《港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程》(JTS 167-6-2011).pdf
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1、JTS 中华人民共和国行业标准JTS 167-6-2011 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程Port engineering technical code of design and construction for large diameter post tensioned prestress concrete cylinder pile 2011-08-29发布2012-01-01实施中华人民共和国交通运输部发布中华人民共和国行业标准港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程JTS 167-6-2011 主编单位:中交上海三航科学研究院有限公司批准部门:中华人民共和国交通
2、运输部施行日期:2012年1月1日A鼠.支il*版社2011.北京关于发布港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程(JTS 167-6-2011)的公告2011年第52号现发布港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程)(以下简称规程)。本规程为强制性行业标准,编号为JTS167-2011,自2012年1月1日起施行。港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程)(JTJ/T 2617)同时废止。本规程由交通运输部组织中交上海三航科学研究院有限公司等单位编制完成,由交通运输部水运局负责管理和解释,由人民交通出版社出版发行。特此公告。中华人民共和国交通运输部二0一一年八月二十九日修订说
3、明修订说明本规程是在港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程(JTJ 261-97)的基础上,经深入调查研究、试验研究和计算分析,总结近年来大管桩开发、生产与应用的最新成果,吸收国内外最新的研究成果,广泛征求有关单位和专家意见,并结合我国港口工程特点和发展需要编制而成。本规程主要包括大管桩设计、管节制作、大管桩拼接、大管桩储运和大管桩沉桩等技术内容。本规程的主编单位为中交上海三航科学研究院有限公司,参加单位为中交第三航务工程勘察设计院有限公司、中交第三航务工程局有限公司、中交第三航务工程局有限公司宁波分公司、中交第三航务工程局有限公司江苏分公司。港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程
4、(JTJ 261-97)白发布实施以来,对控制大管桩制作和施工质量,扩大大管桩应用范围发挥了重要作用。随着水运工程建设的快速发展,采用大管桩作桩基础的新型码头结构不断出现,大管桩新品种也不断被开发研制,此外,大管桩在海洋环境下的耐久性问题也日益引起关注,原规程中的部分内容已不能适应大管桩设计、制作和施工的发展需要。为此交通运输部水运局组织中交上海兰航科学研究院有限公司等单位对港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程(JTJ 261-97)进行修订。本规程共分7章和5个附录,并附条文说明。本规程编写人员分工如下:1总则:周国然王何汇金建吕2术语:王何汇周国然王涛3大管桩设计:吴锋时蓓玲曹称宇
5、4管节制作:丁捍东张水涛胡金雄5大管桩拼接:张水涛丁捍东胡金雄6大管桩储运:胡金雄丁捍东张水涛7大管桩沉桩:曹金宝玉涛附录A-B:吴锋时蓓玲附录C:丁捍东附录D:曹金宝附录E:王涛本规程于2010年10月19日通过部审,2011年8月29日发布,自2012年1月1日起实施。本规程由交通运输部水运局负责管理和解释。请各有关单位在使用过程中,将发现的问题和意见及时函告交通部水运局(地址:北京市建国门内大街11号,交通运输部水运局技术管理处,邮政编码:100736)和本规程管理组(地址:上海市徐汇区肇嘉洪路829号,中交上海兰航科学研究院有限公司,邮政编码:200032),以便再修订时参考。目次目次
6、123335777889011112346666777890461 11111111111111且111121斗中句句,中也匕-MH系制关法f7力方盯能验Hm弯试时抗度d与强输险号力结川运验.检uuuhu型轴粘料护和检具拉张量UUHUH桩桩拉资航仲士特财届tf线踉剂咣叫叫做运报椭札航吨剧精蜻怔户的设般算造作材模凝型吊节拼绞具结接浆管储内内运沉般桩量翩翩翩恤桩一计构制原钢混成起管桩钢锚粘拼压大桩场场装桩一沉质则语管节管管管ABCD总术大123管123456412345大jjj大J2111444444卫555555666711录录录录1234567附附附附港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工
7、规程(JTS167-t-2011)附录E本规程用词用语说明.(27)附加说明本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理组人员名单.(28)附条文说明.(30)2 1总贝IJ1总则1.0.1 为保证后张法预应力混凝土大管桩的设计与施工质量,制定本规程。1.O.2 本规程适用于港口工程后张法预应力混凝土大管桩的设计与施工,船厂水工建筑物工程、通航建筑物工程等可参照使用。1.0.3 后张法预应力混凝土大管桩设计与施工除应符合本规程规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定O港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程(JTS167-6-2011)2术语2.0.1 后张法预应力混凝土大管桩la
8、rge diameter post tensioned prestress concrete cylin-der pile 采用复合工艺生产的后张法预应力混凝土大直径管桩,亦称大管桩02.0.2 管节pile section 用于拼接混凝土管桩的单位节段O2.0.3 复合工艺composite technology 制作混凝土管节过程中采用的离心一振动一辐压复合成型工艺。2 3 大管桩设计3 大管桩设计3.1一般规定3.1.1 大管桩上的作用及作用组合应按现行国家标准港口工程结构可靠度设计统一标准(GB50158)和有关标准的规定执行。3.1.2 港口工程大管桩在海水环境中的设计使用年限应不低
9、于50年,设计使用年限超过50年的结构应进行专项耐久性设计。有抗冻要求的大管桩的使用性能应符合国家现行有关标准的规定。3.1.3 嵌岩大管桩设计应符合现行行业标准港口工程桩基规范(JTS 167)的有关规定。3.2计算3.2.1 大管桩应对施工期和使用期进行正截面承载力计算和抗裂验算。3.2.2 进行正截面承载力计算和抗裂验算时,应根据大管桩实际受力状况按表3.2.2的规定进行。如承受较大扭矩作用时,尚应对受扭状况进行验算。大管桩正截面承载力计算和抗裂验算项目表表3.2.2受力状况正截面受压正截面受拉正截面受弯受压桩轴心压力、锤击沉受拉桩轴心拉力、锤击沉吊运或其他阶段产生作用和作用效应桩压应力
10、、受压桩轴心压力桩拉应力、受拉桩轴心拉力的弯矩与弯矩组合与弯矩组合3.2.3 大管桩正截面承载力计算和抗裂验算除应符合现行行业标准水运工程混凝土结构设计规范(JTS 151)的有关规定外,尚应符合下列规定。3.2.3.1 施加预应力时,混凝土抗压强度不得低于强度设计值的759毛O3.2.3.2 结构计算不应考虑非预应力钢筋。3.2.3.3 预应力主筋应采用高强度低松弛钢绞线,钢绞线的强度指标应符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224)的有关规定。其张拉控制应力宜满足下式要求:n O.70J;,tk(3.2.3-1)式中m一一张拉控制应力值(MPa),考虑各项预应力损失,con可
11、提高0.05J;,tk;J;,tk一一钢绞线强度标准值(MPa)。3.2.3.4 在计算结构截面应力和钢绞线控制应力时,钢绞线在施工阶段的预应力损失值宜根据试验确定。如元试验资料可按式(3.2.3-2)计算,并应符合现行行业标准水运港口工程后张法预应力混凝士大管桩设计与施工规程(JTS167-B-2011)工程混凝土结构设计规范(JTS 151)的有关规定。L11+12+13+14+15+(3.2.3-2)式中L一一钢绞线在施工阶段总预应力损失值(MPa),当计算值小于100MPa时,取100MPa;11一一锚具变形和钢绞线内缩引起的预应力损失值(MPa);u一一钢绞线与预留孔道壁之间摩阻力引
12、起的预应力损失值(MPa);加热养护时,钢绞线与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失值(MPa),对于大管桩取0;叫一一钢绞线应力松弛引起的预应力损失值(MPa);叫一一混凝土收缩徐变引起的预应力损失值(MPa);叫一一用螺旋式预应力筋作配筋的环形构件,由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失值(MPa),对于大管桩取0。3.2.4 进行大管桩端部的正截面承载力计算和抗裂验算应考虑钢绞线的应力传递长度对实际预应力值的影响。预应力值在大管桩端部可取零,在距大管桩端部1.0m处可取有效预应力值,其间可按线性分布取值。3.2.5 常用大管桩的型号、规格和力学性能可按附录A采用。3.2.6 大管桩进行
13、锤击沉桩拉应力验算时,应满足下式要求:s,:;兀+ZEpc(3.2.6)式中s一一锤击拉应力分项系数,取1.15;s一一锤击拉应力的标准值(MPa),该值根据锤能、锤击速度大小、桩垫软硬程度、桩长、组合钢管桩长度和地质条件等综合确定,可取8.0 11.0 MPa,带有较长钢管桩的组合桩应取较大值;J;一一-大管桩混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa);pc一一大管桩混凝土有效预应力值(MPa);pc一一混凝土预应力分项系数,取1.0。3.2.7 大管桩进行锤击沉桩压应力验算时,应满足下式要求:pp:;!c(3.2.7)式中p一一锤击压应力分项系数,取1.1;p一一大管桩锤击沉桩时的总压应力标准值(
14、MPa),根据桩端支承性质、桩截面大小、桩长、选用的桩锤锤击能量和地质条件等综合确定,其上限值可取25.0MPa:fc一一大管桩混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)0 3.2.8 大管桩的单桩轴向承载力、水平承载力的计算和试验方法,应符合现行行业标准港口工程桩基规范(JTS 167-4)的有关规定。3.2.9 大管桩同时承受轴力和水平力作用时应考虑轴力对桩抗弯能力的影响,常用的大管桩轴力与抗弯能力的关系见附录Bo4 3 大管桩设计3.3构造3.3.1 大管桩(图3.3.1)主筋应采用在每个预留孔道中设置高强度低松弛钢绞线的形式。L d D A-A截面图3.3.1大管桩结构图(mm)d-大管桩内径
15、;D-大管桩外径;n-管节数目;l-铜管桩长度;L-桩长3.3.2 大管桩主筋应沿周边均匀布置,且不宜少于16根。3.3.3 预应力钢筋的预留孔应符合下列规定。3.3.3.1 钢绞线预留孔截面积应按钢绞线截面积的2.3-3.5倍控制。3.3.3.2 预留孔中心间距不应小于160mmo3.3.4 管节纵向架立钢筋和箍筋应采用HPB235钢筋,其材质应符合现行国家标准低碳钢热轧圆盘条(GB/T 701)的有关规定。3.3.5 管节纵向架立钢筋冷拔后直径不应小于7mm;箍筋直径不应小于6mm。箍筋两端圈应为平圈,中间圈应为螺旋环向圈,桩顶管节环向筋螺距可取50mm,基本管节两端1m范围内螺距可取50
16、mm,中间范围可取100mmo3.3.6 混凝土强度等级不应小于C60。3.3.7 管节壁厚不得小于130mmo3.3.8 大管桩预应力钢筋保护层厚度不应小于50mmo3.3.9 大管桩拼接应采用粘结剂。拼接接缝处粘结后的强度应高于管节混凝土设计强度。3.3.10 预留孔道应采用压力灌注水泥浆体,浆体应密实,其立方体抗压强度不应小于40MPa。5 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程(JTS167-2011)3.3.11 根据工程的需要,大管桩桩端可采用不超过500mm的钢桩靴或采用组合桩型式(图3.3.11)。钢桩靴或组合桩的钢管直径、长度、钢板厚度与材质、桩端结构型式和锚具保留数
17、量应根据施工和地质条件确定。3 4 5 6 7 图3.3.11大管桩钢桩靴、组合桩型式1-铜管桩或钢桩靴;2-钢绞线;3-钢绞线锚具;4-锚垫板;5-加筋板;6-管桩外壁;7-管桩内壁3.3.12 桩顶管节宜设置钢板套箍,也可采用纤维混凝土制作。3.3.13 桩顶管节适当部位应设置排气、排水孔。6 4管节制作4管节制作4.1原材料4.1.1 管节混凝土所用水泥强度等级不得低于42.5。水泥品种可采用硅酸盐水泥P.II型、普通硅酸盐水泥等。水泥的质量应符合现行国家标准通用硅酸盐水泥(GB 175)等的有关规定。熟料中铝酸三钙(C3A)含量不应大于10%。4.1.2 细骨料应采用质地坚硬的天然河砂
18、。河砂应为细度模数3.0-2.6的中砂。细骨料杂质含量应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范(JTS 202)的有关规定。4.1.3 粗骨料应采用质地坚硬的碎石,石料的抗压强度应大于2倍所采用的混凝土强度等级。碎石的粒径应为5-20mm,且应采用二级配,其中5-16mm与10-20mm粒径的比例应按混凝土配合比设计和试验确定。粗骨料的物理性能与杂质含量应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范(JTS 202)的规定,其中压碎值不宜大于8%,粒径5mm以下含量不宜小于6%。4.1.4 外加剂可经试验选定,也可根据经验确定,外加剂的质量应符合现行行业标准水运工程棍凝土施工规范(JTS 202)的
19、有关规定。4.1.5 拌和用水应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范(JTS 202)的有关规定。4.1.6 管节采用的构造钢筋应符合第3.3.4条和第3.3.5条的规定。4.2钢模4.2.1 管节钢模制作应符合下列规定。4.2.1.1 钢模应满足成型混凝土管节的相应尺寸要求,制作简单,装拆方便,定位准确,固定可靠04.2.1.2 结构应满足强度和刚度要求,模板应平整光滑,简体应选用弹性和焊接性能好的材料,筒体合缝口应平顺严密,自然放松时能张开40-50mm。4.2.1.3 钢模端盖宜采用铸钢,且应有足够的刚度,表面应平整光滑;钢模锁紧端盖的拉杆,宜选用抗拉强度高且质轻的合金钢。4.2.1.
20、4 钢模制作完毕,应进行静平衡力矩试验,不平衡力矩不应大于2N.mo 4.2.1.5 钢模制作完毕,应对各项技术要求进行检验,合格后方可技人使用。4.2.2 钢模允许偏差应符合表4.2.2的规定。7 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程(JTS167-2011)钢模允许偏差序号项日钢模简体长度2 钢模内径3 钢模内径困度4 钢模跑轮圈、振动圈外径同轴度5 合缝口间隙6 钢模板面纵向直线度7 钢模端盖端面平面度8 钢模端盖面相对于钢模内径的垂直度4.3混凝土4.3.1 管节混凝土应满足下列要求:(1)强度等级不小于C60;(2)胶凝材料用量400-500kglm3;(3)混凝土拌合物水
21、胶比不大于0.35;(4)混凝土拌合物维勃稠度25-35s;(5)混凝土密度大于2500kglm3o4.3.2 管节混凝土耐久性应满足下列要求:(1)有抗冻要求的抗冻等级不低于F350;(2)电通量不大于1500C;(3)氯离子扩散系数不大于3.0 xlO-12m2/so 4.4 成型与养护4.4.1 钢筋笼的制作应符合下列规定。表4.2.2允许偏差(mm):t2+4-1 1 0.3 31m 0.15 0.4 4.4.1.1 钢筋笼应采用冷拔钢筋,并应采用钢筋笼自动编织机按设计尺寸制作成型。4.4.1.2 每一管节长度的钢筋笼脱焊点不得多于4个。如发现有两圈脱焊应停止生产并对设备进行维修。4.
22、4.2 钢筋笼制作、安装的允许偏差和检验方法应满足表4.4.2的要求。钢筋笼制作、安装的允许偏差和检验方法表4.4.2序号项目允许偏差(mm)检验单元和数量单元检验方法测点l 钢筋骨架长度2 用钢尺量直径两端处每类构件抽查:t5 用钢尺量两端及中部垂直两2 钢筋笼直径109毛,且不少于3件6 直径8 4管节制作续上表序号项日允许偏差(mm)检验单元和数量单元检验方法测点3 箍筋间距用钢尺量两端及中部连续三档:t1O 3 4 纵向钢筋间距每类构件抽查各取大值5 钢筋保护层10%,且不少于3件用钢尺量侧面:t5 4 6 钢筋笼离端盖距离用钢尺量两端各两点4.4.3 管节所使用的钢筋笼垫块宜采用高密
23、度聚乙烯塑料压制成卡式垫块。4.4.4 钢模组装时应符合下列规定。4.4.4.1 装模前,合缝口杂物、残留在钢模内侧、端盖内侧及内环面和橡胶套管外表面的混凝土和浮浆应清除干净,脱模剂应涂刷均匀O4.4.4.2 端盖内侧与筒体外侧之间应紧密配合。4.4.4.3 塑料垫块与钢筋笼必须卡紧,钢筋笼纵向架立钢筋与制孔拉杆必须错开,严禁钢筋笼触及预留孔胶管。钢筋笼的端头与端盖应保持20-30mm的问距。4.4.4.4 拉杆螺母上紧扭矩应为O.25-O.30 kN.m 0 4.4.5 管节混凝土布料及成型应符合下列规定。4.4.5.1 混凝土布料应均匀、饱满、连续进行、一次完成04.4.5.2 管节成型应
24、采用复合工艺。4.4.6 管节成型后,吊离成型机座时,应平稳、轻放,严禁碰撞,并应对管节内壁面进行收面处理。4.4.7 管节采用蒸汽养护时,选择立式方法应在钢模外套保温罩,在管节内通蒸汽养护;选择卧式方法应在坑池加盖通蒸汽养护。蒸汽养护制度应根据各地区不同条件、不同季节经试验后确定。管节不采用蒸汽养护时,应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范(JTS202)的有关规定。4.4.8 脱模应在专用平台上进行,脱模时混凝土强度应不小于设计强度标准值的70%0 4.4.9 管节脱模后应根据各地区条件水养7d或潮湿养护lOd。水养池养护管节应使用淡水,水面应高于管节最高处20mm以上。4.5 起吊、堆
25、存和运输4.5.1 管节堆存场地应平整、坚实。4.5.2 堆存和运输时管节间应采取防止碰撞的缓冲措施。4.5.3 管节多层堆存时,堆存层数应根据地基承载力、垫木强度和堆垛稳定性确定。1200mm的管节堆存层数不宜超过4层,1400mm的管节堆存层数不宜超过3层。各层的垫木应位于同一垂直面O4.5.4 管节起吊宜采用起吊专用工具,吊运应保持平稳、减少震动、避免碰撞。4.5.5 管节装船或装车运输时,应在船舶或车辆底层及层间设置垫木,垫木材料应相同,各层垫木应上下对齐。长途运输时,尚应进行整体加固。船舶运输管节堆放层数,港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程(JTS167-)-2011)1
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