m 3);
16、气 计算面以上第 i 层土的厚度(m);K计算土层土体的主动土压力系数;S 计算土层土体与墙面间的摩擦角标准 值(“);c 计算土层土体的粘聚力标准值(k N/m z);?计 算 土 层 土 体的 内 摩 擦 角 标 准 值(。);e l 由 地 面 均 布 荷载 产 生的 主动 土 压 力水 平 强度 标 准 值(k N/m 2);9 地面上的均布荷载标准值(k N/m z)o3.2.2 当 计算泥面为水平面、墙面为垂直面时,由土体自 重产生的被动土压力水平强度标准值,可按下列公式计算:e _ 二(Y-Y.h.)K c os 8+2 c 下 Cos 蝉 石(3.2.2-1)。一、二,。!一
17、一 1 一 s in(p +SK e c os t cpc os a!1 _/s in(+S)s incp 1 z l一v,冶吞i(3.2.2-2)式 中 e p.被动 土 压 力水 平 强 度 标 准 值(k N/m 2);Y i 计算面以 上第 i 层土的重度标准值(k N/时);h i-i t 算 面以 上第 i 层土的厚度(m);K e 计 算 土 层 土 体的 被 动 土 压 力 系 数;S 计算土层土体与墙面间的摩擦角标准值(“);c 计算土层土体的 粘聚力标准值(k N/m z);lp 计算上 层土体的内 摩擦角标准 值(I).3.2.3 土的 重度、内摩擦角和粘聚力标准值应根据
18、工程地质钻探土样试验资料确定。当地基土固结程度较高时,可采用固结快剪指标计算土压力。粘 性填料的 指标可通过试验 确定 当无条件进行试验时,可根据当 地经验确定。无粘性填料的指标可按现行行业标准 重力式码头设计与施工规范(J T J 2 9 0)的 有关规定采用。63.2.4 作用在墙体上的土压力和剩余水压力宜按水土分算的原则计算。3.2.5 当 采用水土分算方法计算时,土 和填料的 重度标准值应按下列规定采用:(1)粘性土的 重度标准值,剩余水位以 下取浮重度,剩 余水位与设计高水位之间 取饱和重度,设计高 水位以 上取天然重度;(2)无粘性土的 重度标准值,剩余水位以 下取浮重度,剩余水位
19、以上取天然重度。3.2.土与墙面摩 擦角的 取值应符合下列规定。3.2.6.1 计算墙后主 动土压力时,可取(1/3 一 1/2)p o 3.2.6.2 计算墙前被动土压力时,可取(2/3-3 1 4),p,当 计算值大于 2 0 时,应取 2 0 0 0 3.2.6.3 计算墙后被动土压力时,可取(一 2/3)cp,当 计算值小于一2 0。时,应取 一 2 0 0 03.2.7 前墙的 结构 计算应考虑码头前沿挖泥超深和扰动的 影响。挖泥超深宜采用 0.3 一 0.5 m;粘性土泥面处土的粘聚力应取0,泥面l m 以 下土的 粘聚力应取全值,两者 之间可 按直线过渡。3.2.8 计算剩余水压
20、力所采用的 剩余水头,应根据现场调查或观测资料确定。当缺乏资料时,海港工程前墙的剩余水头的确定应符合下列规定。3.2.8.1 当墙后回填粗于细砂颗 粒的 材料时,可不考虑排水孔以上的剩余水头。3.2.8.2 当墙后回填细砂或粉细砂时,排水孔以 上的 剩余水头可采用 1/3 一1/2 平均潮差。3.2.9 剩余水压力可按图3.2.9 所示的分布情况计算。3.2.1 0 波浪力标准值应按现行行业标准 海港水文规范(J T J2 1 3)有关规定计算。3.2.1 1 船舶荷载标准值应按现行行业标准 港口 工程荷载规范(J T J 2 1 5)有关规定计算。3.2.1 2 作用于 码 头和护 岸地下
21、连续 墙上的 荷载可 分为 下 列三类:7 图32,剩余水压力分布示意图 (1)永久作用,包括土体自 重产生的主动土压力和墙后剩余水压力等;(2)可变作用,包括地面可变荷载产生的主动土压力、船舶荷载和波浪力等;(3)偶然作用,包括地震力等。3.2.1 3 码头和护岸地下连续墙设计应考虑下列设计 状况极限状况:(1)持久状况,为使用期的作用效应组合情况,分别按承载能力极限状态和正常使用 极限 状态设计;(2)短暂状况,为施工期和检修期的 作用效应组合情况,按承载能力极限状态设计,必要时,同时 按正常使用极限 状态设计;(3)偶然状况,为使用期遭受地震力等偶然作用时的作 用效应组合情况,按承载能力
22、极限状态设计。3.2.1 4 地下连续墙按承 载能力 极限状态设计时的计算水位.应符合下列规定。3.2.1 4.1 持久组合,前墙的 计算水位应分别采用设计高水位、设计低水位和极端低水位;锚碗地下连续墙的计算水位应分别采用设计高水位和设计低水位。8 3.2.1 4.2 短暂组合,计算水位应分别采用设计高水位、设计低水位或施工水位。3.2.1 4.3 偶然组 合,计算水位应按现行 行业标准 水运工程抗震设计规范(J T J 2 2 5 的有关规定执行。3.2.1 5 地下连续墙在承载能力极限状态设计时的作用效应组合应符合下列规定。3.2.1 5.1 持久组合,应取 对应于 持久状况下的永久作用、
23、主导可变作用和非主导可变作用的效应组合。3.2.1 5.2 短暂组合,应取对应于短暂状况下的永久作用与可变作用的效应组合。3.2.1 5.3 偶然组合应按现行行业标准 水运工程抗震设计规范(J T J 2 2 5)的有关规定执行。3.2.1 6 前墙的“踢脚”稳定性、锚破地下连续墙结构的稳定性和构件强度等应按承载能力极限状态设计。3.2.1 7 钢筋混 凝土 构件的裂缝宽度和抗裂验算应按正常使用极限状态设计。3.3 计算3.3.1 单锚前墙的结构计算应包括下列内容:(1 地下连续墙的入土深度;(2)地下连续墙的内力和变位:(3)拉杆拉力。3.3.2 单锚前墙的人土深度应满足下式要 求:Y O
24、L E Y GM G+Y Q I 屿1+抓Y Q 2 M Q 2 十 Y Q 3 M Q 3+.)MRY d(3.3.2)式 中7 0-一 结构重要性系数,取 1.0;Y c 永久作用分项系数,按表3.3.2 取用;M c 永久作用标准值产生的力矩标准值(k N m),为 墙后土体自 重产 生的主动土压 力标准值和剩余 9 水压力标准值对拉杆锚着点的“踢脚”力 矩;询1,彻,彻 可变作用分项系数,按表3.3.2 取 用;M Q 1 一 一 主导可变作用标准值产生的力矩标准值 (k N m),为 地面 可变作用产生的主动土压力标 准值或墙前波吸力标准值对拉杆锚着点的“踢 脚”力矩;少 一 组合系
25、数,取0.7;M Q 2.M Q 3.非 主 导 可 变 作 用 标 准 值 产 生 的 对 拉 杆 锚 着 点的 “踢脚”力矩标准值(k N-m);M R-一 墙前被动土压力标准值对拉杆锚着点的 稳定力 矩标准值(k N-m);Y d 一 一 姑 构系数,根据地基土质情况分别取1。或 1.1 5,当 地基土质较差时 取小值。作 用 分 项 系 傲表3.3.2组 合情况永 久作用可变作用土 压力剩 余水压 力土压力波吸力持 久组合1.3 51.0 51.3 5(1.2 5)1.3 0(1.2 0)短 暂组合1.3 51.0 51.2 51加 注:当计 算水位 采用极 端低水 位时 取括 号内数
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