重力式码头设计与施工规范(JTS16722009.

《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2-2009)修订内容介绍2011年1月1前言•历次修订第一版规范于六十年代（62、63）颁布；《75版规范》；《87版规范》；《98版规范》；《09版规范》。•《98版规范》主要设计方法及修订过程简介（1）主要设计方法根据《港口工程结构可靠度设计统一标准》（GB50158-92）（以下简称《统标》），《98版规范》将以安全系数表达的定值极限状态设计法修改为以分项系数表达的概率极限状态设计法。《09版规范》沿用。•（2）修订过程《98版规范》发布实施以来，为提高重力式码头的设计与施工质量，保证工程安全和和提高综合经济效益发挥了重要作用。随着我国重力式码头建设技术的不断进步，大量新技术、新工艺、新设备和新材料广泛应用于工程实践，外海深水码头和大型化、专业化码头不断涌现，对重力式码头的设计理论、施工工艺及质量控制等带来了新的课题和挑战。2004年，交通部正式下达了对《98版规范》的修订工作计划，组织有关单位开展修订工作。新版规范《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2-2009)，以下简称《09版规范》，于2009年4月17日发布，2009年9月1日起实施。•《09版规范》修订背景简介规范编写组委托天津大学和大连理工大学进行2项专题研究（1）根据天津大学对《重力式码头抛石基床滑移破坏计算模式研究》的专题研究，《09版规范》对沿基床底面抗滑稳定性计算模式进行了修正，同时对深基槽的抛石基床设计也增加了可分别设计为基床和换填地基的新规定。（2）根据大连理工大学对《重力式码头抗滑、抗倾稳定性按可靠指标β设计的方法》的专题研究，《09版规范》增加了可直接用JC法按可靠指标β进行重力式码头结构稳定性设计的内容。•《09版规范》内容共分13章和10个附录，并附条文说明，主要包括：设计与施工的基本规定；方块码头设计；扶壁码头设计；沉箱码头设计；坐床式圆筒码头设计；现浇混凝土码头和浆砌石码头设计；基础施工；构件预制、出运及安装；抛填棱体和倒滤层、倒滤井施工；胸墙施工；回填和竣工整体尺度等。•《09版规范》修订主要内容简介（1）从设计、施工两方面减少使用期码头变形影响的措施；（2）对构件尺度、材料性质、构造要求等的参数修订；（3）对基床底面以下的抛石体按地基换填处理的说明；（4）沿基床底面抗滑稳定性计算模式的修订；（5）码头墙身结构推荐按空间问题采用数值分析方法计算；（6）码头抗滑、抗倾稳定性按分项系数设计的安全水平进一步校准；（7）对基础施工有关内容的修订；（8）构件预制、出运及安装工艺的修订。2基本规定及一般构造2.1一般规定•2.1.1两种极限状态承载能力极限状态、正常使用极限状态（1）承载能力极限状态重力式码头墙体抗滑、抗倾稳定；基床、地基承载力；整体稳定；码头构件承载力极限状态。（2）正常使用极限状态允许构件最大裂缝宽度的控制状态；超过最大裂缝的深度时，海水中的Cl-可能会影响砼结构的使用寿命。允许地基最大沉降的控制状态。超过正常使用极限状态（β≈2）时，可能会影响码头的某种使用功能。•两种极限状态承载能力极限状态、正常使用极限状态（1）承载能力极限状态抗滑、抗倾稳定；地基、基床承载力；整体稳定；重力式码头构件承载力极限状态。（2）正常使用极限状态允许构件最大裂缝宽度的控制状态；允许地基最大沉降的控制状态。•2.1.2三种设计状况持久状况、短暂状况、地震状况（1）持久状况：设计基准期内正常使用（两种极限状态都要算）（2）短暂状况：施工期、临时接卸重件（只进行承载能力极限状态计算）（3）地震状况：地震作用（4）偶然状况：考虑偶发的非正常作用，如撞击、火灾及爆炸等，由于偶然作用未有相关规定，经部审同意《09版规范》均不列出偶然状况和偶然组合。•2.1.3减少码头变位近年来大型码头的岸边吊机日趋大型化，其轨道对变位要求比较高。重力式码头使用期也会有沉降，虽对码头稳定性并无不利，但对工艺要求有影响，因此，《09版规范》2.1.4条新增“当装卸工艺对码头使用期变位有较高要求时，宜采取结构和施工措施减少变位”的规定，从设计、施工两方面采取措施。•2.1.4构件材料重度、填料重度和内摩擦角及计算面摩擦系数对于构件材料重度、填料重度和内摩擦角的标准值及计算面的摩擦系数设计值，《98版规范》给出了无实测资料时可采用的数值表，其数值具有统计特征。《09版规范》2.1.9条注中，根据抛石体地基密实情况，将抛石与抛石之间的摩擦系数设计值确定为：有夯实处理时可取0.85，无夯实处理时可取0.75。这样的规定与《09版规范》其他f值的规定也较为协调。•2.1.5对块石重度标准值和混凝土强度等级要求的修订（1）块石重度标准值修订《98版规范》中抛填块石重度标准值的上限值偏高，实际施工中一般达不到，即使是下限值有时也达不到。因此，《09版规范》2.1.5条取消了上限值，只保留下限值。块石重度标准值下调至原下限值（17,10），使墙后抛石棱体土压力减小，墙身块石重量变轻，与实际情况相符。•2.1.5对块石重度标准值和混凝土强度等级要求的修订（2）混凝土强度等级修订《09版规范》2.1.6条明确了砼强度等级除应遵守《港口工程砼结构设计规范》，还应遵守《海港工程砼结构防腐蚀技术规范》中耐久性和《水运工程砼质量控制标准》中抗冻等级要求。沉箱等钢筋砼构件的强度由C25提高到C30。在2.1.6条文说明中解释了素砼是指不含结构配筋的砼，因此对于只配构造筋的大体积砼胸墙仍可视为素砼构件。关于海港混凝土强度等级、抗冻等级的有关规定地区大气区浪溅区水位变动区水下区南方C30C40C30C25北方C30C35C30C25根据《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）第5.2.4条，不同暴漏部位混凝土最低强度等级应符合下表规定：根据《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269-96）第3.3.9条，水位变动区有抗冻要求的混凝土，其抗冻等级不应低于表3.3.9的规定。建筑物所在地区海水环境淡水环境钢筋混凝土及预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土及预应力混凝土素混凝土严重受冻地区（最冷月月平均气温低于-8℃）F350F300F250F200受冻地区（最冷月月平均气温-4~-8℃）F300F250F200F150微冻地区（最冷月月平均气温0~-4℃）F250F200F150F100注：开敞式码头和防波堤等建筑物混凝土应选用比同一地区高一级的抗冻等级。以烟台地区（微冻地区，山东半岛均属于微冻地区）为例，不同部位混凝土最低强度等级及抗冻等级标准为：部位胸墙（大气区、浪溅区、水位变动区）卸荷板、顶层方块（水位变动区）墙身水位变动区水下区钢筋砼素砼钢筋砼素砼圆筒、沉箱素砼方块钢筋砼素砼混凝土最低强度等级C35C35C30C30C30C30C25C25抗冻等级F250F200F250F200F250F200//•2.1.6永久观测点《09版规范》2.1.10条将重力式码头设置永久观测点的设计要求列入基本规定，明确了重力式码头需在施工期后期及使用期内定期观测。既有利于施工期后期检测码头变形，保证施工质量，也便于建立码头使用期技术状况动态档案，使营运管理者根据需要分析码头安全状况，使码头堆存作业处于受控状态。•2.2作用及作用组合（1）三种作用永久作用、可变作用和地震作用三种作用，偶然作用暂不列入。（2）作用组合持久组合：设计水位一般采用设计高、低水位和极端高、低水位短暂组合：设计水位一般采用设计高、低水位计施工期某一不利水位地震组合：按现行行业标准《水运工程抗震设计规范》•2.3一般构造•2.3.1《09版规范》对抛石基床的基槽新增规定：（1）2.3.4条“当基槽抛石较厚时，计算确定的基床底面以下的抛石体可按地基换填处理”。近年来在深基槽、厚抛石上建造重力式码头的工程实例越来越多，有的基槽甚至深度超过20m，为合理区分作为墙体基础结构的基床和以下的换填地基，《09版规范》2.3.6条在规定了作为墙身基础结构的基床以下的抛石可按换填地基处理的同时，也规定了基槽底宽应根据地基承载力验算确定，以免基槽不合理地过度扩大底宽，增大工程费用。沉箱换填地基10~100kg抛石基床基槽底宽可按上图根据地基承载力验算后确定《09版规范》基槽换填图示应力扩散线基槽换填分界线（2）为提高水下抛石基床密实施工时码头结构的安全性，2.3.7条“在新旧码头结合处，应采取措施保证旧码头结构的安全”及2.3.8条基床肩宽“在采用水下爆夯法密实时宜适当加宽”。为减少基床夯沉量，2.3.8条对夯实基床，当地基为松散砂基或采用换砂处理时宜在基床底层设置的二片石垫层厚度由“0.3m”修订为“0.3~0.5m”。（3）2.3.13条“当抛石基床以下采用抛石换填并爆夯密实时，块石重量可采用1~500kg，块石饱和单轴极限抗压强度不宜低于30MPa”。基槽中抛石基床以下的换填抛石是作为换填地基看待的，因此对其块石的强度和规格要求可以略低于作为基础结构的夯实基床。经过爆夯密实的换填抛石，其承载能力和施工后沉降均会优于换填砂，换填抛石在爆夯中即使有些破碎，也不会对换填地基的总体承载能力有太大的影响。•2.3.2石料质量重力式码头规范中所指的块石、二片石碎及瓜米石是指：（1）块石（大）：块重大于5kg的石料。（2）二片石（中）：泛指块重小于5kg，尺度在80~150mm的石料。（3）碎石（小）：粒径为10~80mm的石料。（4）瓜米石（细）：粒径为5~20mm。*块石上下限范围拉大对改变抛石基床级配有利。•2.3.3卸荷板考虑码头大型化发展趋势，《09版规范》2.3.18条卸荷板悬臂长度取值范围由“1.5~3.0m”修订为“1.5~3.5m”，厚度取值范围由“0.8~1.2m”修订为“0.8~1.5m”。•2.3.4胸墙为进一步提高胸墙抗裂能力，《09版规范》2.3.23条新增“对单块长度较大的墙身构件，规定其上胸墙应增设变形缝，分段长度不宜大于15m”。•2.3.5倒滤层与倒滤井为适应重力式码头大型化的实际情况，防止中小型码头漏砂及控制施工质量，《09版规范》2.3.32条对倒滤层与倒滤井修订如下：（1）棱体顶面高出墙身的尺度由“不应小于0.3m”修订为“不宜小于0.5m”；（2）二片石厚度由“0.3~0.5m”修订为“0.5~0.8m”；（3）分层倒滤层每层厚度由“不宜小于0.15m”修订为“不宜小于0.3m”，总厚度由“不宜小于0.4m”修订为“不宜小于0.6m”；（4）采用级配较好的混合石料的不分层混合石料倒滤层的厚度由“不得小于0.6m”修订为“不得小于0.8m”；（5）采用碎石的不分层混合石料倒滤层的碎石粒径由“5~80mm”修订为“5~100mm”，其厚度由“不得小于0.4m”修订为“不得小于0.6m”；（6）“可采用碎石倒滤层或碎石与土工织物结合使用的倒滤层”，删除了《98版规范》中有关单独使用土工织物倒滤层的内容。•2.3.6码头断面结构宽高比的经验系数（1）实心方块（墙背有抛石棱体）≥0.3；（2）沉箱（墙背填砂）0.6~0.7；沉箱（墙背填石）0.6~0.65；•2.4码头稳定性验算•2.4.1抗滑、抗倾稳定性可靠度指标的校准计算《98版规范》的分项系数法的安全水平只是总体上满足《统标》要求，其技术覆盖范围有一定的局限性，一旦涉及与原来统计结果差异较大的作用和抗力，在使用《09版规范》给出的分项系数就会有一定风险。《09版规范》进行的专题研究和校准计算表明，在重力式码头稳定性验算中，采用JC法直接求取可靠指标β以检验可靠性是否符合《统标》的要求是完全可行的。为此，《09版规范》提出有条件时，重力式码头稳定性可采用《09版规范》附录D的方法，按可靠指标β进行验算。•2.4.2地基换填时抛石体的承载力《09版规范》给出的换填抛石承载力设计值是采用经夯实的抛石基床与中密卵石的承载力设计值之间的值。因此，《09版规范》2.5.7条对基槽换填抛石的承载力设计值定位未经夯实的取450kpa，经夯实的取550kpa，由于抛石的内摩擦角大于卵石，因此这样取值是偏于安全的。•2