DB33 T 927-2014 长管节后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程.pdf
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1、ICS 93.140 P67 DB33 浙江省 地方标准 DB 33/T 927 2014 长管节后张法预应力混凝土 大管桩设计与施工规程 Technical code of design and constrution for long tube and large diameter post tensioned prestress concrete cylinder pile 2014 - 07 - 07 发布 2014 - 08 - 07 实施 浙江省质量技术监督局 发布 DB33/T 927 2014 I 目 次 前言 . III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义
2、1 4 长管节大管桩设计 2 4.1 一般规定 2 4.2 计算 2 4.3 构造 7 5 长管节制作 9 5.1 原材料 9 5.2 钢模 . 10 5.3 混凝土 . 10 5.4 成型与养护 . 11 5.5 起吊、堆存和运输 . 11 5.6 质量检验 . 12 6 长管节大管桩拼接 . 12 6.1 钢绞线 . 12 6.2 锚具与夹具 . 12 6.3 粘结剂 . 13 6.4 拼接与张拉 . 13 6.5 压浆与放张 . 14 6.6 桩质量检验 . 15 7 长管节大管桩吊运、堆存和装运 . 16 7.1 场内吊运 . 16 7.2 场内堆存 . 16 7.3 装运 . 16
3、8 长管节大管桩沉桩 . 16 8.1 一般规定 . 17 8.2 吊桩 . 17 8.3 沉桩工艺 . 17 8.4 质量控制 . 18 附录 A(规范性附录) 长管节大管桩型号、规格及技术性能表 . 19 附录 B(规范性附录) 长管节大管桩性能曲线 . 23 DB33/T 927 2014 II 附录 C(资料性附录) 长管节大管桩设计选用示例 27 附录 D(规范性附录) 粘结剂正拉粘结强度试验方法 31 附录 E(资料性附录) 选锤参考资料 . 34 DB33/T 927 2014 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009 给出的规则起草。 本标准由浙江省交通运输厅提出
4、并归口。 本标准的起草单位:浙江省交通运输厅工程质量监督局、宁波海港工程有限公司、浙江省交通规划设计研究院。 本标准主要起草人员包括:吴安宁、陈妙初、陈学国、叶先光、曹云、应永良、史美鹏、赵殿鹏、荣海敏、何晓宇、杨明军、陈晓峰、戴晓栋、徐小梅、蒋春晖、应志峰、张盛创、吴捷安、应齐明、吴显华、董志远、贾慧萍、方中军、王果、王斐斐、孙健、张秀华、王光忠、陈月松、王世军。 DB33/T 927 2014 1 长管节后张法预应力混凝土 大管桩设计与施工规程 1 范围 本标准规定了长管节后张法预应力混凝土大管桩设计、制作、拼接、吊运、堆存、装运以及沉桩等技术要求。 本标准适用于长管节后张法预应力混凝土大
5、管桩的设计与施工。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 175 通用硅酸盐水泥 GB 50158 港口 工程结构可靠度设计统一标准 GB/T 701 低碳钢热轧圆盘条 GB/T 2567 树脂浇铸体性能试验方法 GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 14370 预应力筋锚具、夹具和连接器 GB/T 50152 混凝土结构试验方法标准 JTG/T F50 公路桥涵施工技术 规范 JTJ 270 水运 工程混凝土试验规程 JTJ 275
6、 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTS 151 水运工程混凝土结 构设计规范 JTS 167 4 港口工程桩基规范 JTS 167 6 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程 JTS 202 水运 工程混凝土施工规范 JTS 257 水运工程质量检验标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 长管节 long pile section 长度为 8m 及以上,采用离心工艺生产的混凝土管桩的单位节段。 DB33/T 927 2014 2 3.2 长管节大管桩 long tube and large diameter cylinder pile 采用后张法预应力拼接的多节
7、段长管节的混凝土大管桩。 4 长 管节大 管桩设计 4.1 一般规定 4.1.1 长管节大管桩上的作用及作用组合应 符合 GB 50158 的 有关规定。 4.1.2 长管节大管桩在海水环境中的设计使用年限应不低于 50 年, 且应符合 JTJ 275 的有关规定; 设计使用年限超过 50年的结构应进行专项耐久性设计 ; 有抗冻要求的长管节大管桩的使用性能应符合 JTS 202、 JTS 151 的规定。 4.1.3 嵌岩长管节大管桩设计应符合 JTS 167 4 的有关规定。 4.1.4 长管节大管桩型号、规格及技术性能可参见附录 A 的表 A.2。 4.2 计算 4.2.1 验算项目 4.
8、2.1.1 不同工作阶段 的 长管节大管桩应按表 1 中所规定的验算内容进行相应作用状态下 的验算。 表 1 长管节大管桩不同工作阶段验算 项目表 工作阶段 验算内容 作用状态 吊运阶段 抗裂验算 吊运产生的弯矩 锤击沉桩阶段 锤击拉应力、压应力验算 锤击沉桩拉应力 锤击沉桩压应力 使用阶段 抗裂验算 受拉桩轴心拉力与弯矩组合 受压桩轴心压力与弯矩组合 正截面承载力验算及单桩承载力验算 轴心受拉 轴心受压 受拉桩轴心拉力与弯矩组合 受压桩轴心压力与弯矩组合 4.2.1.2 长管节大管桩单桩承载力验算包括:单桩轴向承载力验算和水平承载力验算。单桩承载力的计算和试验方法应符合 JTS 167 4
9、的有关规定。 4.2.2 吊运阶段验算 长管节大管桩在吊运阶段应进行抗裂验算。 其截面边缘的混凝土法向拉应力应满足式( 1)、法向压应力应满足式( 2) 要求: pc tk0 0.7M fW (1) pc ck0 0.85M fW (2) 式中: DB33/T 927 2014 3 M 吊运阶段的弯矩设计值( Nmm); 0W 按照混凝土弹性模量换算的截面弹性抵抗矩( mm3); pc 长管节大管桩混凝土有效预压应力值( N/mm2); 受拉区混凝土塑性影响系数; tkf 长管节大管桩混凝土在施工阶段轴心抗拉强度标准值( N/mm2); ckf 长管节大管桩混凝土在施工阶段轴心抗压强度标准值(
10、 N/mm2)。 4.2.3 锤击沉桩阶段验算 4.2.3.1 长管节大管桩进行锤击沉桩 拉应力验算时,应满足下式要求: sk k t pcf (3) 式中: sk 锤击拉应力分项系数,取 1.15; k 锤击沉桩拉应力标准值( N/mm2) , 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 N/mm2 11.0 N/mm2,带有较长钢管桩的组合桩应取较大值; tf 长管节大管桩混凝土轴心抗拉强度设计值( N/mm2); pc 长管节大管桩混凝土有效预压应力值( N/mm2)。 4.2.3.2 长管节大管桩进行锤击沉桩压应力验算时,应满足下式
11、要求: sp p c pcf (4) 式中: sp 锤击压应力分项系数,取 1.1; p 锤击沉桩压应力标准 值( N/mm2) , 根据桩端支撑性质、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 25.0 N/mm2; cf 长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值( N/mm2); pc 长管节大管桩混凝土有效预压应力值( N/mm2)。 4.2.4 使用阶段验算 4.2.4.1 抗裂验算 4.2.4.1.1 长管节大管桩应按照正常使用极限状态效应组合对截面进行抗裂验算。 截面边缘压应力按照式( 5)、 截面边缘拉应力按照式(6 ) 计算: c 00NMAW (5)
12、t 00NMAW (6) DB33/T 927 2014 4 式中: c 截面边缘压应力( N/mm2); N 使用阶段的轴力设计值( N) , N 以压力为正,拉力为负; 0A 长管节大管桩换算截面面积(mm2); M 使用阶段的弯矩设计值( Nmm); 0W 按照混凝土弹性模量换算的截面弹性抵抗矩( mm3); t 截面边缘拉应力( N/mm2)。 4.2.4.1.2 对于裂缝控制等级为一级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的标准组合下和裂缝控制等级为二级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的准永久组合下应 满足下式要求 : t pc. (7) 式中: t 截面边缘拉应力( N/mm2);
13、pc长管节大管桩混凝土有效预压应力值(N/mm 2)。 4.2.4.1.3 对于裂缝控制等级为二级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的标准组合下应 满足下式要求 : t pc ct tkf . (8) 式中: t 截面边缘拉应力( N/mm2); pc长管节大管桩混凝土有效预压应力值(N/mm 2); ct 混凝土拉应力 限制 系数 ; 受拉区混凝土塑性影响系数 ; tkf 长管节大管桩混凝土 轴心抗拉强度标准值 ( N/mm2) 。 4.2.4.2 正截面承载力验算 4.2.4.2.1 使用阶段长管节大管桩截面应按照承载能力极限状态作用效应组合进行验算。 4.2.4.2.2 轴心受拉长管节大
14、管桩应满足下式要求: uNN . (9) u py pN f A(10) 式中: N 使用阶段的轴力设计值( N); uN 长管节大管桩 截面轴心抗拉承载力设计值(N ) ; pyf钢绞线抗拉强度设计值 ( N/mm2) ; pA钢绞线截面面积 ( mm2) 。 4.2.4.2.3 轴心受压长管节大管桩应满足下式要求: DB33/T 927 2014 5 u0NN . (11) u0 c py p0 p0.9N f A f A (12) 式中: N 使用阶段的轴力设计值( N); 轴心受压稳定系数,参见 JTS 151相关章节; u0N 轴心受压稳定系数时,长管节大管桩截面轴心抗压承载力设计值
15、( N) ; cf 长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值 ( N/mm2); A 长管节大管桩 截面面积 ( mm2); pyf 钢绞线抗压强度设计值 ( N/mm2) ; p0 纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时钢绞线拉应力 ( N/mm2); pA 钢绞线截面面积( mm2)。 4.2.4.2.4 对于 CD1200 系列长管节大管桩,其截面轴心抗压承载 力设计值可参见附录 A 中表 A.2 的长管节大管桩型号、规格及技术性能表。 4.2.4.2.5 轴力和弯矩共同作用的长管节大管桩应 满足下式要求 : uMM . (13) 1 c p y p p p y p 0 p p tus
16、 in 4 s in 2 s in 2f A D d f A d f A dM . (14) 式中: 当轴力设计值满足: 1 c py p0 p2 3 2 3N f A f A 时,公式( 14)中系数 和 t 按下式计算: p py1 c py p py p p0 p1.5 1.5N A ff A f A f A A . (15) t 1 1.5 (16) 当轴力设计值满足: 1 c py p02 3 2 3 pN f A f A 时,公式( 14)中系数 和 t 按下式计算: p p01 c py pNAf A f A (17) t 0 . (18) 式中: 截面偏心距增大系数,参见 JT
17、S 151相关章节; M 使用阶段的弯矩设计值( Nmm); DB33/T 927 2014 6 uM 指定轴力下截面抗弯承载力设计值( Nmm) ;对于CD1200系列长管节大管桩,其截面抗弯承载力设计值可 参见附录 B的长管节大管桩 性能曲线; 1 长管节大管桩 混凝土矩形应力图应力与混凝土轴心抗压强度设计值之比, C80时 1 0.94 ; cf 长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值( N/mm2); A 长管节大管桩 截面面积 ( mm2) ; D 长管节大管桩环形 截面外直径 (mm); d 长管节大管桩环形 截面内直径 (mm); 长管节大管桩 受拉区面积与全截面面积之比; pyf
18、钢绞线抗压强度设计值( N/mm2); pA钢绞线截面面积 ( mm2); pd钢绞线重心所在圆的直径 (mm); pyf钢绞线抗拉强度设计值( N/mm2); p0纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时钢绞线拉应力( N/mm2); t 纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值,当 2/3 时,取 t 0 ; N 使用阶段的轴力设计值( N)。 4.2.5 张拉控制应力值 4.2.5.1 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 75%,结构计算时,不应考虑非预应力钢筋。 4.2.5.2 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 GB/T 52
19、24 的规定。其张拉控制应力值宜 满足下式要求 : con ptk0.70f . (19) 式中: con 钢绞线张拉控制应力值( N/mm2); ptkf钢绞线抗拉强度标准值 (N/mm2)。 4.2.5.3 张拉控制应力值 con 考虑钢绞线松弛、摩擦阻力等各项预应力损失,可提高 0.05 ptkf 。 4.2.6 预应力损失值 4.2.6.1 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。如无试验资料时可按下式计算: l l1 l2 l3 l4 l5 l6 . (20) 式中: l 钢绞线在施工阶段总预应力损失值( N/mm2); DB33/T 92
20、7 2014 7 l1 锚具变形和钢铰线内缩引起的预应力损失值( N/mm2); l2 钢绞线与预留孔道壁之间摩阻力引起的预应力损失值( N/mm2); l3 拼接缝粘结剂弹性压缩变形引起的预应力损失值( N/mm2); l4 钢绞线应力松弛引起的预应力损失值( N/mm2); l5 混凝土收缩徐变引起的预应力损失值( N/mm2); l6 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( N/mm2)。 4.2.6.2 l1 、 l2 、 l3 、 l4 、 l5 各项预应力损失值应按 JTS 151 有关预应力钢筋的预应力损失值规定计算。 4
21、.2.6.3 计算 l6 分批张拉钢绞线时,累计到 j 批次张拉钢绞线所产生的混凝土弹性压缩变形对之前 i批次张拉钢绞线所引起的预应力损失值,可按下式计算: ppl6 pec c p p,jkiEAi j kE A kE A (, 1,2, )i j n (21) 式中: l6, ij 累计到 j 批次张拉钢铰线所产生的混凝土弹性压缩变形对之前 i 批次张拉钢绞线所引起的预应力损失值( N/mm2); i 第 i 批次; j 第 j 批次; k 第 k 批次; pE 钢绞线弹性模量( N/mm2); pA 每批次张拉的钢绞线截面面积( mm2); cE 混凝土弹性模量( N/mm2); cA
22、长管节大管桩混凝土截面面积( mm2); pek 第 k 批次张拉时钢绞线有效预拉应力( N/mm2)。 4.3 构造 4.3.1 长管节大管桩由长度为 8m、 9m、 10m 的 长 管节拼接组成。 4.3.2 长管节大管桩预应力 主筋应采用在每个预留孔道中设置单股、双股或三股高强度低松弛钢铰线,其构造示例图参见图 1。 DB33/T 927 2014 8 lD ddp1A- A截 面A2 2 34D ddp21A图 1 长管节大管桩构造示例图 说明: 1 预应力主筋; 2 架立钢筋和螺旋环向箍筋; 3 钢桩靴; 4 桩身混凝土; l 桩长; D 长管节大管桩环形截面外直径; pd钢绞线重心
23、所在圆的直径; d 长管节大管桩环形截面内直径。 4.3.3 长管节大管桩预应力 主筋应沿周边均匀布置,且不宜少于 16 根。 4.3.4 长管节纵向架立钢筋直径应不小于 7mm;螺旋环向箍筋直径应不小于 6mm, 桩顶管节环向筋螺距为 50mm,基本管节环向筋螺距管节端部 1500mm 范围内为 50mm,其余为 100mm。 4.3.5 混凝土强度等级应不小于 C80。当有抗冻要求时,应 符合 JTS 151 的有关规定。 4.3.6 长管节壁厚应不小于 150mm。 4.3.7 长管节大管桩 预应力钢筋保护层厚度应不小于 50mm。 4.3.8 预应力钢筋的预留孔 孔径宜控制在 32mm
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