JTS-167-15-2019水运工程预制高强混凝土薄壁钢管桩设计与施工规程

中华人民共和国行业标准国鼎(南通)管桩有限公司施行日期：2019年9月30日2019年第58号2019年8月2日制定说明制定说明本规程是根据《交通运输部办公厅关于下达2014年度水运工程标准编制计划的通知》(交办水[2014]130号)要求，由交通运输部水运局组织有关单位在对国内外预制高质量得到更好的控制，并为进一步推广预制高强混凝土薄壁钢管桩在水运工程行业中的本规程共分6章和3个附录，并附条文说明，主要包括预制高强混凝土薄壁钢管桩的本规程的第3.1.3条、第3.4.1条、第3.4.5条为强制性 2术语 3设计 3.1一般规定 3.3构造 3.4防腐 4制作 4.3成型 4.8质量控制 5储运 5.3装运 2附录C本规程用词说明 引用标准名录 和管理组人员名单 条文说明 1.0.2本规程适用于水运工程预制高强混凝土薄壁钢管22.0.1预制高强混凝土薄壁钢管桩PrccastThin-wallSteclandSpunConcrctcCompos-在薄壁钢管内浇筑混凝土，经离心工艺成型的混凝土强度等级不低于C80的素混凝2.0.2TSC-C管桩PlainConcrctcTSCPilc未配置受力钢筋的TSC管桩。配置预应力筋的TSC管桩。2.0.4组合桩CompositcPilcTSC管桩与先张法预应力高强混凝土管桩或钢管桩拼接而成的桩。33.1.1TSC管桩宜用于桩身刚度和抗弯能力要求较高的3.1.5地基土对桩的承载力计算可按现行行业标准《码头结构设计规范》(JTS167)以动力系数。动力系数在起吊和水平吊运时宜取1.3,吊立过程中宜取1.1。3.1.9设计时宜避免水上接桩。3.1.10冰冻地区应考虑冻胀对TSC管桩的影响。3.2桩身结构计算(4)上部结构施工过程中可能出现的偏心荷载等3.2.3TSC管桩进行正截面承载力计算时，应根据管桩实际受力状况按表3.2.3的规定4受压桩轴心压力；锤击沉桩压应力；受拉桩轴心拉力；锤击沉柱拉应力；o—纵向预应力钢棒合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢棒应力5(MPa);对于TSC-C管桩，取σ=0;63.2.11可取张拉控制应力的25%σ——张拉控制应力值(MPa);Yu——预应力筋的松弛系数，可取2.5%σm=σn-△o式中σ——预应力筋的有效拉应力(MPa);7表3.3.4钢管最小有效壁厚管桩直径(mn)最小有效壁厚(mn)66893.3.6TSC-P管桩箍筋直径宜取6mm～8mm,螺距宜取80mm,管桩两端2m～6m范围内预应力筋直径(imn)端板最小厚度(imn)3.3.11TSC管桩与桩帽或横梁的连接应符合现行行业标准《码头结构设计规范》8 9或矿渣硅酸盐水泥，其质量应符合现行行业标准《水运工程混凝土质量控制标准》泥量不应大于1%,氯离子含量不应大于0.01%,硫化物及硫酸盐含量不应大于0.5%;不得超过钢筋净距的3/4,其质量应符合现行行业标准《水运工程混凝土质量控制标准》(JTS202—2)的有关规定，且含泥量不应大于0.5%,硫化物及硫酸盐含量不应大于0.5%。4.1.4混凝土拌合用水的质量应符合现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》4.1.6.1硅砂粉的质量应符合现行行业标准《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》4.1.6.4硅灰的质量应符合现行国家标准《高强高性能混凝土用矿物外加剂》 国家现行标准《低碳钢热轧圆盘条》(GB/T701)、《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》表4.1.11端板钢材的力学性能屈服点(MPa)伸长率(%)抗拉强度(MPa)(2)水胶比不大于0.3512图4.2.3TSC管桩钢管与端板焊接示意图得大于2mm4.3.6钢棒和螺旋筋的焊接点强度损失不得大于钢棒材料强度标准值的5%允许偏差(imn)允许偏差(mn)132 对偏差不应超过±6%。水运工程预制高强混凝土薄壁钢管桩设计与施工规程(JTS167—15—2019)内侧于800mm的管桩，宜采用内外两圈的焊接形式；外径小于800mm的管桩，可仅焊接外圈。表4.6.2肋板焊接参数表外径(mn)焊缝高度h(inn)66888气体保护焊，外圈焊接层数宜为3层，应将内层焊渣清 123桩身钢板凹陷凹陷深度不应大于5mn4断筋、脱头5612外周长30.1%L与30中的小值4外径0内径05607钢管壁厚1(inn)允许偏差(imn)允许偏差(inn)1管桩桩身弯曲度322管桩两端板之间间隙2404.8.4TSC管桩应进行抗弯承载力检验。检验时应以同规格的TSC管桩连续生产 5.3.2TSC管桩吊运应符合第5.1.2条和第5.1.3条的规定。持TSC管桩内腔的空气与大气相通的允许偏差为+0mm 贯入度已达到控制贯入度而桩端未达到设计高程时应继续锤击贯入100mm或锤击取总沉桩数的2%～5%,且不得少于5根。低应变法检测数量宜取总沉桩数的10%Z=√(EA,+E6.2.3.4TSC管桩混凝土和钢管在打桩过程中最大拉应力和压应力可按下列公式式中σ——混凝土的拉应力(Pa);σ——混凝土的压应力(Pa);σ——钢管的拉应力(Pa);σ——钢管的压应力(Pa); 表6.2.4水上沉桩桩位允许偏差值允许偏差(in)内河和有掩护近岸水域沉桩6.2.4.2水上沉桩桩的纵轴线倾斜度偏差不宜大于1%;桩的纵轴线倾斜度偏差大于1%但不大于2%的桩，其数量不应大于桩总数的10%。此作为竣工偏位的最终数值公称直径D1未考虑压屈影响的N轴心受拉承载力NMI型I型I型6789678989附录A常用TSC管桩型号、规格和力学性能续表A.0.1D1NNMI型I型I型9D预压应力N轴心受拉承载力MMI型I型I型67806789水运工程预制高强混凝土薄壁钢管桩设计与施工规程(JTS167—15—2019)续表A.0.2DNI型I型I型899表A.0.3常用TSC-P管桩型号、规格和力学性能(AB公称直径D预压应力0N轴心受拉承载力NI型I型I型6789附录A常用TSC管桩型号、规格和力学性能续表A.0.3DNI型I型I型6789899D预压应力N轴心受拉承载力NMI型I型I型67896789899附录A常用TSC管桩型号、规格和力学性能D预压应力0N轴心受拉承载力NMI型I型I型注：管桩分类中，钢管采用Q235B的为I型，采用Q345B的为Ⅱ型，混凝D预压应力未考虑压屈影响的轴心N轴心受拉承载力NI型I型I型6789678989水运工程预制高强混凝土薄壁钢管桩设计与施工规程(JTS167—15—2019)续表A.0.5DσMI型I型I型9附录BTSC管桩抗弯性能试验方法附录BTSC管桩抗弯性能试验方法B.1试件与试验装置B.1.1抗弯性能试验用试件的长度不宜大于表B.1.1规定的长度上限值，并不应小于表B.1.1规定的下限值公称直径D.(imn)试件长度上限值(m)试件长度下限值(im)9B.1.2TSC管桩的抗弯性能试验可采用垂直向下加载、垂直向上加载和水平加载的简B.2分级荷载和极限状态的确定W——试件重量(kN);(2)继续加荷但荷载值不再增加时；(3)试验加荷时后一级荷载的应变值大于前一级荷载的应变值的5倍时。B.3加载步骤和极限荷载值的确定B.3.1加载应按TSC管桩抗弯强度的20%级差分级由零加载至抗弯强度的80%为止；然后应按抗弯强度的10%级差继续加载至抗弯强度的100%;若试件在抗弯强度的100%时未达到极限状态，则应按抗弯强度的5%级差继续分级加载至试件出现极限状的有关规定。试验过程中应按第B.2.2条观察试件是否达到极限状态，并应测定和记录B.3.2极限荷载的确定应符合下列规定B.3.2.1当某一级荷载的加载过程中试件达到极限状态时，应取前一级荷载值作为B.3.2.2当某一级荷载加载完毕后的持续时间内试件达到极限状态时，应取本级荷B.4试件极限弯矩的确定B.4.1试件的极限弯矩应按下列公式确定：垂直向下加载垂直向上加载水平加载式中M——试件的极限弯矩值(kN·m),精确至I附录C本规程用词说明(4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的采用“可”条文说明 3设计 3.2桩身结构计算 3.3构造 3.4防腐 4.2混凝土和钢管 4.3成型 4.5养护 条文说明1.0.3有关标准主要包括《码头结构设计规范》(JTS163.1.1TSC管桩充分利用了钢材和混凝土两种材料特性：(4)具有良好的抗震性能。3.1.10TSC管桩外壁钢管有助于提高桩身混凝土抵抗冻胀破坏、冰凌磨损和撞损的能3.2.2.3基桩在施工期产生的内力，如斜桩的自重弯矩(包含桩内水体与土体重力)《预制高强混凝土薄壁钢管桩》(JG/T272—2010)中进行TSC管桩轴心受压承载力计算时，考虑到钢管对混凝土的套箍作用，将混凝土轴心抗压强度设计值f乘以1.3的提高系数。由于水运工程桩基施工方法和受力状态的复杂性，本规程中不提高混凝土轴心抗压强度设计值f应力混凝土管桩》(10C409),考虑到预应力钢筋镦头与端板连接处受力不均匀等因素的条文说明混凝土结构技术规范》(GB50936—2014)、《薄壁离心钢管混凝土结构技术规程》管桩外径管桩内径钢管材质受弯承载力M实测(kN·in)66经过了试验验证笼接触条文说明在相同断面的桩身混凝土上，打桩前在传感器安装位置的钢管上开了一个比较接近。图6.1和图6.2为其中一根试验桩同一锤下高应变实测曲线，表6.1为应力图6.11#高应变实测曲线(传感器安装在钢管上，桩尖高程：-14.50m)图6.21#高应变实测曲线(传感器安装在混凝土上，桩尖高程：-14.50m)条文说明应力波波速(n/s)最大锤击力(kN)完整性系数(%)锤击能量(kJ)从高应变实测曲线和表6.1可以看出，传感器安装在钢管上和安装在混凝土上得到现场测试时可根据检测作业方便性以及对桩身局部破坏的程度(