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文档简介
团体标准
T/CWTCAXXXX—XXXX
内河航道混凝土装配式护岸技术规程
Technicalspecificationforprecastconcreterevetmentofinlandwaterway
(征求意见稿)
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
中国水运建设行业协会发布
1总则
1.0.1为规范混凝土装配式护岸在内河航道工程中的应用,统一混凝土装配式护岸的主要技
术要求,做到安全可靠、经济合理、生态环保、资源节约、高质量发展,制定本规程。
1.0.2本规程适用于新建、扩建或改建内河航道工程中的混凝土装配式护岸设计、施工及质
量检验,其他涉水工程可参照使用。
1.0.3混凝土装配式护岸的设计、施工及质量检验除应符合本规程外,尚应符合国家现行有
关标准的规定。
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2术语和符号
2.1术语
2.1.1预制箱式护岸prefabricatedbox-typerevetment
在工厂预先生产制作的混凝土空箱构件,现场通过专业机械安装施工形成的挡土构筑物。
2.1.2预制板桩式护岸precastconcretesheet-pilerevetment
利用预制混凝土板桩挡土,依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚碇
结构维持稳定的挡土构筑物。
2.1.3预制混凝土板桩precastconcretesheet-pile
采用预制成型并打(振)入地基内以抵抗水平方向的土压力及水压力的预应力钢筋混凝
土桩。
2.1.4植桩法methodofplantingpile
预先用机械设备在桩位处钻孔或采用搅拌、旋喷成桩,后将板桩植入其中的施工方法。
2.1.5钢筋束连接tendonconnection
采用竖向钢筋、螺旋箍筋和加强筋的组合,通过插入预制混凝土构件预留孔洞,并注入
灌浆料而实现的连接方式。
2.2符号
2.2.1作用和作用效应
Sd——作用组合的效应设计值;
C——结构规定限值;
Rd——抗力设计值;
MEH、MEV——永久作用总土压力的水平分力标准值和竖向分力标准值对计算面前趾
的倾覆力矩;
MPω——剩余水压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩;
MEqH、MEqV——可变作用总土压力的水平分力标准值和竖向分力标准值对计算面前
趾的倾覆力矩;
MG——结构自重力标准值对计算面前趾的稳定力矩;
EH、EV——计算面以上永久作用总主动土压力的水平分力标准值和竖向分力标准值;
Pω——作用在计算面以上的剩余水压力的标准值;
EqH、EqV——计算面以上可变作用总主动土压力的水平分力标准值和竖向分力标准
值;
G——作用于计算面上的结构自重力的标准值;
ME——自重及回填料产生的土压力标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”力矩;
MPW——剩余水压力标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”力矩;
2
MEq——护岸顶面可变作用产生的主动土压力的标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”力矩;
MQ——非主导可变作用标准值产生的“踢脚”力矩;
MR——墙前被动土压力的标准值对拉杆锚碇点的稳定力矩;
MP——波浪力标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”稳定力矩;
Eax——作用在锚碇墙的主动土压力;
Epx——作用在锚碇墙的被动土压力;
RAX——拉杆拉力水平分力的标准值;
Eqx——锚碇墙后地面可变作用产生的主动土压力水平分力的标准值。
2.2.2材料性能和系数
m——土的水平地基反力系数的比例系数;
0——结构安全重要性系数;
Pω——剩余水压力分项系数;
E——主动土压力分项系数;
G——自重力分项系数;
P——波浪力分项系数;
——作用组合系数;
Q——非主导可变作用分项系数;
RA——拉杆拉力分项系数;
d——结构系数;
R——抗力分项系数;
2.2.3几何参数及其他
B——板桩截面宽度或边长;
L——锚碇墙至板桩墙的最小水平距离;
H0——前墙后侧主动破裂棱体的高度;
1——板桩墙墙后土的内摩擦角;
2——锚碇墙墙前土或填料的内摩擦角;
th——锚碇墙底端至护岸顶面的埋深。
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3基本规定
3.0.1混凝土装配式护岸的结构型式应根据当地自然条件、使用条件、材料来源、施工条件
和远期发展等因素,结合水利防洪要求,经技术经济综合比较后确定。设计宜结合当地的自
然和人文特点,兼顾亲水、生态或景观要求等进行。
3.0.2混凝土装配式护岸结构宜根据地质、地形、水位和挡土高度等条件的变化,在不同结
构型式或断面尺寸处应进行分段。
3.0.3混凝土装配式护岸的结构与其组成部分宜取相同的安全等级,结构安全等级及建筑物
级别应符合现行行业标准《防波堤和护岸设计规范》(JTS154)的有关规定。
3.0.4混凝土装配式护岸应进行结构承载能力和正常使用极限状态设计。当有防渗要求时,
应进行防渗设计。
3.0.5混凝土装配式护岸的设计使用年限应符合现行行业标准《水运工程设计通则》(JTS
141)以及《防波堤与护岸设计规范》(JTS154)的有关规定。
3.0.6混凝土装配式护岸应根据设计使用年限和所处环境条件,结合结构的类型按现行行业
标准《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)、《水运工程结构耐久性设计标准》(JTS
153)进行耐久性设计。
3.0.7施工方案和施工计划应结合场地条件、水文条件、施工季节、结构特点、当地设备能
力等进行制定,并应包含安全保障措施及应急防护预案。
3.0.8施工质量检验应包括施工前检验和施工质量检验,并应形成完整的质量检验记录。
3.0.9混凝土装配式护岸应设置观测点,定期观测护岸在施工期和使用期的沉降、水平位移、
倾斜等,当建筑物出现异常沉降时应提高观测频率。监测点布置及要求应符合现行行业标准
《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》(JTS235)的有关规定。
4
4材料与构件
4.1一般规定
4.1.1混凝土装配式护岸所用材料应符合本规程和国家相关标准规定,严禁使用国家明令淘
汰材料。
4.1.2预制构件宜在工厂预制成型。
4.2混凝土
4.2.1混凝土所用水泥强度等级不低于42.5。可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅
酸盐水泥。水泥的质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175)的有关规定。
4.2.2预制箱式构件混凝土所用骨料应符合下列规定:
1细骨料应采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂,不得使用海砂,天然砂细度模数宜
为2.5~3.2,采用人工砂时,细度模数宜为2.5~3.5,且砂的含泥量不大于3%,砂的氯离子
含量不大于0.02%,硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%,其他指标尚应符合现行国家标准《建
筑用砂》(GB/T14684)的有关规定。
2粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石,其最大粒径不宜大于20mm,且不得超过钢筋净
距的3/4。碎石的泥粉含量不大于1.5%,卵石含泥量不大于1.0%,硫化物及硫酸盐含量不大
于1.0%,其他指标尚应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685)的有关规
定。
4.2.3预制混凝土板桩混凝土所用骨料应符合下列规定:
1细骨料应采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂,不得使用海砂,细度模数宜为2.5~
3.2,采用人工砂时,细度模数宜为2.5~3.5,且砂的含泥量不大于1%,氯离子含量不大于
0.01%,硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%,其他指标尚应符合现行国家标准《建筑用砂》(GB/T
14684)的有关规定。
2粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石,其最大粒径不宜大于25mm,且不得超过钢筋净
距的3/4。碎石的泥粉含量不大于0.5%,卵石的含泥量不大于0.5%,硫化物及硫酸盐含量不
大于0.5%,其他指标应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685)的有关规
定。
4.2.4混凝土拌和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》(JTS202)。
4.2.5混凝土外加剂的质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)的有关规定。
4.2.6混凝土掺合料宜选用矿渣微粉、粉煤灰或硅灰等,其质量应符合下列规定:
1矿渣微粉的质量不应低于现行国家标准《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿
渣粉》(GB/T18046)中S95级的有关规定。
2粉煤灰的质量不应低于现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596)
中Ⅱ级F类的有关规定。
3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》(GB/T18736)
的有关规定。
4当采用其他品种的掺合料时,应通过试验验证,确认符合构件混凝土质量要求时方
可使用。
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4.2.7混凝土强度等级应按立方体抗压强度值确定,取样及试件制作应符合现行国家标准
《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107)的规定。
4.2.8预制构件混凝土强度等级应符合下列规定。
4.2.8.1预制箱式构件混凝土强度等级不宜低于C40。
4.2.8.2采用离心法工艺生产的板桩桩身混凝土强度等级不宜低于C80。
4.2.8.3采用浇筑法工艺生产的板桩桩身混凝土强度等级不宜低于C60。
4.2.9预制装配式护岸底板、胸墙、帽梁、导梁、锚碇、封底等现浇结构的混凝土强度等级
不宜低于C25。
4.2.10腐蚀、冻融环境下混凝土的耐久性设计应满足行业现行《水运工程耐久性设计标准》
(JTS153)、《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)的有关规定。
4.3钢筋与钢材
4.3.1预制空箱构件钢筋宜采用HRB400、HRB500热轧带肋钢筋,质量应符合现行国家标
准《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的有关规定。
4.3.2预制混凝土板桩预应力主筋应采用预应力混凝土用钢棒,其质量应符合现行国家标准
《预应力混凝土用钢棒》(GB/T5223.3)中对低松弛螺旋槽钢棒的规定。
4.3.3预制混凝土板桩非预应力钢筋应采用HRB400以上热轧带肋钢筋,其质量应符合现行
国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的有关规定。
4.3.4预制混凝土板桩的螺旋箍宜采用低碳钢热轧圆盘条、混凝土制品用冷拔低碳钢丝,其
质量应分别符合国家现行标准《低碳钢热轧圆盘条》(GB/T701)、《混凝土制品用冷拔低
碳钢丝》(JC/T540)的有关规定。
4.3.5现浇钢筋混凝土结构的主筋宜采用HRB400、HRB500热轧带肋钢筋,质量应符合现
行国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的有关规定。
4.3.6现浇钢筋混凝土结构的箍筋宜采用HPB300、HRB400及以上级别的钢筋,其质量应分
别符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB1499.1)和《钢筋混
凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的有关规定。
4.3.7预制构件起吊所用的吊环应采用未经冷加工的HPB300钢筋制作。当采用内埋式螺母
或吊杆时,其材料应符合国家现行相关标准的规定。
4.3.8预制混凝土板桩可根据设计要求确定是否设置端板,当设置端板时,端板质量应符合
下列规定。
4.3.8.1材料采用Q235B,端板制造不得采用铸造工艺,端板厚度不得有负偏差;
4.3.8.2端板表面应平整,除设计及构造要求的预留孔洞外,不得开槽和打孔;
4.3.8.3材料性能应符合现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩用端板》(JC/T947)
的规定;
4.3.8.4端板厚度应符合设计要求,当设计无要求时,端板最小厚度可按表4.3.8的规定
选用。
表4.3.8端板最小厚度(mm)
钢棒直径(mm)9.010.712.614.0
端板最小厚度(mm)18202428
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4.4连接材料
4.4.1构件连接材料的粘结性、抗渗性、密封性、耐久性、耐老化性能等应满足设计要求,
并符合相应产品标准和应用技术规定。
4.4.2灌浆材料宜采用无收缩水泥基灌浆料,并应符合现行国家标准《水泥基灌浆料应用技
术规范》(GB/T50448)的相关规定。
4.4.3构件间粘结材料可选用环氧砂浆,环氧砂浆抗压强度不应小于60MPa,粘结强度不
应小于3.5MPa。
4.4.4锚筋、螺栓、锚栓等连接材料及其他结构钢制预埋件的质量应符合现行行业标准《水
运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)、《水运工程钢结构设计规范》(JTS152)的有
关规定。
4.5其他材料
4.5.1制作钢拉杆的材料应符合现行国家标准《钢拉杆》(GB/T20934)和现行行业标准《水
运工程钢结构设计规范》(JTS152)的有关规定,焊接式钢拉杆应采用焊接质量有保证的
钢材。
4.5.2钢筋锚杆的杆体宜选用预应力混凝土用钢绞线、预应力螺纹钢筋、HRB400和HRB500
热轧带肋钢筋。
4.5.3锚杆杆体用钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224)的
有关规定。
4.5.4土工织物材料应符合行业现行标准《水运工程土工合成材料应用技术规范》(JTS/T
148)的相关规定。
4.5.6连接用焊接材料应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》(GB50661)的相关要求。
4.5.7用于钢筋束连接的金属波纹管的质量应符合现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹
管》(JG/T225)的有关规定。镀锌波纹管的钢带厚度不宜小于0.3mm,波纹高度不应小于
2.5mm。
4.6构件与分类
4.6.1预制箱式护岸构件按其结构类型可分为重力空箱式和堆砌式,按其外形尺寸可分为Ⅰ、
Ⅱ和Ⅲ型。预制箱式护岸构件的外形、构造及基本尺寸可参照附录A。
表4.6.1预制箱式护岸构件特征
构件尺寸(mm)
类型结构形式
长度宽度高度
Ⅰ250025002000无底直立箱式
重力空箱式Ⅱ250025002500
Ⅲ250025003000
Ⅰ100010001000无底直立箱式+壁板开孔
堆砌式Ⅱ100020001000
Ⅲ100030001000
注:长度为顺水流方向尺寸,宽度和高度为垂直水流方向尺寸。
4.6.2预制混凝土板桩按截面形状可分为方形桩、平板形桩、异形桩和圆形桩,桩型特征宜
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符合表4.6.2的规定,桩身构造、配筋及力学性能等可参照附录B。
表4.6.2预制混凝土板桩特征
生产混凝土强度等单节最大桩长
桩型截面形式及尺寸
工艺级(m)
截面为外方内圆的空心桩,边长
护壁桩离心法不低于C80≤18
400mm~800mm
方形桩
截面为正方形的实心桩,边长
空心方桩离心法不低于C80≤15
300mm~600mm
截面为矩形的实心桩,宽度为600mm,
平板桩浇筑法不低于C60≤11
高度为200mm~300mm
平板截面为矩形的空心桩,宽度为
空心平板桩不低于C80≤14
形桩600mm~1300mm
离心法
截面为带翼边的矩形空心桩,宽度为
翼边板桩不低于C80≤14
600mm~1300mm
截面为U形的异形桩,宽度为
凹形板桩≤18
400mm~1000mm
异形桩离心法不低于C80
截面为半圆环形的桩,高度
波浪桩≤15
250mm~600mm
截面为圆环形的桩,直径为
圆形桩混合配筋管桩离心法不低于C80≤23
400mm~800mm
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5设计
5.1一般规定
5.1.1内河航道混凝土装配式护岸可选用预制箱式护岸、预制混凝土板桩式护岸或两种结构
的组合式护岸。
5.1.2内河航道混凝土装配式护岸应进行稳定性计算。必要时,应进行防渗和排水设计。
5.1.3混凝土装配式护岸上部胸墙、帽梁等结构可采用现浇混凝土。
5.1.4护岸墙后填料土的抗剪强度指标宜通过试验确定。
5.2选型及布置
5.2.1混凝土装配式护岸的结构形式选型宜结合航道工程建设条件,综合考虑周边运输条件、
建设场地条件、地形地貌、周边建(构)筑物等确定。
5.2.2当航道后方场地开阔,且具备开挖条件的护岸可选用预制箱式护岸,结构特征及适用
范围可参照表5.2.2,结构组合形式见图5.2.2。
表5.2.2预制箱式护岸结构特征及适用范围
护岸构件连接方式
应用方式组合方式适用范围
类型上下层间纵向连接
临水侧均为垂直面,临
重力空箱单层或多层钢筋束+较适用于水深相对较深、有
土侧可为直立面或台凹槽灌浆
式堆叠榫槽较大吊装场地的航道
阶状
临水侧均为垂直面或
单层或多层混凝土抗较适用于水深相对较浅、吊
堆砌式台阶状,临土侧为台阶螺栓
堆叠滑块装场地较小的航道
状或直立面
注:1护岸高度与预制箱式构件模数不匹配时,可通过顶部现浇混凝土压顶或底板预留槛的深度进行
高度的调节。
2台阶状组合的护岸结构其横断面上下层构件不宜形成垂直通缝或采取可靠的连接方式,保证其
整体受力。
(a)重力空箱式垂直组合(b)重力空箱式台阶状组合
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(c)堆砌式垂直组合(d)堆砌式台阶状组合
图5.2.2预制箱式护岸结构形式图
1—护岸构件;2—钢筋束;3—回填料;4—混凝土底板;5—垫层;6—榫槽连接;
7—螺栓;8—混凝土抗滑块。
5.2.3当航道后方场地狭窄,不具备开挖条件的护岸或需带水作业时,可选用预制混凝土板
桩式护岸,结构形式及结构选型可参照表5.2.3。
表5.2.3预制混凝土板桩式护岸结构形式及适用范围
结构形式适用范围
适用于挡土高度较小,地面荷载不大且对位移控制要求
无锚板桩式结构
不高的护岸
单锚板桩式结构适用于挡土高度较大,对位移控制有一定要求的护岸
拉锚板桩多锚板桩式结构适用于挡土高度大,对位移控制要求高的护岸
式结构
适用于后方场地狭窄,设置锚碇、锚杆结构有困难的护
斜拉桩式板桩结构
岸
适用于挡土高度及地面荷载不大,但对位移控制要求高
双排桩式结构
的护岸
5.2.4混凝土装配式护岸宜采用直线式或直线与圆弧(椭圆弧)组合式布置。
5.2.5对于有景观要求的混凝土装配式护岸,宜设置与景观协调的颜色、造型或图案。
5.3作用及作用组合
5.3.1混凝土装配式护岸的作用和作用组合应符合现行标准《防波堤与护岸设计规范》
JTS154的有关规定。作用标准值的确定应符合现行行业标准《港口工程荷载规范》(JTS144)、
《港口与航道水文规范》(JTS145)、《水运工程抗震设计规范》(JTS146)等的有关规
定。
5.3.2混凝土装配式护岸结构设计应采用极限状态设计方法,并应符合下列规定。
5.3.2.1承载能力极限状态设计应计算或验算混凝土装配式护岸结构强度和稳定、整体稳
定、地基承载力等,承载能力极限状态设计表达式应符合下式:
γ0Sd≤Rd
式中γ0——不同结构安全等级的重要性系数,可按表5.3.1取值;
Sd——作用组合的效应设计值;
Rd——抗力设计值。
表5.3.1不同结构安全等级的重要性系数γ0
结构安全等级一级二级三级
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重要性系数γ01.11.00.9
注:1安全等级为一级的护岸,当对安全有特殊要求时,γ0可适当提高;
2自然条件复杂、维护有困难时,γ0可适当提高。
5.3.2.2正常使用极限状态设计应计算或验算混凝土装配式护岸结构的构件变形、裂缝宽
度和地基沉降等。正常使用极限状态设计表达式应符合下式:
Sd≤C
式中Sd——作用组合的效应设计值,包括变形、裂缝宽度和沉降量等;
C——结构规定限值,包括规定的最大容许变形、裂缝宽度和沉降量等。
5.3.3混凝土装配式护岸结构设计时,应对不同设计状况的作用、环境条件和影响等进行分
析。
5.3.4混凝土装配式护岸结构的设计状况、结构设计、承载能力极限状态各设计状况及相应
的组合中计算水位的选取应符合国家现行标准《码头结构设计规范》(JTS167)、《防波
堤与护岸设计规范》(JTS154)及《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)的有关规
定。
5.3.5混凝土装配式护岸结构设计时,应采用可能同时出现的作用的最不利组合。
5.3.6作用在混凝土装配式护岸上的水土侧压力宜按水土分算的原则进行计算。
5.3.7分析混凝土装配式护岸的抗倾覆稳定时,作用在板桩墙后的土压力应按主动土压力计
算,墙前土压力应按被动土压力计算,计算应符合《码头结构设计规范》(JTS167)的要
求。
5.4预制箱式护岸
5.4.1预制箱式护岸箱体内填料宜采用砂、砂砾石或块石,不应采用具有腐蚀性的填料。
5.4.2预制箱式护岸设计主要计算内容应符合下列规定。
5.4.2.1承载能力极限状态设计应进行下列内容的计算或验算:
①对墙底面和墙身各水平缝计算面前趾的抗倾稳定性;
②沿墙底面和墙身各水平缝的抗滑稳定性;
③沿基床底面的抗滑稳定性;
④基床和地基承载力;
⑤整体稳定性;
⑥预制空心箱体构件的承载力。
5.4.2.2正常使用极限状态设计应进行下列内容的计算或验算:
①地基沉降;
②裂缝宽度。
5.4.2.3施工期应进行下列内容的计算或验算:
①已建部分在水压力和土压力作用下的稳定性。
②施工期构件安装时的稳定性和承载力。
5.4.3护岸稳定性验算应符合下列要求。
5.4.3.1预制箱式护岸的稳定性验算宜取单榀箱体作为计算单元。
5.4.3.2预制箱式护岸的整体稳定计算应按照现行行业标准《防波堤与护岸设计规范》
(JTS154)的有关规定执行。
11
5.4.3.3对于预制箱式护岸,沿墙底面、墙身各水平缝的抗倾稳定性可按附录D公式验算。
5.4.4预制箱式护岸壁板的内力计算,应考虑墙后水土压力及贮仓压力,荷载计算应符合《码
头结构设计规范》(JTS167)的规定,壁板内力计算可简化为单向板进行,内力计算应符
合《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)的规定。
5.4.5构件强度与裂缝验算应符合下列要求:
5.4.5.1预制箱式护岸构件应验算作用的准永久组合下裂缝宽度;当有必要考虑作用的频
遇组合时,可采用频遇组合值代替准永久组合值,最大裂缝宽度不应超过《水运工程混凝土
结构设计规范》(JTS151)规定的限值。
5.4.5.2预制箱式护岸壁板最大裂缝宽度计算应符合《水运工程混凝土结构设计规范》
(JTS151)的规定。
5.4.6预制箱式护岸构件翻转、吊运及安装验算应符合下列要求。
5.4.6.1预制箱式护岸构件的吊点应视构件的形状、尺寸和起吊方法设置。当吊点采用吊
环时,吊环规格可按现行行业标准《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151)的规定进
行计算。
5.4.6.2应根据吊点、垫木或垫块的布置按照现行行业标准《水运工程混凝土结构设计规
范》(JTS151)验算构件的承载能力,验算时应将构件自重乘以动力系数作为荷载代表值。
5.4.7当沿预制箱式护岸长度方向地基压缩层厚度和土的压缩系数有较大变化时,应分段计
算沉降量和沉降差,地基沉降计算应按照现行行业标准《水运工程地基设计规范》(JTS147)
的有关规定执行,地基沉降和差异沉降计算值大于限值时,应进行地基处理。
5.4.8地基处理方案的确定应符合《水运工程地基设计规范》(JTS147)的规定,并满足下
列要求:
5.4.8.1根据工程实际条件、周边环境等因素进行综合分析,初步选出可供考虑的地基处
理方案;
5.4.8.2对初步选出的方案,从预期效果、施工条件、处理费用和对环境的影响等方面进
行技术经济分析,选择合理的地基处理方案。
5.4.9地基处理方案
5.4.9.1地基处理方法应考虑土质条件及加载方式、建筑物类型及适应变形能力、施工条
件、材料来源、地下水条件和处理费用等因素经多方案比较选定,必要时可联合应用多种地
基处理方法。常用的地基处理方法主要包括换填法、水泥搅拌桩法、刚性桩复合地基、桩基
础等;
5.4.9.2地基处理工程对周围环境、生态、景观或建筑物产生不利影响时,应对影响程度
进行分析评估。有危害时,应采取防护措施。
5.4.9.3地基处理设计前应取得土的物理力学性质、土层分布、地下水等资料。
5.4.9.4地质条件复杂、重要工程应在有代表性的场地上采用选定的地基处理方法进行现
场试验或试验性施工,并进行必要的测试,检验设计参数和处理效果,优化设计和指导施工。
当达不到设计要求时,应查明原因,采取措施或修改设计。
5.4.9.5“换填法”中换填材料宜采用碎石土、块石,有防渗要求时,陆上换填也可采用
可塑~坚硬状态的黏性土,基础下换填材料的厚度和宽度应满足地基承载力、地基整体稳定
和沉降的要求。其余要求应满足《水运工程地基设计规范》(JTS147)的相关要求。
12
5.4.9.6“水泥搅拌桩法”适用于偏酸性软土、泥炭土和腐殖土或有机质含量较高的软土、
地下水具有侵蚀性的软基时,应通过现场试验确定其适用性。水泥搅拌桩的置换率和桩长应
根据建筑物对地基承载力、变形和稳定性的要求来确定。其余要求应满足《水运工程地基设
计规范》(JTS147)的相关要求。
5.4.9.7“桩基础法”应按下列两类极限状态设计并应满足现行行业标准《水运工程桩基
设计规范》(JTS147-7)的要求:
(1)承载能力极限状态:桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变
形;
(2)正常使用极限状态:桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求
的某项限值。
5.4.10基床承载力验算应符合现行行业规范《防波堤与护岸设计施工规范》(JTS208)的
要求。
5.4.11预制箱式护岸的构造应符合下列要求:
5.4.11.1预制箱式护岸接缝应采取防漏土措施,可于接缝处采用灌浆处理或铺设土工布。
5.4.11.2预制箱型构件竖向结构缝间宜涂抹环氧砂浆。
5.4.11.3护岸墙前无水墙后有水或墙后水位高于墙前水位时,可在预制箱前板和后板预
留排水孔,墙后地下水及预制箱内积水可通过在箱体前板设置排水孔排出,排水孔可沿高度
方向根据箱子层数分排布置,排水孔的直径宜为50mm~80mm,排水孔后应设置反滤层及
集、排水设施。
5.4.11.4预制箱式护岸的墙后填土面应设置地表排水设施。
5.4.11.5护岸墙前的泥面宜采取护底措施。
5.4.11.6预制混凝土箱式护岸的底板可采用现浇混凝土结构,底板与前排箱体连接处应
预留深度100mm~200mm的定位槽。
5.4.11.7预制箱体构件之间,以及预制箱体与现浇底板之间竖向连接可采用钢筋束连接、
榫式连接、空箱内现浇混凝土连接或焊接连接。
5.4.11.8钢筋束连接结构图详见附录C。
5.4.11.9采用空箱内现浇混凝土连接时,接触面宜设置粗糙面或进行拉毛处理。
5.4.11.10现浇底板的变形缝间距宜为15.0m~30.0m。在结构形式变化处、水深变化处、
地基土质变化处和新旧结构衔接处,应设置变形缝。
5.4.11.11变形缝的宽度宜为20mm~30mm,变形缝应采用弹性材料填充。
5.5预制混凝土板桩式护岸
5.5.1预制混凝土板桩式护岸可采用无锚板桩、单锚板桩、多锚板桩、斜拉桩式板桩或双排
桩式结构,结构选型应符合5.2节的规定。
5.5.2预制混凝土板桩式护岸的设计主要计算内容应符合下列规定:
5.5.2.1承载能力极限状态设计应进行下列内容的计算或验算:
①挡土墙的“踢脚”稳定性;
②锚碇结构的稳定性;
③护岸的整体稳定性;
13
④板桩的结构内力、承载能力。
5.5.2.2正常使用极限状态设计应进行下列内容的计算或验算:
①抗裂计算;
②变形分析。
5.5.2.3施工期应进行下列内容的计算或验算:
①已建部分在水压力和土压力作用下的稳定性;
②施工期构件安装时的稳定性和承载力。
5.5.3预制混凝土板桩式护岸稳定性验算应符合下列要求:
5.5.3.1预制混凝土装配式护岸的稳定计算单元应根据平面布置型式确定,预制混凝土板
桩式护岸可取1延米或一个锚碇区段作为一个稳定计算单元,圆弧段护岸可按其整体进行计
算。
5.5.3.2预制混凝土板桩式护岸的抗倾覆稳定、锚碇墙抗滑稳定以及锚碇墙到板桩墙的最
小水平距离的相关计算应符合本规程附录D的规定,其安全系数应满足现行行业标准《码
头结构设计规范》JTS167中的相关规定。
5.5.4预制混凝土板桩式护岸结构内力与变形分析应符合下列要求:
5.5.4.1预制混凝土板桩式护岸应进行结构内力分析。
5.5.4.2有锚板桩式护岸应按施工顺序分阶段计算。在锚拉结构未受力前应按插入地基的
悬臂结构计算;锚拉结构受力后,应按有锚结构计算。
5.5.4.3板桩式护岸的结构内力和变形宜采用竖向弹性地基梁法计算,应符合本规程附录
D的规定。
5.5.4.4竖向弹性地基梁法计算时,应符合下列规定:
①墙前内力和变位可采用杆系有限元法求解(图5.5.1)。入土段墙后的主动土压力应
由墙后泥面以上地面荷载与土体重产生的土压力两部分组成。
图5.5.1竖向弹性地基梁法计算图式
1—拉杆;2—板桩;3—波浪力;4—主动土压力;5—弹性杆
②弹性杆的弹性系数应由水平地基反力系数乘以杆间距确定。计算点处的水平地基反
14
力系数可由该处土的水平地基反力系数的比例系数m值乘以该处自墙前泥面以下计算深度
确定或采用其他方法确定。土的水平地基反力系数的比例系数m值可通过水平荷载试验确
定,当无试验资料时,可按表5.5.4的规定选用。
表5.5.4土的水平地基反力系数的比例系数m值
地基土质情况m(kN/m4)
IL≥1的黏性土,淤泥1000~2000
1>IL≥0.5的黏性土,粉砂2000~4000
0.5>IL≥0的黏性土,中、细砂4000~6000
IL<0的黏性土,粗砂6000~10000
砾石、砾砂、碎石、卵石10000~20000
注:1板桩墙在计算墙前泥面的水平变位大于10mm时,m值可采取分层选取的
方法,泥面下一定深度范围内土层的m值取表中下限值。
2表中的砂土,当密实度为松散时取表中下限值,密实度为密实时取上限值。
3IL为土的液性指数。
③锚碇点位移应由拉杆受力变形、锚碇结构位移及其他因素产生的位移组成。
5.5.4.5预制混凝土板桩式护岸应验算桩顶的水平位移,入土点的桩身水平变位值不宜大
于10mm。
5.5.5预制混凝土板桩式护岸构件强度计算和裂缝验算应遵守现行行业标准《水运工程混凝
土结构设计规范》(JTS151)的有关规定。作用效应设计值可按有关作用标准值计算的作
用效应乘综合分项系数确定。强度计算时,综合分项系数应采用1.40;裂缝验算时,综合准
永久值系数应采用0.85。
5.5.6构件吊运及堆放验算应符合下列要求:
5.5.6.1预制混凝土板桩在脱模、搬运和吊立等阶段均应进行内力计算。
5.5.6.2预制钢筋混凝土板桩、预应力混凝土板桩和预应力混凝土管桩吊运时,桩身混凝
土强度应符合设计要求。
5.5.6.3在计算吊运内力时应考虑桩长、截面尺寸、吊点位置、桩架高度、吊索长度、桩
的实心段长度、桩的入水长度以及吊立过程中桩轴线与水平面的夹角等。所选用的吊点位置
及施工工艺宜使桩受力合理。
5.5.6.4桩的吊运可采用二点吊或四点吊,也可根据具体情况采用三点吊等其他布点形式
进行吊运。当采用二点吊或四点吊时,其吊点位置和内力计算可按附录F确定,桩在水平
吊运和吊立过程中可采用同一套吊点。
5.5.6.5预制混凝土桩在吊运时,桩的重力应乘以动力系数α。起吊和水平吊运时α宜取1.3,
吊立过程中α宜取1.1。
5.5.6.6吊桩时桩身可采用绳扣捆绑或夹具夹持,其吊点位置距离设计位置允许偏差为±
200mm。为防止绳扣和桩角破坏,吊点处宜用麻袋或木块等衬垫。
5.5.6.7吊桩时应使各吊点同时受力,徐徐起落,减少震动。
5.5.6.8场内宜采用钢珩架多点吊运,钢衍架应具有足够的刚度,防止吊桩时产生过大变
形,吊索应与桩纵轴线垂直;采用起重船或起重机吊运时,吊索与桩纵轴线夹角不应小于
15
45°。
5.5.6.9采用其他形式吊运时,应按桩身实际受力情况进行验算;对按多点吊设计的桩,
拖运时应采取措施,保持全部支点在同一平面上。
5.5.6.10桩的堆放场地应平整、坚实。
5.5.6.11按2点吊设计的桩,可用2点支垫堆存,支垫位置按设计吊点位置确定,偏差
不宜超过200mm。桩长期堆存时,宜采用多点支垫。
5.5.6.12按4点吊或4个吊点以上设计的桩,可采用多支点堆存,堆存时垫木应均匀放
置;桩两端悬臂长度不得大于设计规定。
5.5.6.13桩多层堆存时,堆放层数应按地基承载力、垫木强度和堆垛稳定性等确定;各
层垫木应位于同一垂直面上,施工现场堆放层数不宜超过3层,各层之间应支垫牢固。
5.5.6.14用岸坡坡顶作为临时堆放场地时,应验算岸坡的稳定性。
5.5.7预制混凝土板桩式护岸的构造应符合下列要求:
5.5.7.1护岸墙前无水墙后有水或墙后水位高于墙前水位时,可在墙身(板桩)预留排水孔,
排水孔可沿高度方向分排布置,排水孔间距宜取桩身宽度的整数倍且不宜大于3.0m,排水
孔的直径宜为50mm~80mm,排水孔后应设置反滤层及集、排水设施。
5.5.7.2预制混凝土板桩式护岸的墙后填土面应设置地表排水设施。
5.5.7.3护岸墙前的泥面宜采取护底措施。
5.5.7.4预制混凝土板桩厚度宜为200mm~700mm;当板桩厚度大于300mm时,宜采用
空心截面板桩或异形截面板桩。
5.5.7.5预制混凝土板桩间的缝宽宜取20mm~30mm。板桩墙后原土层或回填料为细颗
粒土时,板桩之间的接缝应采取防漏土措施。
5.5.7.6预制混凝土板桩式护岸的拉杆间距宜为1.0m~3.0m,并宜取板桩宽度的整数倍.
拉杆中部应设置可施加预紧力的装置。
5.5.7.7预计拉杆下填土沉降较大时,宜在拉杆下设支承桩或在拉杆上安设防压罩。支承
桩间距可为4.0m~6.0m,桩尖宜打入低,压缩性土层内。防压罩与拉杆之间应预留间隙。
5.5.7.8采用锚杆的预制混凝土板桩式护岸时,预应力锚杆自由段长度不应小于5.0m,且
应超过潜在滑裂面并进入稳定土层不小于1.5m,杆体的自由段应设置隔离套管。土层中的
锚杆锚固段长度不宜小于6.0m。
5.5.7.9锚碇墙宜采用现浇钢筋混凝土墙或预制钢筋混凝土板安装或插入而成的连续墙。
当锚碇墙采用预制钢筋混凝土板时,应在墙后设置连续导梁。锚碇墙可采用矩形、梯形或L
形截面。
5.5.7.10锚碇板可采用预制钢筋混凝土板。锚碇板截面可采用平板、双向梯形板或T形
板。
5.5.7.11锚碇墙、锚碇板的高度宜为1.0m~3.5m,厚度不宜小于150mm。
5.5.7.12锚碇墙、锚碇板应预留拉杆孔,其位置宜与作用在锚碇墙、锚碇板上的土压力
合力作用点重合,斜度应与拉杆方向一致。
5.5.7.13钢筋混凝土锚碇桩墙应设置导梁,并应符合下列规定:
①导梁可单独设置在墙后或利用锚碇桩墙的帽梁作为导梁;
②单设的导梁,钢筋混凝土锚碇桩墙宜采用钢筋混凝土梁;
16
③帽梁和导梁分段长度及变形缝的位置应与前墙相对应。
5.5.7.14有锚预制混凝土板桩式护岸应设导梁和帽梁,导梁和帽梁可合为胸墙。无锚预
制混凝土板桩式护岸可只设帽梁。帽梁或胸墙可采用现浇钢筋混凝土结构。胸墙的截面形式
可采用矩形、梯形、L形或I形。
5.5.7.15预制混凝土板桩式护岸前墙的导梁可采用现浇或预制的钢筋混凝土梁。
5.5.7.16帽梁或胸墙的前后两侧均应比板桩宽150mm以上。
5.5.7.17预制混凝土板桩式护岸前墙与帽梁或胸墙的连接方式和构造要求可参照附录C
进行设计,并符合下列规定:
(1)前墙伸入帽梁或胸墙内长度可取为50mm~70mm;
(2)圆形、方形等空心截面桩可采用填芯混凝土内插钢筋的形式,对于非空心截面的
异形桩可采用在桩顶端板上焊接锚固钢筋的形式,锚固钢筋与端板焊缝长度应大于5倍钢筋
直径;受力较大时可采用两者结合的方式,也可采用机械连接方式;
(3)填芯混凝土强度等级不应低于上部帽梁或胸墙的强度等级;桩芯纵向钢筋应通过
计算确定,且配筋率不应低于1%,数量不宜少于4根,钢筋宜采用HRB400或HRB500级;
箍筋可采用直径6mm~8mm的HPB300级,间距可取200mm~250mm。纵向钢筋锚入帽梁
或胸墙的长度应满足锚固要求;
(4)填芯混凝土的长度应满足受力要求,不小于2倍桩径或桩宽且不小于1200mm。
5.5.7.18帽梁、导梁和胸墙的变形缝间距宜为15.0m~30.0m。
5.5.7.19变形缝的宽度宜为20mm~30mm,变形缝应采用弹性材料填充。
17
6施工
6.1一般规定
6.1.1项目开工前,应对项目所在地及施工现场的情况和影响项目实施的因素进行现场调查,
主要包括以下内容。
6.1.1.1气象、水文、地质、地形和地貌等自然条件;
6.1.1.2临近建筑物,水下与地下管线或障碍物、施工水域与避风锚地等周边施工环境;
6.1.1.3施工场地、道路、供水、供电、可利用的预制场、船机设备、劳动力、加工能力、
地材供应等周边配套资源;
6.1.1.4远距离调遣和大件运输条件;
6.1.1.5工程高程、平面控制网和控制基点等测量控制点情况。
6.1.2施工中应保证周边建筑物结构安全,宜选用环保设备和工艺。
6.2预制构件起吊、运输和堆放
6.2.1项目开工前,应制定预制构件的起吊、运输与堆放方案,其内容应包括起吊方式、运
输时间、次序、堆放场地、运输路线、固定要求、堆放支垫及成品保护措施。
6.2.2预制箱式护岸构件脱模起吊时,混凝土抗压强度不应低于设计强度的50%,且不应
低于15MPa。预制混凝土板桩脱模起吊时,混凝土抗压强度不得低于45MPa。
6.2.3预制箱式构件吊装应符合下列规定。
6.2.3.1预制箱式构件吊装应采用多点吊,吊点位置应根据脱模及安装方式经验算确定。
6.2.3.1吊点位置应符合设计要求,允许偏差为±200mm。
6.2.3.1吊运时应使各点同时受力,并应防止产生扭曲,吊绳与与构件水平面夹角不应小
于45°,垂直起吊时应采用专用吊梁或吊架。
6.2.4预制混凝土板桩的吊装应符合下列规定。
6.2.4.1凹形板桩及波浪桩吊装宜采用两桩对拼整体起吊,对拼两桩的两端板处采用连接
卡板相连,其余桩型可单桩起吊。
6.2.4.2长度不大于15m且符合附录B规定长度的板桩,宜采用两点吊(图6.2.4-1)或
两头钩吊法。
6.2.4.3长度大于15m且小于30m的板桩或拼接桩应采用四点吊(图6.2.4-2)。
图6.2.4-1两点吊吊点位置
18
图6.2.4-2四点吊吊点位置
6.2.4.4长度大于30m的板桩或拼接桩,应采用多点吊,吊点位置应另行验算。
6.2.4.5吊点位置应符合设计要求,允许偏差为±200mm。除两端钩吊外,吊索应与板桩
纵轴线垂直。
6.2.4.6采用桁架吊装时,桁架应有足够的刚度。
6.2.4.7板桩吊装时严禁抛掷、碰撞、滚落。
6.2.5预制构件的运输车辆(船只)应满足构件尺寸和载重要求,装卸与运输时应符合下列
规定。
6.2.5.1装卸构件时,应采取保证车辆(船只)平衡的措施。
6.2.5.2运输构件时,应采取防止构件移动、倾倒、变形等的固定措施。
6.2.5.3运输构件时,应采取防止构件损坏的措施,对构件边角部或链索接触处的混凝土,
宜设置保护衬垫。
6.2.5.4运输构件时,支撑要求应符合本标准6.2.6、6.2.7的相关规定。
6.2.6预制箱式构件堆放应符合下列规定。
6.2.6.1堆放场地应平整、坚实,并有排水设施。
6.2.6.2构件应按规格、类型、批次分别堆放,堆放时采用可靠的防滑、防倒、防碰撞等
安全措施。
6.2.6.3预制空箱构件应采用两支点法放置在枕木上,如图6.2.6。多层叠放时,层间应放
置缓冲垫,堆叠不宜超过两层。
(a)单层堆放(b)多层堆放
图6.2.6两支点法位置
1—枕木;2—缓冲垫
6.2.7预制混凝土板桩堆放应符合下列规定。
19
6.2.7.1板桩堆放场地应坚实、平整,有排水措施;
6.2.7.2板桩应按规格、类型、型号、壁厚、长度分别堆放,堆放过程中应采用可靠的防
滑、防滚等安全措施。
6.2.7.3长度不大于15m的预制混凝土板桩,最下层宜按图
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