港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程.docx
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1、中华人民共和国行业标准港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程/主编单位:交通部第三航务工程局科学研究所批准单位:中华人民共和国交通部施行日期:年月日人民交通出版社年北京关于发布港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程的通知交基发号由我部组织第三航务工程局科学研究所等单位编制的港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程,业经审查,现批准为推荐性行业标准,编号为燉,自年月日起施行。本规程的管理工作与出版组织工作由部基建司负责,具体解释工作由第三航务工程局科学研究所负责。中华人民共和国交通部一九九七年七月三十一日中华人民共和国行业标准港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程燉正文设计
2、:刘小方责任校对:王静红人民交通出版社出版(北京和平里东街号)新华书店北京发行所发行各地新华书店经销北京牛山世兴印刷厂印刷开本:印张:字数:千年月第版年月第版第次印刷印数:册定价:元统一书号:前言预应力混凝土大直径管桩是“六五”国家科技攻关研究成果,在“七五”期间经过进一步的工艺改进、完善和工程实践的考验,目前预应力混凝土大直径管桩在许多大、中型港口码头工程、桥梁工程中已得到推广应用。预应力混凝土大直径管桩采用离心、振动、辊压相结合的复合法工艺生产,这种管桩混凝土强度高,密实性好,耐锤击,它使用在海岸与海洋工程的桩柱式结构方面具有优越性,是桩基工程中一种新的桩型。在内河港口工程中预应力混凝土大
3、直径管桩也有采用立式支模浇注混凝土的立式法工艺生产。本规程是依据现行国家标准港口工程结构可靠度设计统一标准()规定的原则制订。符号和基本术语按现行国家标准工程结构基本术语和通用符号()的规定采用。本规程共分章节条和个附录,另编附有条文说明。本规程对预应力混凝土大直径管桩的设计、制作、沉桩等方面分别作了较为详细的规定。由于预应力混凝土大直径管桩在国内尚属新的桩型,因此还有待于进一步的完善和发展,请有关单位在使用过程中,将发现的问题和意见及时函告主编单位第三航务工程局科学研究所,以便修订时参考。总则为了保证预应力混凝土大直径管桩的设计与施工质量,促进该项技术的进一步发展,制订本规程。本规程适用于港
4、口工程中应用的直径为预应力混凝土管桩;修造船工程和其他类似工程可参照采用。除应按本规程规定外,凡本规程未作规定的其它内容,尚应符合国家现行有关标准的规定。术语和符号术语复合法:混凝土管节采用离心振动辊压复合工艺成型。立式法:混凝土管节采用立式支模浇注混凝土工艺成型。复合法桩:采用复合法工艺成型的混凝土管节所拼接的桩。立式法桩:采用立式法工艺成型的混凝土管节所拼接的桩。组合桩:混凝土管桩桩端与钢管桩组合成的桩。主要符号管桩截面面积或桩端计算面积;60表示立方体强度标准为燉的混凝土强度等级;管桩外径、钢模内径或外模内径;s钢绞线弹性模量;d单桩垂直承载力设计值;k单桩垂直承载力标准值;管桩内径或内
5、模外径;ck、c混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;ptk钢绞线强度标准值;py钢绞线抗拉强度设计值;tk、t混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;con钢绞线张拉控制应力值;L钢绞线在施工各阶段总预应力损失值;P锤击沉桩压应力标准值;pc混凝土有效预应力值;k锤击沉桩拉应力标准值。管桩设计计算管桩(图)应按下列状况进行正截面承载力计算和抗裂度验算。对使用和施工状况进行正截面承载力计算和抗裂度验算。锤击沉桩拉应力和压应力验算。进行正截面承载力计算和抗裂度验算时,应根据管桩实际受力状况按表规定进行计算。如承受较大扭矩作用时,尚应对受扭状况进行验算。管桩正截面承载力计算和抗裂度验算项目表表管桩正截面承载
6、力计算和抗裂度验算方法,应按现行行业标准港口工程混凝土结构设计规范()的规定执行,并符合下列规定。施加预应力时,混凝土立方体抗压强度不得低于设计强度的。结构计算时,不应考虑非预应力钢筋。预应力主筋采用高强度低松弛钢绞线,钢绞线的强度图预应力混凝土大直径管桩结构图()管桩正视图;()管桩截面图钢管桩或钢桩靴;环向箍筋;纵向架立筋;基本管节;桩顶管节;钢板套箍;钢绞线指标应符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线(燉)的规定。其张拉控制应力值按下式确定:conptk()式中:con张拉控制应力值();ptk钢绞线强度标准值()。考虑钢绞线松弛、摩擦阻力等各项预应力损失,con提高ptk。在计算结构截面
7、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。如无试验资料时可按下式计算:式中:L钢绞线在施工阶段总预应力损失值();11锚具变形和钢绞线内缩值引起的预应力损失值();12钢绞线与预留孔道壁之间摩阻力引起的预应力损失值();13拼接缝粘结剂弹性压缩变形引起的预应力损失值();14钢绞线松弛引起的预应力损失值();15混凝土收缩徐变引起的预应力损失值();16分批张拉钢绞线时,后批张拉钢绞线所产生的混凝土弹性压缩变形对先批张拉钢绞线所引起的预应力损失值()。11、12、14、15、16各项预应力损失值按现行行业标准港口工程混凝土结构设计规范有关预应力钢筋的预应力损失值规定
8、计算。13应根据试验测得一条接缝粘结剂压密值和设计桩长,按下式确定:式中:一条接缝粘结剂压密值();设计桩长();s钢绞线弹性模量()。对于复合法桩,13可取。管桩一般以成品桩提供,其型号、规格和力学性能可参照附录。管桩锤击拉应力的标准值应根据锤能、锤击速度大小、桩垫软硬程度、桩长、联接钢管桩长度和地质条件等综合考虑。宜在范围内确定。带有较长钢管桩的组合桩应取较大值。管桩锤击拉应力应按下式验算:式中:sk锤击拉应力分项系数,sk取;k锤击拉应力标准值();pc管桩混凝土有效预应力值();t管桩混凝土轴心抗拉强度设计值。管桩锤击压应力的标准值应根据桩端支承性质、桩截面大小、桩长、选用的桩锤锤击能
9、量和地质条件等综合考虑。锤击压应力标准值上限可取。管桩锤击压应力应按下式进行验算:sppc()式中:sp锤击压应力分项系数,sp取;p锤击压应力标准值();c管桩混凝土轴心抗压强度设计值()。为了防止沉桩过程中出现冲击疲劳现象,应对管桩沉桩总锤击数加以限制。总锤击数可根据打桩机类型、桩成型工艺、地质条件、锤击能量、桩身混凝土强度、桩截面积和桩垫材料等综合考虑确定。管桩单桩垂直承载力应按静载荷试验确定,对下列情况可不进行静载荷试验:() 当附近工程有试验资料,且沉桩工艺相同,地质条件相近时,可按附近工程的试桩资料确定单桩承载力;()重要工程中的附属建筑物;()桩数较少,经技术论证后可不做试桩;(
10、)小型港口中的建筑物。当进行静载荷试桩时,单桩垂直承载力设计值按下式计算:式中:d单桩垂直承载力设计值();k单桩垂直承载力标准值(),当试桩数量大于根,且各桩桩的承载力最大值与最小值之比小于或等于时,应取其平均值作为单桩垂直承载力标准值;其比值大于时,应分析确定;R单桩垂直承载力分项系数,R取,当地质状况复杂时可适当提高,但不得大于。凡允许不做静载荷试桩的工程,可采用承载力经验参数法确定单桩垂直承载力。管桩按承载力经验参数法确定单桩垂直承载力设计值时,可按下式计算:式中:d单桩垂直承载力设计值();R单桩垂直承载力分项系数,R取;桩身截面周长();fi单桩第层土的侧摩阻力标准值();i桩身穿
11、过层土的长度();R单桩桩端阻力标准值();桩端计算面积()。桩侧摩阻力标准值和桩端阻力标准值的取值,如无当地经验值时,按现行行业标准港口工程桩基规范()的规定确定;桩端计算面积的取值应根据桩径、地质条件和入土深度等因素综合考虑。对于直径,入土深度大于的管桩,桩端计算面积可取全面积乘以的折减系数。管桩工程应通过高应变动测对承载力标准值进行验证。管桩受水平力作用下的计算,应符合现行行业标准港口工程桩基规范的规定。构造管桩主筋应采用在每个预留孔道中设置单股或双股高强度低松弛钢绞线。管桩主筋应沿周边均匀布置,不宜少于根。管节纵向架立钢筋和箍筋应采用钢筋,其材质应符合现行国家标准普通低碳钢热轧圆盘条(
12、)的规定。管节纵向架立钢筋直径不应小于;箍筋直径不应小于。箍筋除两端圈为平圈外,其余可做成螺旋环向式,桩顶管节环向筋螺距为,基本管节两端范围螺距为,中间范围为。混凝土强度等级不应小于。当有抗冻要求时,应按现行行业标准港口工程混凝土结构设计规范的有关规定执行。管节壁厚不得小于。管桩预应力钢筋保护层厚度不应小于。预应力钢筋的预留孔应符合下列要求。单股钢绞线预留孔的孔径控制在左右。双股钢绞线预留孔的孔径控制在左右。预留孔中心间距不小于。管桩拼接必须采用粘接剂。拼接接缝处粘结后的强度应高于管节混凝土设计强度。粘接材料应满足抗锤击、防腐蚀和耐久性的要求。预留孔道压力灌注水泥浆体应密实,其立方体抗压强度不
13、应小于。桩顶管节宜设置钢板套箍(图)或采用纤维混凝土。图桩顶钢板套箍剖视图钢板套箍;管桩外壁;管桩内壁根据工程的需要,可采用组合桩或在管桩桩端设置钢桩靴。组合桩或钢桩靴的钢管直径、长度和钢板厚度,以及钢板材质、桩尖结构型式、锚具保留数量,应根据施工和地质条件确定。组合桩或混凝土管桩与钢桩靴的联接形式如图。图组合桩或混凝土管桩与钢桩靴联接图钢管桩或钢桩靴;钢绞线;钢绞线锚具;锚垫板;管桩外壁;管桩内壁管节制造钢模设计与制作钢模设计应符合下列要求:()型式与所采用的混凝土管节成型工艺相适应;()满足成型混凝土管节的相应尺寸要求;()结构具有足够的强度和刚度;()合缝口平顺严密;()模板平整和光滑;
14、()制作简单、装拆方便和定位可靠,并能提高周转次数。钢模材料的选用符合下列规定。复合法钢模筒体应选用强度高、弹性好和焊接性能优良的钢材。复合法钢模的端盖宜采用铸钢。复合法钢模锁紧端盖的拉杆,应选用抗拉强度高的优质合金钢。立式法钢模的内外模、底模板和封头板可采用钢板制作,拉杆宜采用圆钢,芯套管应采用无缝钢管。钢模制作和检验符合下列规定。钢模制作应按设计图进行。钢模制作完毕,必须按设计图对各项技术要求进行检验,合格后方可投入使用。复合法钢模,必须进行静平衡力矩试验,不平衡力矩不应大于。复合法钢模允许偏差应符合表的规定。注:为管节壁厚。立式法钢模允许偏差应符合表的规定。立式法钢模允许偏差表原材料水泥
15、应采用号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其质量应符合现行国家标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥()的规定。熟料中铝酸三钙(3)含量不应大于。细骨料应采用质地坚硬的天然河砂。复合法采用细度模数的中砂;立式法可采用细度模数的中砂。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()的规定。粗骨料应采用质地坚硬的碎石,石料的抗压强度应大于倍所采用混凝土强度等级。碎石的粒径:复合法为,立式法为。碎石采用二级配,其中与粒径的比例应按混凝土配合比设计及试验确定。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的规定,其中水锈石含量不超过,粒径以下含量控制在左右。外加剂可经试验选定,外加剂
16、的质量应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范的规定。拌和用水应符合现行行业标准水运工程混凝土施工规范的规定。管节构造用钢筋,应符合本规程第条的规定。混凝土技术参数复合法成型管节混凝土应符合下列要求:()强度等级不小于60;()水泥用量/3/3;()水灰比不大于;()混凝土拌和物维勃稠度控制在;()混凝土重力密度大于/3;()吸水率不大于;()抗渗等级大于8。立式法成型管节混凝土应符合下列要求:()强度等级不小于60;()水泥用量大于/3;() 水灰比不大于;()塌落度控制在左右;()吸水率不大于;()抗渗等级大于。冬季施工必须按现行行业标准水运工程混凝土施工规范的规定执行。管节成型工艺复合法
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- 关 键 词:
- 港口 工程 预应力 混凝土 直径 设计 施工 规程

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