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文檔簡介
中國工程建設標準化協會標準
《纖維復合材料修復加固邊坡支擋結構技術規程》
(T/CECS***-20**)
征求意見稿
《纖維復合材料修復加固邊坡支擋結構技術規程》編制組
二零二二年月日
-XX.-A—
刖百
本規范是根據《標準制修訂計劃文件》([2021]12號)的要
求,由哈爾濱工業大學編制而成。
本規范在編制過程中,規范編制組開展了多項專題研究,進
行了廣泛的調研分析和大量的試驗研究,總結了近年來我國在使
纖維增強復合材料修復加固邊坡結構工程領域的實踐經驗,與相
關標準進行了協調,與國際先進的標準進行了比較和借鑒。在此
基礎上以多種方式廣泛征求了有關單位和專家的意見,并進行了
大量的試設計和工程試驗,對重點章節進行了反復修改,最后經
審核定稿。
本規范分為7章。主要內容有:總則、術語與符號、基本規
定、材料、邊坡結構工程加固、加固工程施工和工程監測、檢驗
及驗收等。
本規范由住房和城鄉建設部負責管理和對強制性條文的解釋,
由哈爾濱工業大學負責具體技術內容的解釋。為充實、提高規范
的質量,請各使用單位在施行本規范過程中,結合工程實踐,認
真總結經驗,并將意見和建議寄交哈爾濱工業大學行業標準《纖
維復合材料修復加固邊坡支擋結構技術規程》管理組(地址:73
號,郵編:150006),以供今后修訂時參考。
本規范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人:
主編單位:哈爾濱工業大學
參編單位:
主要起草人:
主要審查人:
目次
1總則...................................(錯誤!未定義書簽。)
2術語與符號..........................................(2)
2.1術語....................................................(2)
2.2符號....................................................(2)
3基本規定................................................(8)
3.1一般規定.................................................(8)
3.2邊坡加固結構工程鑒定及安全等級.........................(8)
3.3邊坡結構加固設計........................................(9)
4材料.........................................錯誤!未定義書簽。
4.1一般規定..............................(錯誤!未定義書簽。0)
4.2纖維布................................(錯誤!未定義書簽。0)
4.3纖維增強復合材料(FRP)板材及配套樹脂膠粘劑(錯誤!未定義書簽。1)
4.4纖維增強復合材料(FRP)筋混凝土構件..(錯誤!未定義書簽。1)
4.5纖維增強復合材料(FRP)錨桿(索).....(錯誤!未定義書簽。2)
4.6纖維增強復合材料(FRP)管混凝土構件..(錯誤!未定義書簽。3)
5邊坡結構工程加固..............(錯誤!未定義書簽。4)
5.1一般規定...............................(錯誤!未定義書簽。)
5.2FRP錨桿(索)擋墻加固邊坡結構........(錯誤!未定義書簽。)
5.3巖石噴錨加固邊坡結構..................(錯誤!未定義書簽。)
5.4重力式、懸臂式及扶壁式擋墻加固邊坡工程.(錯誤!未定義書簽。)
5.5樁板式擋墻加固邊坡結構................(錯誤!未定義書簽。)
6加固工程施工......................(錯誤!未定義書簽。)
6.1一般規定...............................(錯誤!未定義書簽。)
6.2施工組織設計...........................(錯誤!未定義書簽。)
6.3信息法施工.............................(錯誤!未定義書簽。)
6.4爆破施工...............................(錯誤!未定義書簽。)
6.5施工險情應急措施.......................(錯誤!未定義書簽。)
7工程監測、檢驗及驗收...................(錯誤!未定義書簽。)
7.1監測...................................(錯誤!未定義書簽。)
7.2質量檢驗...............................(錯誤!未定義書簽。)
7.3驗收...(錯誤!未定義書簽。)
本規范用詞說明(錯誤!未定義書簽。)
引用標準名錄…(錯誤!未定義書簽。)
條文說明......(錯誤!未定義書簽。)
Contents
1Generalprovisions..........................................(錯誤!未定義書簽。)
2Termsandsymbols......................................................................(2)
2.1Terms.......................................................................................................(2)
2.2Symbols..................................................................................................(2)
3BasicProvisions...........................................................................(8)
3.1Generalrequirement..............................................................................(8)
3.2Engineeringappraisalandsafetygradeofslopereinforcement
structure...........................................................................................................(8)
3.3Reinforcementdesignofslopestructure.............................................(9)
4Materials.................................................................錯誤!未定義書簽。
4.1Generalrequirement..........................................(錯誤!未定義書簽。0)
4.2FiberCloth.........................................................(錯誤!未定義書簽。0)
4.3FiberReinforcedPolymersheetandsupportingresinadhesive(錯誤!未定義書簽。1)
4.4ConcretememberswithFiberReinforcedCompositebars(錯誤!未定義書簽。1)
4.5FRPanchor(cable)............................................(錯誤!未定義書簽。2)
4.6FiberReinforcedCompositematerialpipeconcretemember(錯誤!未定義書簽。3)
5Reinforcementofsideslopeconstructionprocess(錯誤!未定義書簽。4)
5.1Generalrequirement............................................(錯誤!未定義書簽。)
5.2StrentheningslopestructurewithFRPcableretainingwall(錯誤!未定義書簽。)
5.3Rockshotcretereinforcementofslopestructure.(錯誤!未定義書簽。)
5.4Gravity,CantileverandButtressRetainingWallreinforcementofslope
engineering...................................................................(錯誤!未定義書簽。)
5.5Reinforcementofslopestructurewithpile-plateretainingwall(錯誤!未定義書簽。)
6Fixingprocessoperation.................................(錯誤!未定義書簽。)
6.1Generalrequirement............................................(錯誤!未定義書簽。)
6.2ConstructionOrganizationDesign....................(錯誤!未定義書簽。)
6.3ConstructionbyInformationMethod................(錯誤!未定義書簽。)
6.4BlastingConstruction..........................................(錯誤!未定義書簽。)
6.5ConstructionEmergencyMeasures....................(錯誤!未定義書簽。)
7EngineeringMonitoring,InspectionandAcceptance(錯誤!未定義書簽。)
7.1Monitoring(錯誤!未定義書簽。)
7.2QualityInspection...............................................(錯誤!未定義書簽。)
7.3Inspection..............................................................(錯誤!未定義書簽。)
Explanationofwordinginthiscode..................................(錯誤!未定義書簽。)
Listofquotedstandards......................................................(錯誤!未定義書簽。)
Explanationofprovisions....................................................(錯誤!未定義書簽。)
1總則
1.0.1為使纖維增強復合材料在修復加固邊坡結構工程應用中做
到技術先進、安全適用、經濟合理、確保質量,制定本規范。
1.0.2本規范適用于表面粘貼纖維增強復合材料板修復加固邊坡
結構、纖維增強復合材料混凝土構件修復加固邊坡結構以及纖維
增強復合材料錨桿修復加固邊坡結構的設計、施工與驗收。
1.0.3纖維增強復合材料在修復加固邊坡結構工程中的應用,除
應符合本規范外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
2術語與符號
2.1術語
2.1.1FRPFiberReinforcePolymer
由高性能纖維拉擠成型并經樹脂浸漬固化制成的纖維增強復
合材料。按所用纖維的種類分為碳纖維增強復合材料(CFRP)、
玻璃纖維增強復合材料(GFRP)、芳綸增強復合材料(AFRP)
和玄武巖纖維增強復合材料(BFRP)等。
2.1.2FRP布FRPfabric
高性能纖維的一種制品形式,包括單向、雙向或多向等纖維
織物。按所用纖維的種類分為碳纖維布、玻璃纖維布、芳綸布和
玄武巖纖維布等。本規范中無特殊說明時指單向纖維布。
2.1.3FRP板FRPsheet
連續纖維單向或多向排列,并在工廠經樹脂浸漬固化的板狀
制品。
2.1.4FRP筋FRPbar
由單向連續纖維拉擠成型并經樹脂浸漬固化的纖維增強復合
材料棒狀制品,其中單向連續纖維包括碳纖維、玻璃纖維、玄武
巖纖維和芳綸。
2.1.5FRP管FRPtube
由多向纖維鋪設并經樹脂浸漬固化形成的圓形或方形層合管,
其中多向連續纖維包括碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和芳綸。
2.1.6FRP筋-混凝土結構FRP-concretecompositestructure
由CFRP筋替代鋼筋與混凝土組合而成,能整體受力的結構。
2.1.7FRP管-混凝土結構FRPtube-concretecompositestructure
采用FRP管與內填充混凝土組合形成的結構。
2.2符號
2.2.1材料性能
afs——FRP筋的應力(MPa);
GJP,S——預應力FRP筋的應力(MPa);
叫s5m——FRP筋應力極限值(MPa);
f化——FRP筋承載力標準值(MPa);
——FRP筋的張拉控制應力(MPa);
fyJpy——FRP筋或預應力FRP筋抗拉強度設計值(kPa);
frbk——巖石與錨固體極限粘結強度標準值(MPa);
——天然巖石單軸抗壓強度(MPa);
G——擋墻每延米自重(kN/m);
。件——荷載效應標準組合下FRP筋的應力(MPa);
Ef——FRP筋的彈性模量(GPa);
B,——截面抗彎剛度(GPa);
Bs——荷截效應標準組合作用下受彎構件的短期抗彎剛
(GPa);
底”——正截面混凝土極限壓應變,取0.0033;
3——FRP筋的抗拉強度設計值(MPa);
f,——混凝土軸心抗拉強度設計值(MPa);
ffv——箍筋的抗拉強度設計值(MPa);
£,.小——FRP管的環向極限應變標準值;
fcc——FRP約束混凝土抗壓強度設計值(MPa);
Bp——地基的橫向承載力特征值(kPa);
frk——巖石天然單軸極限抗壓強度標準值(kPa);
Bp——地基的橫向承載力特征值(kPa);
月----滑動面以上土體的重度(kN/m3);
3
y2——滑動面以下土體的重度(kN/m);
Ei——FRP約束混凝土應力-應變曲線第一段斜率,取無約束
混-凝土彈性模量(GPa);
£皿泌——受彎構件中FRP約束混凝土極限應變設計值;
Efi——第,層層板的纖維方向表觀彈性模量(GPa);
efa——纖維允許拉應變,取中a=0-004。
2.2.2作用、作用效應及承載力
E'ah——相應于作用的標準組合時,每延米側向巖土壓力合力水
平分力修正值(kN);
Eah——相應于作用的標準組合時,每延米側向主動巖土壓力合
力水平分力(kN);
CM,——相應于作用的標準組合時側向巖土壓力水平分力修正
值(kN/m2);
Nak——相應于作用的標準組合時錨桿所受軸向拉力(kN);
H,k——錨桿水平拉力標準值(kN);
c----滑移面的黏聚力(kPa);
G“G〃——分別為不穩定塊體自重在平行和垂直于滑面方向的分
力(kN);
Nakti——單根FRP錨桿軸向拉力在抗滑方向上的分力(kN);
Nakni——單根FRP錨桿軸向拉力在垂直于滑動面方向分(kN);
Ea----每延米主動巖土壓力合力(kN/m);
Mk——按荷載效應標準組合計算的彎矩值,取計算區段內的最
彎矩值(kN?m);
Mq——按荷載效應準永久組合計算的彎矩值,取計算區段內的
最大彎矩值(kN?m);
V——構件斜截面上的最大剪力設計值(kN);
Ve——構件斜截面上混凝土受剪承載力設計值(kN);
Vf——構件斜截面上箍筋受剪承載力設計值(kN);
E}——外荷載產生的剪力設計值(kN);
Vcs——混凝土和箍筋承擔的剪力設計值(kN),按現行國家
標準《混凝土結構設計規范》GB50010有關規定計算;
Vf——FRP管承擔的剪力設計值(kN)o
2.2.3幾何參數
H——擋墻高度(m);
a——錨桿傾角、墻背與墻底水平投影的夾角(。);
4——錨桿FRP筋或預應力FRP錨索截面面積(n?);
%.——錨桿的水平間距(m);
5田——錨桿的垂直間距(m);
A----滑動面面積(n?);
f——滑動面上的摩擦系數;
3——墻背與巖土的摩擦角(。);
b——擋墻底面水平投影寬度(m);
Xo——擋墻中心到墻趾的水平寬度(m);
z——巖土壓力作用點到強踵的豎直距離(m);
叫儂——受彎構件按荷載效應的標準組合并計入長期作用影響-
的最大裂縫寬度(mm);
c——縱向受拉FRP筋外邊緣至受拉區底邊的距離(m);
Af——受拉區FRP筋的截面面積(n?);
Ale——有效受拉混凝土截面面積(n?);
deq——受拉區縱向FRP筋的等效直徑(m);
di——受拉區第i種縱向FRP筋的公稱直徑(m);
hof——FRP筋合力點距混凝土受壓區邊緣的距離(m);
"——相對界限受壓區高度(m);
----構件截面寬度(m);
x——混凝土受壓區高度(m);
bw——矩形截面的寬度,T形截面或I形截面的腹板寬度(m);
Afv——配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積(n?);
n——同一截面內箍筋的肢數;
AfvX——單肢箍筋的截面面積(n?);
電——受拉區第i種縱向FRP筋的根數;
S——沿構什長度方向上的箍筋間距或螺旋筋的問距(m);
a——傾斜箍筋或螺旋筋與構件縱向軸線的夾角(。);
心——FRP箍筋的彎折半徑(m);
dv——FRP箍筋的直徑(m);
lthf——彎鉤處的搭接長度(m);
dh——圓形箍筋直徑或矩形箍筋高度(m);
la——FRP筋最小錨固長度(m);
tf——FRP圓管的壁厚(m),即力尸加,;
r----內核心混凝土半徑(m);
Zo——構件計算長度,按現行國家標準《混凝土結構設計規范
GB50010的有關規定取值(m);
d——FRP管內直徑(m);
4,e2——構件兩端的荷載偏心距(m);
B?——樁身計算寬度(m);
b----樁寬(m);
d----樁徑(m);
(p0——滑動面以下土體的等效內摩擦角(。);
仄——設樁處滑動面至地面的距離(m);
》——滑動面至計算點的距離(m);
9——滑動面以下土體的內摩擦角(°);
6——第i層纖維方向與構件軸向的夾角(。);
h----構件截面直徑(m);
tfi----第i層層板的厚度(m);
ns——纖維層數。
2.2.4計算系數及其他
——正常使用極限狀態下FRP筋及預應力FRP筋的徐變斷
裂折減系數,參照規范GB50608表6.1.3取值;
ye——FRP環境影響因素,參照規范GB50608表3.2.12取值;
&——FRP錨桿擋墻側向巖土壓力修正系數,應根據巖土類別
和錨桿類型按表5.2.2-1確定;
標錨桿桿體抗拉安全系數,按表522-2確定;
Fs——擋墻抗滑移穩定系數;
林——擋墻底與地基巖土體的摩擦系數,宜由試驗確定,也可
按表522-1選用;
Ft——擋墻抗傾覆穩定系數;
W——裂縫建縱向受拉FRP筋應力不均勻系數;
pte——按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉FRP筋的
配筋率;
匕——受拉區縱向FRP筋的相對粘結特性系數;
9——考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數;
afe——FRP筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;
pf——縱向受拉FRP筋的配筋率;
力—受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值;
P/b——受壓翼緣截面與腹板的配筋率;
比——系數,按國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010-
第7.1.3條的規定執行;
pmin——FRP筋混凝土梁的最小配筋率;
斯——FRP筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;
P/v,min----FRP箍筋的最小配筋率;
"(min----縱向FRP筋的最小配筋率;
KH——在水平方向的換算系數,根據巖層構造可取0.50-1.00;
〃——折減系數,根據巖層的裂縫、風化及軟化程度可取
0.30-0.45o
3基本規定
3.1一般規定
3.1.1與修復加固邊坡結構配套使用的混凝土結構加固材料、加
固構件、加固技術以及裂縫修補技術等符合國家現行標準《混凝
土結構加固設計規范》GB50367的有關規定;混凝土結構耐久性
設計應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規
定。
3.1.2邊坡結構修復加固用纖維增強復合材料板材、錨桿、錨夾
具及加固技術應符合國家現行標準《纖維增強復合材料建設工程
應用技術規范》GB50608、《結構用纖維增強復合拉索》GB/T35156
及《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370的有關規定。
3.1.3未經技術診斷和設計許可,采用纖維增強復合材料修復加
固后的邊坡結構的用途和使用條件不得改變;邊坡加固結構的設
計使用年限不應低于被保護建(構)筑物的設計使用年限。
3.1.4邊坡結構形式及修復加固方式應考慮場地周邊地形和地質
條件以及環境因素,同時應考慮邊坡高度、測壓力對邊坡變形的
影響,并符合國家現行標準《建筑邊坡工程技術規范》GB50330的
相關規定。
3.1.5既有邊坡加固結構工程的勘察、加固設計、施工、檢測和
驗收等環節應由具備資質單位和經驗的專業技術人員負責。
3.2邊坡加固結構工程鑒定及安全等級
3.2.1邊坡加固結構工程鑒定包括工程質量鑒定、加固可靠性鑒
定、結構安全性、適用性及耐久性鑒定。
3.2.2當需要對邊坡結構修復加固工程進行自然災害鑒定時(臺
風、洪水、泥石流、火災及地震),鑒定項目安全等級評價應符
合國家現行有關標準的規定。
3.2.3邊坡加固結構工程的安全等級應考慮其損壞后可能造成的
人員傷亡、產生不良影響等直接或間接經濟損失,根據邊坡的類
型和高度可分為三個等級,即很嚴重(造成重大的人員傷亡或財
產損失)、嚴重(可能造成人員傷亡或財產損失)和不嚴重(可
能造成財產損失)。
3.2.4邊坡加固結構破壞后產生很嚴重和嚴重的情形應將其安全
等級定為一級,主要包括滑坡地段以及有重要建筑物的邊坡支擋
工程。
3.3邊坡結構加固設計
3.3.1邊坡結構加固設計應考慮:
1)當加固材料與結構達到最大承載能力以及錨固系統失效而
不能繼續承載或出現坡體失穩情況應滿足承載能力極限狀態的設
計要求;
2)加固結構達到正常使用所規定的變形限值或者耐久性需求
限值時應滿足正常使用極限狀態的設計要求。
3.3.2邊坡結構加固設計采用的荷載效應組合、抗力限制以及承
載力計算方法應符合國家現行標準《建筑邊坡工程技術規范》GB
50330的相關規定;有抗震需求的邊坡支擋結構應根據有關標準
考慮地震作用的影響。
3.3.3邊坡結構加固設計應考慮以下情況:
1)經專業機構鑒定或工程勘察確認為必須或應該采取加固
措施;
2)加固結構出現嚴重腐蝕、材料損傷或錨固失效導致結構承
載力不足;
3)遭受自然災害或突發安全事故引起邊坡支擋結構不滿足
正常使用需求的情況;
4)使用條件發生重大變化或使用用途發生改變的情況。
3.3.4邊坡結構加固設計使用年限及加固方案應符合國家現行標
準《建筑邊坡工程技術規范》GB50330以及《建筑邊坡工程鑒定
與加固技術規范》GB50843的規定。
4材料
4.1一般規定
4.1.1材料包括邊坡結構加固用增強纖維、纖維布、樹脂基體、
纖維增強復合材料、加固用樹脂膠粘劑。
4.1.2加固用增強纖維應采用碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖
纖維;樹脂基體可選用環氧樹脂、乙烯基酯樹脂和聚氨酯;纖維
增強復合材料包括FRP板材、FRP筋、FRP錨桿與FRP管;力口固
用樹脂膠粘劑應采用環氧樹脂。
4.1.3FRP錨桿應與相應的錨具配套使用,錨具類型應符合國家
現行有關產品標準的規定。
4.1.4FRP材料的抗拉強度設計值應按照下式進行計算并確定:
ffd(4.1.1)
YfYe
式中://——FRP材料的抗拉強度設計值;
3k——FRP材料的抗拉強度標準值;
yf——FRP材料的分項系數,對于纖維布及FRP筋取
1.4,對于FRP板材及錨桿(索)取1.25;
ye——FRP材料的環境影響系數,其取值應符合國家現
行標準《纖維增強復合材料建設工程應用技術規
范》GB50608的有關規定;對于臨時性混凝土結
構,可取l.Oo
4.2纖維布
4.2.1纖維布包括碳纖維布、玻璃纖維布、芳綸布和玄武巖纖維
布,其中纖維布性能應符合國家現行有關產品標準的規定。
4.2.2用于外粘加固的單向纖維布的抗拉強度應按纖維布的凈截
面面積計算;單層碳纖維布單位面積質量范圍建議為:
150~450g/m2,單層玻璃纖維布單位面積質量范圍建議為:
300~900g/m2,單層芳綸布單位面積質量范圍建議為:250?650g/m2,
單層玄武巖纖維布單位面積質量范圍建議為:300~900g/m2o
4.2.3碳纖維布分為高強度型和高模量型,其中高強度碳纖維布
包括I、II和皿三個強度等級,玻璃纖維布包括I、II兩個強度等
級;纖維布抗拉強度標準值應具有95%的保證率(99%置信度),
彈性模量和斷裂伸長率應取平均值;纖維布的主要力學性能指標
應符合國家現行標準《纖維增強復合材料建設工程應用技術規范》
GB50608的有關規定。
4.3纖維增強復合材料(FRP)板材及配套樹脂膠粘劑
4.3.1用于外粘加固的單向FRP板材的抗拉強度應按板的截面面
積(包含樹脂)進行計算,板材的纖維體積含量不應低于60%。
4.3.2單向FRP板的抗拉強度標準值應具有95%的保證率(99%
置信度),彈性模量和斷裂伸長率應取平均值,單向板的主要力
學指標應符合國家現行標準《纖維增強復合材料建設工程應用技
術規范》GB50608的有關規定。
4.3.3采用外粘FRP板材加固邊坡支擋結構時,應采用配套的底
層樹脂、找平材料和FRP板材膠粘劑,上述材料的性能指標應滿
足國家現行標準《纖維增強復合材料建設工程應用技術規范》GB
50608的有關規定。
4.3.4浸漬樹脂和FRP膠粘劑在一般使用環境下的熱變形溫度應
大于50℃,特殊環境下不應低于60℃,且經2000h的濕熱循環加
速老化后強度下降速率應低于20%o
4.4纖維增強復合材料(FRP)筋混凝土構件
4.4.1混凝土增強用FRP筋包括CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋和
AFRP筋,CFRP、GFRP和AFRP筋性能應符合現行國家標準《結
構工程用纖維增強復合材料筋》GB/T26743的規定,BFRP筋應
符合現行行業標準《纖維增強復合材料筋》JG/T315的有關規定。
4.4.2FRP筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率(99%置
信度),彈性模量和斷裂伸長率應取平均值。FRP筋的抗拉強度
應按筋材的截面面積(包含樹脂)進行計算,其中截面面積應按
照名義直徑進行計算。FRP筋的纖維體積含量不應小于60%,力
學性能指標應滿足《纖維增強復合材料建設工程應用技術規范》
GB50608的有關規定。
4.4.3GFRP筋中的玻璃纖維考慮到混凝土的堿性環境應使用高
強型、且含堿量小于0.8%的無堿玻璃纖維或耐堿玻璃纖維,不得
使用中堿玻璃纖維及高堿玻璃纖維。
4.4.4邊坡結構加固用主要受力構件混凝土強度等級應按邊長為
150mm立方體試件的抗壓強度標準值確定;普通FRP筋混凝土構
件不應低于C30,預應力FRP筋混凝土構件不應低于C40o
4.4.5混凝土軸心抗壓強度標準值和設計值、軸心抗拉強度標準
值和設計值以及彈性模量取值應符合現行行業標準《纖維增強復
合材料筋混凝土橋梁技術標準》CJJ/T280-2018的有關規定。
4.4.6預應力FRP筋錨具、夾具和連接器的靜載性能和疲勞性能
應符合國家現行標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T
14370的有關規定;錨具類型可采用機械式、粘結式或混合式,
錨具選擇應考慮FRP筋種類、預張力水平以及加固工程應用環境,
必要時應采用相應措施降低錨具對FRP筋產生的環向剪切應力。
4.5纖維增強復合材料(FRP)錨桿(索)
4.5.1纖維增強復合材料錨桿(索)一般由索體、配套錨具和外
包保護層組成,索體的組裝、預張拉方法及防護措施應符合《結
構用纖維增強復合材料拉索》GB/T35156的規定。
4.5.2根據索體形式不同分為平行棒索、絞線索和拉桿索,其中
平行棒索中細棒應符合《結構工程用纖維增強復合材料筋》GB/T
26743的規定。
4.5.3根據纖維類型將錨桿索分為碳纖維復材索、玻璃纖維復材
索、玄武巖纖維復材索和混雜纖維復材索。
4.5.4索體的物理性能、力學性能及其檢測方法應符合《結構用
纖維增強復合材料拉索》GB/T35156的規定。
4.5.5索體應配備相應的錨具、夾具和連接器,錨具類型、回縮、
靜載/疲勞性能應符合《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T
14370、《結構用纖維增強復合材料拉索》GB/T35156的規定。
4.6纖維增強復合材料(FRP)管混凝土構件
4.6.1用于FRP管混凝土組合構件的FRP圓管徑厚比不應大于
80;應根據FRP管的受力狀態對纖維取向及鋪層進行專門設計。
當采用角鋪設層合管時,宜采用對稱、平衡的鋪層方式,并應將
不同角度的纖維分散布置。
4.6.2用于FRP管混凝土組合構件的FRP管,宜采用正交各向異
性對稱層合管,采用角鋪設層合管時在軸向和環向都應布置足夠
的纖維。
4.6.3FRP管混凝土組合受壓構件中的軸心受壓構件,混凝土的
應力-應變關系,應采用《纖維增強復合材料建設工程應用技術規
范》GB50608中規定的環向極限應變,并應按《纖維增強復合材
料建設工程應用技術規范》GB50608中第4.4.4?4.4.6條規定確定。
4.6.4計算約束混凝土的軸心抗壓強度及極限壓應變設計值時,
當計算得出的約束混凝土極限壓應變值大于由規定的FRP條形壓
縮試件試驗方法確定的極限壓應變時,應取FRP條形壓縮試件試
驗方法確定的極限壓應變為約束混凝土的極限壓應變。
5邊坡結構工程加固
5.1一般規定
5.1.1進行既有邊坡工程加固時,加固方案應考慮以下因素:
1)確定原支護結構的損傷機理、破壞模式,支護結構及構件
的開裂與變形情況;
2)新增支護結構與原支護結構的受力分析計算;
3)加固方案的合理性與有效性分析;
4)施工方案的經濟性與合理性分析。
5.1.2邊坡工程加固方案應根據邊坡工程的破壞模式與原因,同
時考慮施工安全、可行性及現場條件等因素確定。當采用多種組
合加固方法時,應保證組合支護結構受力與變形協調。
5.1.3邊坡加固方案所選支護結構形式宜有利于與原支護結構受
力協調并對既有邊坡工程穩定性和支護結構安全性擾動小。
5.1.4邊坡工程加固可采用新增支護結構和既有支護結構相互獨
立的受力體系,也可采用新增結構與原有支護結構共同受力的組
合受力體系。
5.1.5以下邊坡工程宜優先考慮采用預應力錨桿加固方法:
1)已發生較大變形和開裂的邊坡工程;
2)對變形控制有較高要求的邊坡工程;
3)采用其他加固方法造成邊坡穩定性降低的邊坡工程。
5.1.6對于主要構件且應力較大易發生較大變形和開裂的邊坡支
護結構,應優先對高應力構件進行卸載并降低其應力水平,可考
慮采用預應力錨固加固法、削方減載法及堆載反壓法。當采用預
應力錨桿降低支護結構的應力水平時一,錨桿數量應滿足錨固加固
的需要。
5.1.7邊坡工程加固設計計算除本章有特別規定外,尚應符合現
行國家標準《建筑邊坡工程技術規范》GB50330以及《建筑邊坡
工程鑒定與加固技術規范》GB50843的有關規定。
5.2FRP錨桿(索)擋墻加固邊坡結構
5.2.1一般規定
1根據擋墻的結構形式可分為板肋式FRP錨桿擋墻、格構式FRP
錨桿擋墻和排樁式FRP錨桿擋墻;根據錨桿的類型可分為非預應
力FRP錨桿(索)擋墻和預應力FRP錨桿(索)擋墻;非預應力
錨桿可選用耐堿GFRP筋、AFRP筋或CFRP筋,預應力錨桿應選
用CFRP筋和AFRP筋。
2下列邊坡加固時宜采用FRP排樁式錨桿擋墻:
1)位于滑坡區或切坡后可能引發滑坡的邊坡;
2)切坡后可能沿外傾軟弱結構面滑動、破壞后果嚴重的邊坡;
3)高度較大、穩定性較差的土質邊坡;
4)邊坡塌滑區內有重要建筑物基礎的IV類巖質邊坡和土質
邊坡。
3在設計和施工時填方FRP錨桿擋墻應采取有效措施防止新填
方土體沉降造成的FRP錨桿附加應力過大。高度較大的新填方邊
坡不宜采用FRP錨桿擋墻;施工期穩定性較好的邊坡可采用板肋
式或格構式FRP錨桿擋墻。
4荷載效應準永久組合下,FRP筋的應力平或預應力FRP筋的
應力.不宜大于下式的應力極限值。心1沁:
0s.lim=fjJ(y.fcVe)(5.2.1)
式中:Tfc——正常使用極限狀態下FRP筋及預應力FRP筋的徐
變斷裂折減系數,參照規范GB50608表6.1.3取值;
7?——FRP材料的環境影響因素,參照規范GB50608表
3.2.12取值。
5預應力CFRP筋的張拉控制應力為:0.40yA0仁500.65%,
AFRP筋的張拉控制應力為:0.35力&&久“”00.55力&。
5.2.2設計計算
1FRP錨桿擋墻的設計與計算應包括以下內容:
1)側向巖土壓力計算;
2)擋墻結構內力計算;
3)立柱嵌入深度計算;
4)FRP錨桿承載力和混凝土構件局部承壓強度以及抗裂性
計算;
5)擋板、立柱(肋柱或排樁)及其基礎設計;
2坡頂無建(構)筑物且不需對邊坡變形進行控制的FRP錨桿
擋墻,其側向巖土壓力合力可按下式計算:
E'ah=Eah§2(5.2.2)
式中:E:h——相應于作用的標準組合時,每延米側向巖土壓力
合力水平分力修正值(kN);
Eah——相應于作用的標準組合時,每延米側向主動巖土
壓力合力水平分力(kN);
&——FRP錨桿擋墻側向巖土壓力修正系數,應根據巖
土類別和錨桿類型按表5.2.2-1確定。
表522-1FRP錨桿擋墻側向巖土壓力修正系數電
非預應力FRP錨桿預應力FRP錨桿
錨桿類型
土層自由段為土層自由段為巖層自由段為自由段為
巖土類別
錨桿的FRP錨桿的FRP錨桿土層時巖層時
阮1.1~1.21.1~1.21.01.2?1.31.1
注:當鋪桿變形計算值較小時取大值,較大時取小值。
3在計算FRP錨桿擋墻由巖土自重產生的側壓力分布時,應考
慮FRP錨桿層數、擋墻位移大小、支護結構剛度和施工方法等因
素,可將擋墻側壓力分布簡化為三角形、梯形或當地經驗圖形。
4填方FRP錨桿擋墻和單排FRP錨桿的土層錨桿擋墻側壓力分
布可近似按庫侖理論取為三角形分布。
5對巖質邊坡以及堅硬、硬塑狀黏性土和密實、中密砂土類邊坡,
當采用逆作法施工的柔性結構多層FRP錨桿擋墻時,側壓圖分布
如圖5.2.1確定。
H
圖5.2.1錨桿擋墻側壓力分布圖(括號內數值適用于土質邊坡)
上圖中“按下列公式計算:
對巖質邊坡:
%=5^7(5.2.3-1)
對土質邊坡:
"尸c然〃(523-2)
式中:e'ah——相應于作用的標準組合時側向巖土壓力水平分
力修正值(kN/m2);
H——擋墻高度(m)。
6FRP錨桿(索)軸向拉力標準值應按下式計算:
H
lk(5.2.4)
cosa
式中:Nak——相應于作用的標準組合時錨桿所受軸向拉力
(kN);
Htk——錨桿水平拉力標準值(kN);
a——錨桿傾角(°)o
7錨桿(索)FRP筋截面面積應滿足下列公式的要求:
普通FRP錨桿:
A、KbN(設
As-7—(5.2.5-1)
Jy
預應力FRP錨索錨桿:
1>KbNak
4sJ-7-----(525-2)
Jpy
式中:As——錨桿FRP筋或預應力FRP錨索截面面積(n?);
fy,fpy——FRP筋或預應力FRP筋抗拉強度設計值(kPa);
Kb——FRP錨桿桿體抗拉安全系數,應按表522-2取值。
表5.2.2-2錨桿桿體抗拉安全系數
安全系數
邊坡工程安全等級
臨時性錨桿永久性錨桿
一級1.82.2
二級1.62.0
三級1.41.8
8FRP錨桿索錨固體與巖土層間的錨固長度應按照下式進行計
算:
(5.2.6)
一兀Dfrbk
式中:KFRP錨桿錨固體抗拔安全系數,按表5.2.2-3取
值;
faFRP錨桿的錨固長度(m);
DFRP錨桿錨固段的鉆孔直徑(m);
巖土層與錨固體的極限粘結強度標準值(kPa),
應通過試驗測試確定,如無試驗資料可按照表
5.2.2-4和5.2.2-5取值。
表5.2.2-3巖土FRP錨桿錨固體抗拔安全系數
安全系數
邊坡工程安全等級
臨時性錨桿永久性錨桿
一級2.02.6
二級1.82.4
三級1.62.2
表522-4巖石與錨固體極限粘結強度標準值
巖石類別力以值(kPa)
極軟巖270-360
軟巖360-760
較軟巖760-1200
較硬巖1200-1800
堅硬巖1800-2600
注:1:適用于注漿強度等級為M30;
2:僅適用于初步設計,施工時應通過試驗檢驗;
3:巖體結構面發育時,取表中下限值;
4:巖石類別根據天然單軸抗壓強度人劃分/',<5MPa為極軟巖,5MPa
^/,<15MPa,15MPa^/r<30MPa軟巖,30MPaW£.<60MPa為較硬巖,
5.260MPa為堅硬巖。
表522-5土體與錨固體極限粘結強度標準值
土層種類土的狀態屆值(kPa)
堅硬65~100
硬塑50?65
黏性土
可塑40-50
軟塑20?40
稍密100~140
砂土中密140~200
密實200~280
稍密120~160
碎石土中密160~220
密實220~300
9FRP錨桿(索)的彈性變形和水平剛度系數應由錨桿抗拔試
驗進行確定,如無試驗資料可參考GB50330的相關規定進行計算。
10對板肋式和排樁式FRP錨桿擋墻,立柱荷載取立柱受荷范圍
內最不利荷載效應的標準組合值進行計算。
11根據立柱下端的嵌巖程度,可按較接端或固定端考慮;當立
柱位于強風化巖層以及堅硬、硬塑狀黏性土和密實、中密砂土內
時,其嵌入深度可按等值梁法計算。
12結構內力計算時除堅硬、硬塑狀黏性土和密實、中密砂土類
外的土質邊坡錨桿擋墻外宜按彈性支點法計算。當錨固點水平變
形較小時,結構內力可按靜力平衡法或等值梁法計算。
13擋板可根據擋板與立柱連接構造的不同簡化為支撐在立柱上
的水平連續板、簡支板或雙較拱板;設計荷載可取板所處位置的
巖土壓力值。巖質邊坡錨桿擋墻或堅硬、硬塑狀黏性土和密實、
中密砂土等且排水良好的挖方土質邊坡錨桿擋墻,可根據當地的
工程經驗考慮兩立柱間巖土形成的卸荷拱效應。
14可采用圓弧滑動法或折線滑動法進行由支護結構、FRP錨桿
和地層組成的錨桿擋墻體系的整體穩定性驗算。
5.2.3構造設計
1FRP錨桿擋墻立柱的間距宜采用2.0?6.0m。
2FRP錨桿擋墻的錨桿布置應符合下列規定:
1)FRP錨桿上下排垂直間距、水平間距均不宜小于2.0m;
2)當FRP錨桿間距小于上述規定或錨固段巖土層穩定性較
差時,FRP錨桿宜采用長短相間的方式布置;
3)第一排FRP錨桿錨固體上覆土層的厚度不宜小于4.0m,
上覆巖層的厚度不宜小于2.0m;
4)第一錨點位置可設于坡頂下1.5?2.0m處;
5)FRP錨桿的傾角宜采用10-350;
6)FRP錨桿布置應盡量與邊坡走向垂直,并應與結構面呈較
大傾角相交;
7)立柱位于土層時宜在立柱底部附近設置錨桿。
3立柱、擋板和格構梁的混凝土強度等級不應小于C25。
4立柱的截面尺寸除應滿足強度、剛度和抗裂要求外,還應滿足
擋板的支座寬度、錨桿鉆孔和錨固等要求。
5肋柱截面寬度不宜小于300mm,截面高度不宜小于400mm,
鉆孔樁直徑不宜小于500mm,人工挖孔樁直徑不宜小于800mm。
6立柱基礎可采用獨立基礎、條形基礎或樁基礎等形式,應置于
穩定的地層內。
7FRP錨桿擋墻立柱宜對稱配筋,當第一錨點以上懸臂部分內力
較大或柱頂設單錨時,可根據立柱的內力包絡圖采用不對稱配筋
做法。
8應按強度、剛度和抗裂要求進行格構梁截面尺寸計算,格構梁
截面寬度和截面高度均不宜小于300mmo
9FRP錨桿擋墻現澆混凝土構件的伸縮縫間距不宜大于20?25m。
10當FRP錨桿擋墻的錨固區內有建(構)筑物基礎傳遞較大荷
載時,除應驗算擋墻的整體穩定性外,還應適當加長FRP錨桿并
采用長短相間的設置方法。
5.3巖石噴錨加固邊坡結構
5.3.1一般規定
1巖石錨噴加固邊坡結構應符合下列規定:
1)對于永久性巖質邊坡(基坑邊坡)進行整體穩定性加固時,
I類巖質邊坡可采用混凝土錨噴加固;n類巖質邊坡宜采用錨噴加
固;III類巖質邊坡應采用錨噴加固,且邊坡高度不宜大于15m;
2)對臨時性巖質邊坡(基坑邊坡)進行整體穩定性加固時,
I、n類巖質邊坡可采用錨噴加固;in類巖質邊坡宜采用錨噴加固,
且邊坡高度不應大于25m;
3)對邊坡局部不穩定巖石塊體,可采用錨噴進行局部加固,
膨脹性巖質邊坡和具有嚴重腐蝕性的邊坡不應采用錨噴加固,坡
體滲水明顯或有深層外傾滑動面的巖質邊坡不宜采用錨噴加固。
2巖質邊坡整體穩定用系統FRP錨桿加固后,對局部不穩定塊
體尚應采用FRP錨桿進行加固。
5.3.2設計計算
1采用FRP錨噴加固的巖質邊坡整體穩定性計算應符合下列規
定:
1)巖石側壓力分布可按本規范第522節的規定進行確定;
2)FRP錨桿軸向拉力可按下式計算:
Nak=e'ahSxjSyjcGsa(5.3.1)
式中:———相應于作用的標準組合時FRP錨桿所受軸向拉
力(kN);
Sxj、syj——FRP錨桿的水平、垂直間距(m);
點——相應于作用的標準組合時側向巖石壓力水平分
力修正值(kN/m);
a——錨桿傾角(°)o
2錨噴加固邊坡時,FRP錨桿計算應符合本規范第522節的規
定。
3采用局部FRP錨桿加固不穩定巖石塊體時,FRP錨桿承載力
應符合下式規定:
KhQG「fG“-cA)-fN."(5.3.2)
式中:A——滑動面面積(n?);
c——滑移面的黏聚力(kPa);
f——滑動面上的摩擦系數;
G,G"——分別為不穩定塊體自重在平行和垂直于滑面方
向的分力(kN);
Nakli,Nakni——單根FRP錨桿軸向拉力在抗滑方向和垂直于滑
動面方向上的分力(kN);
Kb——FRP錨桿抗拉安全系數。
5.3.3構造設計
1
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