1、重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范(JTS167-2-2009)修訂內(nèi)容介紹,2011年1月,1 前言,歷次修訂 第一版規(guī)范于六十年代（62、63）頒布； 75版規(guī)范； 87版規(guī)范； 98版規(guī)范； 09版規(guī)范。,98版規(guī)范主要設(shè)計方法及修訂過程簡介 （1）主要設(shè)計方法 根據(jù)港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50158-92）（以下簡稱統(tǒng)標(biāo)），98版規(guī)范將以安全系數(shù)表達(dá)的定值極限狀態(tài)設(shè)計法修改為以分項系數(shù)表達(dá)的概率極限狀態(tài)設(shè)計法。09版規(guī)范沿用。,（2）修訂過程 98版規(guī)范發(fā)布實施以來，為提高重力式碼頭的設(shè)計與施工質(zhì)量，保證工程安全和和提高綜合經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了重要作用。 隨著我國重力式碼頭建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)

2、步，大量新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料廣泛應(yīng)用于工程實踐，外海深水碼頭和大型化、專業(yè)化碼頭不斷涌現(xiàn)，對重力式碼頭的設(shè)計理論、施工工藝及質(zhì)量控制等帶來了新的課題和挑戰(zhàn)。 2004年，交通部正式下達(dá)了對98版規(guī)范的修訂工作計劃，組織有關(guān)單位開展修訂工作。 新版規(guī)范重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范(JTS167-2-2009)，以下簡稱09版規(guī)范，于2009年4月17日發(fā)布，2009年9月1日起實施。,09版規(guī)范修訂背景簡介 規(guī)范編寫組委托天津大學(xué)和大連理工大學(xué)進(jìn)行2項專題研究 （1）根據(jù)天津大學(xué)對重力式碼頭拋石基床滑移破壞計算模式研究的專題研究，09版規(guī)范對沿基床底面抗滑穩(wěn)定性計算模式進(jìn)行了修正，同時對深

3、基槽的拋石基床設(shè)計也增加了可分別設(shè)計為基床和換填地基的新規(guī)定。 （2）根據(jù)大連理工大學(xué)對重力式碼頭抗滑、抗傾穩(wěn)定性按可靠指標(biāo)設(shè)計的方法的專題研究，09版規(guī)范增加了可直接用JC法按可靠指標(biāo)進(jìn)行重力式碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的內(nèi)容 。,09版規(guī)范內(nèi)容 共分13章和10個附錄，并附條文說明，主要包括： 設(shè)計與施工的基本規(guī)定；方塊碼頭設(shè)計； 扶壁碼頭設(shè)計；沉箱碼頭設(shè)計； 坐床式圓筒碼頭設(shè)計； 現(xiàn)澆混凝土碼頭和漿砌石碼頭設(shè)計； 基礎(chǔ)施工；構(gòu)件預(yù)制、出運(yùn)及安裝； 拋填棱體和倒濾層、倒濾井施工；胸墻施工； 回填和竣工整體尺度等。,09版規(guī)范修訂主要內(nèi)容簡介 （1）從設(shè)計、施工兩方面減少使用期碼頭變形影響的措施；

4、（2）對構(gòu)件尺度、材料性質(zhì)、構(gòu)造要求等的參數(shù)修訂； （3）對基床底面以下的拋石體按地基換填處理的說明； （4）沿基床底面抗滑穩(wěn)定性計算模式的修訂； （5）碼頭墻身結(jié)構(gòu)推薦按空間問題采用數(shù)值分析方法計算； （6）碼頭抗滑、抗傾穩(wěn)定性按分項系數(shù)設(shè)計的安全水平進(jìn)一步校準(zhǔn)； （7）對基礎(chǔ)施工有關(guān)內(nèi)容的修訂； （8）構(gòu)件預(yù)制、出運(yùn)及安裝工藝的修訂。,2 基本規(guī)定及一般構(gòu)造,2.1 一般規(guī)定 2.1.1 兩種極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài) （1）承載能力極限狀態(tài) 重力式碼頭墻體抗滑、抗傾穩(wěn)定；基床、地基承載力；整體穩(wěn)定；碼頭構(gòu)件承載力極限狀態(tài)。 （2）正常使用極限狀態(tài) 允許構(gòu)件最大裂縫寬度的

5、控制狀態(tài)；超過最大裂縫的深度時，海水中的Cl-可能會影響砼結(jié)構(gòu)的使用壽命。 允許地基最大沉降的控制狀態(tài)。超過正常使用極限狀態(tài)（2）時，可能會影響碼頭的某種使用功能。,兩種極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài) （1）承載能力極限狀態(tài) 抗滑、抗傾穩(wěn)定；地基、基床承載力；整體穩(wěn)定；重力式碼頭構(gòu)件承載力極限狀態(tài)。 （2）正常使用極限狀態(tài) 允許構(gòu)件最大裂縫寬度的控制狀態(tài)；允許地基最大沉降的控制狀態(tài)。,2.1.2 三種設(shè)計狀況 持久狀況、短暫狀況、地震狀況 （1）持久狀況：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)正常使用（兩種極限狀態(tài)都要算） （2）短暫狀況：施工期、臨時接卸重件（只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計算） （3）地震狀況

6、：地震作用 （4）偶然狀況：考慮偶發(fā)的非正常作用，如撞擊、火災(zāi)及爆炸等，由于偶然作用未有相關(guān)規(guī)定，經(jīng)部審?fù)?9版規(guī)范均不列出偶然狀況和偶然組合。,2.1.3 減少碼頭變位 近年來大型碼頭的岸邊吊機(jī)日趨大型化，其軌道對變位要求比較高。重力式碼頭使用期也會有沉降，雖對碼頭穩(wěn)定性并無不利，但對工藝要求有影響，因此， 09版規(guī)范2.1.4條新增“當(dāng)裝卸工藝對碼頭使用期變位有較高要求時，宜采取結(jié)構(gòu)和施工措施減少變位”的規(guī)定，從設(shè)計、施工兩方面采取措施。,2.1.4 構(gòu)件材料重度、填料重度和內(nèi)摩擦角及計算面摩擦系數(shù) 對于構(gòu)件材料重度、填料重度和內(nèi)摩擦角的標(biāo)準(zhǔn)值及計算面的摩擦系數(shù)設(shè)計值，98版規(guī)范給出了無

7、實測資料時可采用的數(shù)值表，其數(shù)值具有統(tǒng)計特征。09版規(guī)范2.1.9條注中，根據(jù)拋石體地基密實情況，將拋石與拋石之間的摩擦系數(shù)設(shè)計值確定為：有夯實處理時可取0.85，無夯實處理時可取0.75。這樣的規(guī)定與09版規(guī)范其他f值的規(guī)定也較為協(xié)調(diào)。,2.1.5 對塊石重度標(biāo)準(zhǔn)值和混凝土強(qiáng)度等級要求的修訂 （1）塊石重度標(biāo)準(zhǔn)值修訂 98版規(guī)范中拋填塊石重度標(biāo)準(zhǔn)值的上限值偏高，實際施工中一般達(dá)不到，即使是下限值有時也達(dá)不到。因此，09版規(guī)范2.1.5條取消了上限值，只保留下限值。塊石重度標(biāo)準(zhǔn)值下調(diào)至原下限值（17,10），使墻后拋石棱體土壓力減小，墻身塊石重量變輕，與實際情況相符。,2.1.5 對塊石重度標(biāo)

8、準(zhǔn)值和混凝土強(qiáng)度等級要求的修訂 （2）混凝土強(qiáng)度等級修訂 09版規(guī)范2.1.6條明確了砼強(qiáng)度等級除應(yīng)遵守港口工程砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，還應(yīng)遵守海港工程砼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范中耐久性和水運(yùn)工程砼質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中抗凍等級要求。沉箱等鋼筋砼構(gòu)件的強(qiáng)度由C25提高到C30。在2.1.6條文說明中解釋了素砼是指不含結(jié)構(gòu)配筋的 砼，因此對于只配構(gòu)造筋的大體積砼胸墻仍可視為素砼構(gòu)件。,關(guān)于海港混凝土強(qiáng)度等級、抗凍等級的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范（JTJ275-2000）第5.2.4條，不同暴漏部位混凝土最低強(qiáng)度等級應(yīng)符合下表規(guī)定：,根據(jù)水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（JTJ269-96）第3.3.9條

9、，水位變動區(qū)有抗凍要求的混凝土，其抗凍等級不應(yīng)低于表3.3.9的規(guī)定。,注：開敞式碼頭和防波堤等建筑物混凝土應(yīng)選用比同一地區(qū)高一級的抗凍等級。,以煙臺地區(qū)（微凍地區(qū)，山東半島均屬于微凍地區(qū)）為例，不同部位混凝土最低強(qiáng)度等級及抗凍等級標(biāo)準(zhǔn)為：,2.1.6 永久觀測點 09版規(guī)范2.1.10條將重力式碼頭設(shè)置永久觀測點的設(shè)計要求列入基本規(guī)定，明確了重力式碼頭需在施工期后期及使用期內(nèi)定期觀測。既有利于施工期后期檢測碼頭變形，保證施工質(zhì)量，也便于建立碼頭使用期技術(shù)狀況動態(tài)檔案，使?fàn)I運(yùn)管理者根據(jù)需要分析碼頭安全狀況，使碼頭堆存作業(yè)處于受控狀態(tài)。,2.2 作用及作用組合 （1）三種作用 永久作用、可變作用

10、和地震作用三種作用，偶然作用暫不列入。 （2）作用組合 持久組合：設(shè)計水位一般采用設(shè)計高、低水位和極端高、低水位 短暫組合：設(shè)計水位一般采用設(shè)計高、低水位計施工期某一不利水位 地震組合：按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水運(yùn)工程抗震設(shè)計規(guī)范,2.3 一般構(gòu)造 2.3.109版規(guī)范對拋石基床的基槽新增規(guī)定： （1）2.3.4條“當(dāng)基槽拋石較厚時，計算確定的基床底面以下的拋石體可按地基換填處理”。 近年來在深基槽、厚拋石上建造重力式碼頭的工程實例越來越多，有的基槽甚至深度超過20m，為合理區(qū)分作為墻體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基床和以下的換填地基，09版規(guī)范2.3.6條在規(guī)定了作為墻身基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基床以下的拋石可按換填地基處理的同時，

11、也規(guī)定了基槽底寬應(yīng)根據(jù)地基承載力驗算確定，以免基槽不合理地過度擴(kuò)大底寬，增大工程費用。,沉箱,換填地基,10100kg拋石基床,基槽底寬可按上圖根據(jù)地基承載力驗算后確定,09版規(guī)范基槽換填圖示,應(yīng)力擴(kuò)散線,基槽換填分界線,（2）為提高水下拋石基床密實施工時碼頭結(jié)構(gòu)的安全性，2.3.7條“在新舊碼頭結(jié)合處，應(yīng)采取措施保證舊碼頭結(jié)構(gòu)的安全”及2.3.8條基床肩寬“在采用水下爆夯法密實時宜適當(dāng)加寬”。 為減少基床夯沉量，2.3.8條對夯實基床，當(dāng)?shù)鼗鶠樗缮⑸盎虿捎脫Q砂處理時宜在基床底層設(shè)置的二片石墊層厚度由“0.3m”修訂為“0.30.5m”。,（3）2.3.13條“當(dāng)拋石基床以下采用拋石換填并爆

12、夯密實時，塊石重量可采用1500kg，塊石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度不宜低于30MPa”。 基槽中拋石基床以下的換填拋石是作為換填地基看待的，因此對其塊石的強(qiáng)度和規(guī)格要求可以略低于作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的夯實基床。經(jīng)過爆夯密實的換填拋石，其承載能力和施工后沉降均會優(yōu)于換填砂，換填拋石在爆夯中即使有些破碎，也不會對換填地基的總體承載能力有太大的影響。,2.3.2石料質(zhì)量 重力式碼頭規(guī)范中所指的塊石、二片石碎及瓜米石是指： （1）塊石（大）：塊重大于5kg的石料。 （2）二片石（中）：泛指塊重小于5kg，尺度在80150mm的石料。 （3）碎石（?。毫綖?080mm的石料。 （4）瓜米石（細(xì)）：粒徑為520m

13、m。 *塊石上下限范圍拉大對改變拋石基床級配有利。,2.3.3卸荷板 考慮碼頭大型化發(fā)展趨勢， 09版規(guī)范2.3.18條卸荷板懸臂長度取值范圍由“1.53.0m”修訂為“1.53.5m”，厚度取值范圍由“0.81.2m”修訂為“0.81.5m”。 2.3.4胸墻 為進(jìn)一步提高胸墻抗裂能力， 09版規(guī)范2.3.23條新增“對單塊長度較大的墻身構(gòu)件，規(guī)定其上胸墻應(yīng)增設(shè)變形縫，分段長度不宜大于15m”。,2.3.5倒濾層與倒濾井 為適應(yīng)重力式碼頭大型化的實際情況，防止中小型碼頭漏砂及控制施工質(zhì)量，09版規(guī)范2.3.32條對倒濾層與倒濾井修訂如下： （1）棱體頂面高出墻身的尺度由“不應(yīng)小于0.3m”修

14、訂為“不宜小于0.5m”； （2）二片石厚度由“0.30.5m”修訂為“0.50.8m”； （3）分層倒濾層每層厚度由“不宜小于0.15m”修訂為“不宜小于0.3m”，總厚度由“不宜小于0.4m”修訂為“不宜小于0.6m”；,（4）采用級配較好的混合石料的不分層混合石料倒濾層的厚度由“不得小于0.6m”修訂為“不得小于0.8m”； （5）采用碎石的不分層混合石料倒濾層的碎石粒徑由“580mm”修訂為“5100mm”，其厚度由“不得小于0.4m”修訂為“不得小于0.6m”； （6）“可采用碎石倒濾層或碎石與土工織物結(jié)合使用的倒濾層”，刪除了98版規(guī)范中有關(guān)單獨使用土工織物倒濾層的內(nèi)容。,2.3.

15、6 碼頭斷面結(jié)構(gòu)寬高比的經(jīng)驗系數(shù) （1）實心方塊（墻背有拋石棱體）0.3； （2）沉箱（墻背填砂）0.60.7； 沉箱（墻背填石）0.60.65；,2.4 碼頭穩(wěn)定性驗算 2.4.1 抗滑、抗傾穩(wěn)定性可靠度指標(biāo)的校準(zhǔn)計算 98版規(guī)范的分項系數(shù)法的安全水平只是總體上滿足統(tǒng)標(biāo)要求，其技術(shù)覆蓋范圍有一定的局限性，一旦涉及與原來統(tǒng)計結(jié)果差異較大的作用和抗力，在使用09版規(guī)范給出的分項系數(shù)就會有一定風(fēng)險。09版規(guī)范進(jìn)行的專題研究和校準(zhǔn)計算表明，在重力式碼頭穩(wěn)定性驗算中，采用JC法直接求取可靠指標(biāo)以檢驗可靠性是否符合統(tǒng)標(biāo)的要求是完全可行的。為此， 09版規(guī)范提出有條件時，重力式碼頭穩(wěn)定性可采用09版規(guī)范附

16、錄D的方法，按可靠指標(biāo)進(jìn)行驗算。,2.4.2地基換填時拋石體的承載力 09版規(guī)范給出的換填拋石承載力設(shè)計值是采用經(jīng)夯實的拋石基床與中密卵石的承載力設(shè)計值之間的值。因此，09版規(guī)范2.5.7條對基槽換填拋石的承載力設(shè)計值定位未經(jīng)夯實的取450kpa，經(jīng)夯實的取550kpa，由于拋石的內(nèi)摩擦角大于卵石，因此這樣取值是偏于安全的。,2.5 構(gòu)件按裂縫寬度設(shè)計值計算 根據(jù)98版規(guī)范實施以來的設(shè)計經(jīng)驗，構(gòu)件裂縫寬度驗算時，可變作用采用準(zhǔn)永久值并取其系數(shù)為0.6的規(guī)定不能覆蓋所有可能的情況，因此09版規(guī)范取消了“構(gòu)件裂縫寬度驗算時，可變作用采用準(zhǔn)永久值并取其準(zhǔn)永久值系數(shù)為0.6”的規(guī)定。,2.6 碼頭結(jié)構(gòu)

17、設(shè)計一般構(gòu)造 2.6.1實心方塊碼頭 （1）帶卸荷板的實心方塊斷面由于填土主動土壓力顯著減小，碼頭的抗滑、抗傾穩(wěn)定性好，基底應(yīng)力也較均勻。造價上更為節(jié)省，其寬高比可降至0.3甚至更低，已成為我國重力式方塊碼頭的主要結(jié)構(gòu)類型之一。對于墻高較大的碼頭，宜優(yōu)先選用帶卸荷板結(jié)構(gòu)。 （2）當(dāng)砼實心方塊尺寸符合規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定時，可不作構(gòu)件承載力驗算。對于橫斷面有前或后端懸臂的底層或頂層砼實心方塊，其懸臂長度與方塊高度之比值小于0.4時，也可不驗算其承載力。,2.6.2空心塊體碼頭 （1）09版規(guī)范在條文說明3.2條中定義“空心塊體特指素砼或無底鋼筋砼空心構(gòu)件，素砼空心塊體一般僅在趾板、底板和吊孔周圍等局

18、部范圍配置鋼筋”。反映了實踐中塊體以素砼為主的傾向。 （2）根據(jù)四航局科研所試驗實測的綜合摩擦系數(shù)結(jié)果可以看出：無底空心塊體要比有底空心塊體的抗滑穩(wěn)定性好。,2.6.3沉箱碼頭 （1）09版規(guī)范5.1.6條將鋼筋型號修訂為“1016mm”； （2）09版規(guī)范 5.1.7條增訂了“鋼筋間距不宜小于50mm”。 （3）09版規(guī)范 5.1.8條對接頭空腔寬度由“300500mm”修訂為“300800mm”，以適應(yīng)大型沉箱安裝的實際需要。 （4）09版規(guī)范 5.2.5條對沉箱遠(yuǎn)程浮運(yùn)的定傾高度修訂為固體壓載“m0.3”和液體壓載“m0.4”，提高了安全性要求，又適應(yīng)了各海區(qū)、海況的施工實際。 （5）根

19、據(jù)98版規(guī)范實施以來的工程經(jīng)驗， 09版規(guī)范5.3.1條對大型海港碼頭圓形沉箱隔墻厚度的構(gòu)造要求由原來的“不小于200mm”修訂為“不小于250mm” 。,2.6.4圓筒碼頭 09版規(guī)范6.0.1條對坐床式圓筒宜取的直徑由“1514m”修訂為“1520m” ，圓筒的壁厚由“250300mm”修訂為“300400mm” ，圓筒底部內(nèi)趾和外趾的長度由“0.51.0m”修訂為“0.51.5m” 。,3 碼頭施工,3.1 基槽開挖 3.1.1 非巖石地基水下基槽開挖 近年來港口工程的挖泥船趨于大型化，越來越多的抓斗斗容大于8m3的挖泥船參與港口建設(shè)。98版規(guī)范關(guān)于無掩護(hù)水域20m水深或抓斗斗容8m3時

20、，其平均超深超寬允許偏差值可根據(jù)實際情況加大的規(guī)定已不適應(yīng)實際工作情況。因此09版規(guī)范8.1.6條對818m3抓斗挖泥船實際能達(dá)到的平均超深超寬作了增列。,3.2 基床拋石 3.2.1 基槽清淤 根據(jù)港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ240-97）和港口工程地基規(guī)范（JTJ250-98）對淤泥性土分四個亞類的規(guī)定，結(jié)合多年來基槽清淤施工的實踐經(jīng)驗，得出了基槽可允許有厚度不大于30cm，重度不大于12.6KN/m3（或150%）的回淤沉積物（包括流泥、淤泥或淤泥質(zhì)土），該浮泥在拋石基床下部不會形成軟弱夾層，對工程安全不構(gòu)成危害，可忽略其存在的結(jié)論，可以不清除。因此09版規(guī)范8.2.2條進(jìn)一步將和 的界

21、限值同時列出，滿足其一即可。,3.2.2拋石要求與夯沉量預(yù)留 09版規(guī)范刪除了夯沉量“10%20%”的內(nèi)容，只保留可根據(jù)試夯資料或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定的規(guī)定。10%20%的預(yù)留夯沉量經(jīng)驗值幅度過大，只可作為參考。,3.3 基床夯實 3.3.1 基床打夯 鑒于工程實踐中曾出現(xiàn)對“8夯次”的誤解，導(dǎo)致夯擊過度，09版規(guī)范在8.3.5條文說明中對重錘夯實分兩邊共8次的含義做出明確的解釋：“按條文中圖8.3.5的夯錘落點施夯一遍為4夯，重復(fù)一遍為8夯”。,3.3.2基床爆夯 09版規(guī)范修訂時根據(jù)調(diào)查結(jié)果，認(rèn)為爆夯法密實拋石基床的夯沉率“10%20%”幅度太大，故8.3.7條修訂為“10%15%”。,3.4 基

22、床整平 3.4.1 關(guān)于整平種類與允許偏差 09版規(guī)范8.4.1條文說明將“底面尺寸30m2的大型構(gòu)件，不論是沉箱或是扶壁、空心塊體等，其基床均可不進(jìn)行極細(xì)平”從注移入條文。事實上當(dāng)構(gòu)件底面面積較大時，1030mm碎石極細(xì)平層因受安裝水流擾動，不能保持完整。而根據(jù)試驗結(jié)果，一旦取消極細(xì)平層，砼構(gòu)件底面與拋石基床頂面（仍有二片石細(xì)平層）的摩擦系數(shù)值可提高約3%7%，對抗滑穩(wěn)定性有利。,3.5 構(gòu)件預(yù)制 3.5.1 預(yù)制場地 98版規(guī)范根據(jù)工程實踐經(jīng)驗增添了預(yù)制場內(nèi)可采用水墊搬運(yùn)預(yù)制構(gòu)件的內(nèi)容。近年來的工程經(jīng)驗表明，對于臨時性預(yù)制場和現(xiàn)場缺乏大型起重運(yùn)輸設(shè)備的預(yù)制場，采用氣囊、臺車等搬運(yùn)工藝能獲得

23、較好的經(jīng)濟(jì)效益，因此09版規(guī)范9.1.1條予以列入推薦。而水墊搬運(yùn)工藝則因其對場地技術(shù)要求較高，現(xiàn)已很少采用，故不再列入。,3.5.2預(yù)制構(gòu)件的砼澆筑 09版規(guī)范9.1.4條新增了 “預(yù)制構(gòu)件模板可采用整體模板、滑模或翻模等型式”的條文，所列的重力式構(gòu)件預(yù)制模板工藝是我國港工界常用的成熟工藝。近年來，滑模工藝在華東、華南地區(qū)已有較多成功的工程實例，但在有凍融的地區(qū)則尚缺乏實踐經(jīng)驗。,3.6 沉箱下水、浮運(yùn)及安裝 3.6.1 沉箱下水 鑒于大型沉箱出運(yùn)工藝技術(shù)在近年有了很大發(fā)展，09版規(guī)范9.3.2條在調(diào)查研究和總結(jié)的基礎(chǔ)上新增了 “沉箱下水可采用滑道、浮船塢、半潛駁、干塢等工藝”。,3.6.2沉