DBJT45T 001-2019 海港工程混凝土結構耐久性設計指南

廣西壯族自治區(qū)交通運輸行業(yè)指南DBJT45/T001—2019Guidefordurabilitydesignofconc2019-12-17發(fā)布2020-02-01實施I前言 II1范圍 1 13術語和定義 1 3 34.2其他要求 3 35.1環(huán)境作用等級劃分 3 4 56.1一般規(guī)定 5 6 8 9 7.1一般規(guī)定 7.2其他規(guī)定 附錄A(規(guī)范性附錄)矩形截面一維擴散區(qū)混凝土的Do限值 附錄B(規(guī)范性附錄)矩形截面二維擴散區(qū)混凝土的Do限值 附錄C(規(guī)范性附錄)圓形截面混凝土的Do限值 附錄D(規(guī)范性附錄)鈍角截面混凝土的Do限值 23本指南由廣西交通運輸標準化技術委員會歸口。本指南起草單位：廣西大學、廣西交通設計集團有限公司。本指南主要起草人：楊綠峰、余波、吳信、陳正、林增海、陸宏健、朱衛(wèi)國、蔡榮、馬乾、陳旺、陸峰、趙奇志、王大偉、趙家琦、盧玲、易振友、陳昌。11范圍本指南規(guī)定了海港工程混凝土結構的術語和定義、總則、環(huán)境作用等級劃分及量化、混凝土結構的耐久性定量設計、構造要求。本指南適用于廣西境內海洋環(huán)境下新建、改建和擴建海港工程混凝土結構的耐久2規(guī)范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB50204混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB/T50476混凝土結構耐久性設計規(guī)范JTS257-2海港工程高性能混凝土質量控制標準3術語和定義礦物摻合料摻量percentageofmineraladmixture2混凝土中氯離子質量占膠凝材料的質量百分比。新拌混凝土中氯離子質量占膠凝材料的質量百分比。臨界氯離子濃度criticalchlorideconcentration混凝土內部鋼筋周圍不至于引起鋼筋去鈍化的最高氯離子濃度。根據(jù)混凝土內部擴散區(qū)內不同深度的氯離子濃度，通過Fick第二定律一維開展氯離子擴散系數(shù)測定試驗時混凝土的標準養(yǎng)護齡期，與混凝土抗壓強度試驗的標準養(yǎng)護齡期一混凝土在初始齡期時的氯離子擴散系數(shù)，通常利用快速氯離子遷移系數(shù)法(或稱RCM法)測定?；炷羶舯Ｗo層厚度netthicknessofconcretecover從最外層鋼筋(包括箍筋、分布筋等)外緣到混凝土表面的最小距離。3混凝土保護層厚度thicknessofconcretecover從主筋外緣到混凝土表面的最小距離，等于混凝土凈保護層厚度與主筋外側鋼筋的直徑之和。主要指海洋環(huán)境對混凝土結構的作用。由硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥膠凝材料(不含礦物摻合料)制備的混凝土。由硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥及礦物摻合料膠凝材料4總則4.1混凝土結構耐久性定量設計內容a)確定混凝土結構的設計使用年限、幾何外形、所處的環(huán)境類別與作用等級；c)確定混凝土結構的耐久性構造要求。4.2其他要求本指南規(guī)定的混凝土結構耐久性定量設計要求，為結構達到設計使用年限并5環(huán)境作用等級劃分及量化5.1.1根據(jù)海洋環(huán)境對混凝土結構的腐蝕嚴重程度，按照港工設計水位或天文潮位將混凝土結構不同部位的海洋環(huán)境劃分為水下區(qū)、水位變動區(qū)、浪濺區(qū)和大氣區(qū)，劃分標準見表1。表1海洋環(huán)境條件的劃分標準掩護劃分類別大氣區(qū)浪濺區(qū)水位變動區(qū)水下區(qū)有掩護減1.0m之間減1.0m之間水位變動區(qū)下界至泥面4表1海洋環(huán)境條件的劃分標準(續(xù))掩護劃分類別大氣區(qū)浪濺區(qū)水位變動區(qū)水下區(qū)無掩護設計高水位加(ηo+1.0m)以上減n?之間減1.0m之間水位變動區(qū)下界至泥面按天文潮位最高天文潮位加效波高H/?以上大氣區(qū)下界至最高天文潮位減百年一遇有效波高H?/之間浪濺區(qū)下界至最低天文潮位減0.2倍百年一遇有效水位變動區(qū)下界至泥面注1:n。值為設計高水位時的重現(xiàn)期50年Hs(波列累積頻率為1%的波高)波峰面高度(m);H??為重現(xiàn)期100年的有注2:當浪濺區(qū)上界計算值低于碼頭面板頂面高程時，應取碼頭面板頂面高程為浪濺區(qū)上界。5.1.2海洋環(huán)境下配筋混凝土結構的環(huán)境作用等級確定見表2。表2海洋環(huán)境的作用等級水下區(qū)和土中區(qū)：周邊永久浸沒于海水或埋于土中大氣區(qū)(輕度鹽霧區(qū)):高度距平均水位25m以上的海上大的陸上室外環(huán)境水位變動區(qū)和浪濺區(qū)5.2環(huán)境作用量化5.2.1海洋環(huán)境作用宜用混凝土表面氯離子濃度來量化。對于不同環(huán)境作用等級的海洋環(huán)境，宜根據(jù)當?shù)毓こ痰膶崪y數(shù)據(jù)或現(xiàn)場自然暴露試驗數(shù)據(jù)分析確定。當無數(shù)據(jù)時，混凝土表面氯離子濃度的確定見表3或按5.2.2、5.2.3和5.2.4的規(guī)定確定。55.2.2海洋大氣區(qū)(含輕度鹽霧區(qū)和重度鹽霧區(qū))的混凝土表面氯離子濃度計算見式(1):C——海洋大氣區(qū)的混凝土表面氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比);Y?！Ｑ蟠髿鈪^(qū)混凝土表面氯離子濃度的分項系數(shù)，其取值為1.2;Ae——膠凝材料種類修正系數(shù)，其取值按5.2.5的規(guī)定；v——風速(m/s);RwB——水膠比；5.2.3海洋水位變動區(qū)和浪濺區(qū)的混凝土表面氯離子濃度計算見式(2):Csidsp——海洋水位變動區(qū)和浪濺區(qū)的混凝土表面氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比);Y。——海洋水位變動區(qū)和浪濺區(qū)混凝土表面氯離子濃度的分項系數(shù)，其取值為1.1。5.2.4海洋水下區(qū)的混凝土表面氯離子濃度計算見式(3):Cs——海洋水下區(qū)的混凝土表面氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比);C——海水氯離子濃度(%,氯離子質量占海水質量的百分比);Y——海洋水下區(qū)混凝土表面氯離子濃度的分項系數(shù)，其取值為1.1。5.2.5在不同的環(huán)境條件下，混凝土表面氯離子濃度的膠凝材料種類修正系數(shù)Ac的取值見表4。表4不同環(huán)境條件下的膠凝材料種類修正系數(shù)A。水下區(qū)輕度鹽霧區(qū)重度鹽霧區(qū)水位變動區(qū)和浪濺區(qū)注：FA、SG和SF分別表示單摻粉煤灰、單摻粒化高爐礦渣和單摻6混凝土結構耐久性定量設計6.1一般規(guī)定6.1.1海洋環(huán)境下混凝土結構的耐久性設計，應控制氯離子引起的鋼筋銹蝕。6.1.2對于海洋環(huán)境下的混凝土結構，應將混凝土凈保護層厚度c、初始氯離子擴散系數(shù)Do及齡期衰減系數(shù)n同時選取為耐久性設計參數(shù)。6a)按5.1的規(guī)定確定混凝土結構的環(huán)境條件和環(huán)境作用等級；b)按6.1.4的規(guī)定確定混凝土凈保護層厚度c;c)按6.1.5的規(guī)定確定齡期衰減系數(shù)n;d)按6.2、6.3和6.4的規(guī)定分別對矩形、圓形和鈍角截面混凝土結構開展耐久性定量設計，確定耐e)按6.1.4、6.1.5和6.1.6的規(guī)定，從耐久性設計參數(shù)的備選組合中確定混凝土凈保護層厚度c、初始氯離子擴散系數(shù)Do和齡期衰減系數(shù)n的優(yōu)選組合。和65mm,且應符合GB/T50476、JTS153和JTS257-2的6.1.5對于PCC,齡期衰減系數(shù)n取0.23;對于CMA,齡期衰減系數(shù)n的取值范圍為0.23~0.74,優(yōu)選范圍為0.48~0.67。6.1.6初始氯離子擴散系數(shù)Do的下限值不宜小于1.0×1012m2/s(即31.54m2/a),上限值不宜大于15.0×10-12m2/s(即473.04mm2/a)。6.1.7混凝土結構的初始氯離子擴散系數(shù)D?及其齡期衰減系數(shù)n的選取，應考慮氯離子擴散維數(shù)和施工段劃分等問題。對于同時存在不同擴散維數(shù)區(qū)域、且需要采用相同的混凝土進行同時澆筑的混凝土構件，應按照耐久性設計要求較高的情況來確定初始氯離子擴散系數(shù)Do和齡期衰減系數(shù)n的取值。6.1.8對于海洋環(huán)境下的混凝土結構，應根據(jù)鋼筋混凝土結構的幾何外形，分別對矩形截面、圓形截面6.2矩形截面混凝土結構耐久性定量設計6.2.1對矩形截面混凝土結構開展耐久性設計時，應考慮截面的幾何外形對混凝土中氯離子擴散維數(shù)的影響。如圖1所示，對于矩形截面的平直段，主要遭受來自一個暴露面的氯離子侵蝕作用，混凝土中的氯離子擴散過程屬于一維擴散；對于矩形截面的拐角區(qū)域，同時遭受來自兩個暴露面的氯離子侵蝕作用，混凝土中的氯離子擴散過程屬于二維擴散，其范圍根據(jù)氯離子擴散場計Lc——氯離子擴散場的計算長度(mm);k——氯離子擴散場補償系數(shù)，可取4.5;ts——設計使用年限(a);n——齡期衰減系數(shù)，可按6.1.5的規(guī)定選??；D?——初始氯離子擴散系數(shù)(10?12m2/s或mm2/a),可按6.1.6的規(guī)定選取。7二維擴散二維擴散區(qū)一維擴散區(qū)Lc圖1矩形截面混凝土結構外部氯離子侵蝕條件和氯離子濃度分布示意圖6.2.2對于矩形截面的一維擴散區(qū)，根據(jù)混凝土結構所處的環(huán)境作用等級，混凝土結構的耐久性設計參數(shù)備選組合遵照附錄A的規(guī)定確定。當按6.1.4和6.1.5的規(guī)定確定混凝土凈保護層厚度c和齡期衰減系數(shù)n的備選取值后，初始氯離子擴散系數(shù)D?不得超過附錄A中的限值，且應符合6.1.6的要求。6.2.3對于矩形截面的二維擴散區(qū)，根據(jù)混凝土結構所處的環(huán)境作用等級和箍筋直徑d,混凝土結構的耐久性設計參數(shù)備選組合遵照附錄B的規(guī)定確定。當按6.1.4和6.1.5的規(guī)定確定混凝土凈保護層厚度c和的要求。6.2.4當不宜按6.2.2和6.2.3的規(guī)定確定矩形截面混凝土結構的耐久性控制參數(shù)限值時，宜按6.2.5和6.2.6的規(guī)定分別對一維和二維擴散區(qū)的混凝土結構開展耐久性定量設計。6.2.5對于矩形截面的一維擴散區(qū)，混凝土凈保護層厚度c、齡期衰減系數(shù)n與初始氯離子擴散系數(shù)Do之間關系見式(5):c——混凝土凈保護層厚度(mm),其值等于混凝土保護層厚度減去主筋外側鋼筋的直徑；△c——混凝土凈保護層厚度的施工偏差，對于矩形截面的一維擴散區(qū)取5mmCo——混凝土中的初始氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比),根據(jù)實測數(shù)據(jù)取值或近似取0.1%;C?——混凝土表面氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比),根據(jù)實測數(shù)據(jù)取值。如無實測數(shù)據(jù)，可按5.2.1、5.2.2、5.2.3和5.2.4的規(guī)定確定；C——臨界氯離子濃度(%,占膠凝材料的質量百分比),根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析確定。當無數(shù)據(jù)時，對于環(huán)境作用等級L1、L2、L3和L4時，宜分別取1.80%、0.55%、0.55%和0.40%;6.2.6對于矩形截面的二維擴散區(qū)，角部箍筋彎折引起的附加保護層厚度對耐久性的影響見圖2,混凝土凈保護層厚度c、齡期衰減系數(shù)n和初始氯離子擴散系數(shù)D?之間的關系見式(6):8△ca——角部箍筋彎折引起的附加保護層厚度(mm),等于線段BD與AC之間的長度差，d——箍筋直徑(mm)。圖2矩形截面混凝土結構角部二維擴散區(qū)的箍筋彎折示意圖6.3圓形截面混凝土結構耐久性定量設計6.3.1對于圓形截面的混凝土結構，根據(jù)混凝土結構所處的環(huán)境作用等級以及截面的圓弧半徑R,混凝土結構的耐久性設計參數(shù)備選組合遵照附錄C的規(guī)定確定。當按6.1.4和6.1.5的規(guī)定確定混凝土凈保護層6.3.2當不適合按6.3.1的規(guī)定確定圓形截面混凝土結構的耐久性控制參數(shù)限值時，宜按6.3.3的規(guī)定6.3.3圓形截面的混凝土結構見圖3,混凝土凈保護層厚度c、齡期衰減系數(shù)n與初始氯離子擴散系數(shù)D?之間的關系見式(7):△c——混凝土凈保護層厚度的施工偏差，對于圓形截面取10mm;R——截面的圓弧半徑(mm);βi——零階貝塞爾函數(shù)的零點與截面圓弧半徑的比值；T?——對應設計使用年限ts的等效擴散時間，9β——鈍角的角度(°);d——箍筋直徑(mm)。7.1.1在荷載作用下，配筋混凝土構件的表面裂縫計算寬度最大限值見表5。7.1.2施工縫、伸縮縫等連接縫的設置應避開局部環(huán)境作用不利的部位或采取防護措施。7.2.1混凝土的結構造型和構件形式應綜合考慮結構功能、環(huán)境條件、施工條件和建設成本等因素。7.2.2混凝土結構及構件的幾何外形應簡潔、平順，避免采用突變構造。7.2.3混凝土結構受雨淋的表面或積水的表面宜做成斜面，避免水、汽和腐蝕性物質在混凝土表面的積7.2.4結構易受漂流物、流水撞擊或水流沖擊異常劇烈的部位，宜采取耐沖擊和耐磨損措施。7.2.5混凝土構件施工期的吊環(huán)、緊固件、連接件在構件安裝就位后應割除并作表面保護。對澆筑在混凝土中并長期暴露的金屬部件應采取防腐蝕措施，并宜與混凝土中的鋼筋絕緣。7.2.6應通過合理選擇結構體系和支座、設置分縫及配置適量鋼筋等措施控制混凝土應力在允許范圍(規(guī)范性附錄)A.1矩形截面一維擴散區(qū)混凝土的D?限值矩形截面一維擴散區(qū)混凝土的D?限值見表A.1。表A.1矩形截面一維擴散區(qū)混凝土的D?限值類型n(規(guī)范性附錄)nB.2矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=8mm時混凝土的D?限值矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=8mm時混凝土的D?限值見表B.2。表B.2矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=8mm時混凝土的D?限值n表B.3矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=10mm時混凝土的D?限值nB.4矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=12mm時混凝土的D?限值矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=12mm時混凝土的D?限值見表B.4。表B.4矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=12mm時混凝土的D?限值類型nB.5矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=14mm時混凝土的D,限值矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=14mm時混凝土的D?限值見表B.5。表B.5矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=14mm時混凝土的D?限值n表B.6矩形截面二維擴散區(qū)箍筋直徑d=16mm時混凝土的D?限值類型n(規(guī)范性附錄)圓形截面混凝土的D?限值(100mm≤R<200mm)見表C.1。表C.1圓形截面混凝土的D?限值(100mm≤R<200mm)7圓形截面混凝土的D?限值(200mm≤R<300mm)見表C.2。表C.2圓形截面混凝土的D?限值(200mm≤R<300mm)類型n圓形截面混凝土的D?限值(300mm≤R<400mm)見表C.3。表C.3圓形截面混凝土的D?限值(300mm≤R<400mm)n圓形截面混凝土的D?限值(400mm≤R<800mm)見表C.4。類型nC.5圓形截面混凝土的D?限值(R≥800mm)表C.5圓形截面混凝土的D?限值(R≥800mm)n(規(guī)范性附錄)D.1鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(10表D.1鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(105°≤β<120)類型nD.2鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8m時的D?限值(105°≤β<120°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d-8mm時的D?限值(105°≤β<120°)見表D.2。表D.2鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(105°≤β<120)n表D.3鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(105°≤β<120°)類型nD.4鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的Do限值(105°≤β<120°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(105°≤β<120°)見表D.4。表D.4鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(105°≤β<120)nD.5鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(105°≤β<120°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(105°≤β<120°)見表D.5。表D.5鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(105°≤β<120°)類型nD.6鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的Do限值(105°≤β<120°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值(105°≤β<120°)見表D.6。表D.6鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值(105°≤β<120°)nD.7鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(120°≤β<135°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(120°≤β<135°)見表D.7。表D.7鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(120°≤β<135°)類型n表D.8鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(120°≤β<135°)nD.9鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(120°≤β<135°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(120°≤β<135°)見表D.9。表D.9鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(120°≤β<135°)類型nD.10鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(120°≤β<135°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(120°≤β<135°)見表D.10。表D.10鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(120°≤β<135°)7D.11鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(120°≤β<135°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D。限值(120°≤β<135°)見表D.11。表D.11鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(120°≤β<135°)n鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16m時的D?限值(120°≤β<135°)見表D.12。表D.12鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值(120°≤β<135°)n環(huán)境作用等級鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(135°≤β<150°)見表D.13表D.13鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(135°≤β<150°)類型n環(huán)境作用等級D.14鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(135°≤β<150°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(135°≤β<150°)見表D.14。表D.14鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(135°≤β<150)nD.15鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(135°≤β<150°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(135°≤β<150°)見表D.15。表D.15鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm的D?限值(135°≤β<150°)n表D.16鈍角截面混凝土箍筋直徑d=12mm時的D?限值(135°≤β<150°)nD.17鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(135°≤β<150°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D限值(135°≤β<150°)見表D.17。表D.17鈍角截面混凝土箍筋直徑d=14mm時的D?限值(135°≤β<150°)類型n≤15.0”D.18鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值(135°≤β<150°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值見(135°≤β<150°)表D.18。表D.18鈍角截面混凝土箍筋直徑d=16mm時的D?限值(135°≤β<150°)nD.19鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(150°≤β<165°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6m時的D?限值(150°≤β<165°)見表D.19。表D.19鈍角截面混凝土箍筋直徑d=6mm時的D?限值(150°≤β<165°)類型nD.20鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(150°≤β<165°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的Do限值(150°≤β<165°)見表D.20。表D.20鈍角截面混凝土箍筋直徑d=8mm時的D?限值(150°≤β<165°)n環(huán)境作用等級D.21鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(150°≤β<165°)鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(150°≤β<165°)見表D.21。表D.21鈍角截面混凝土箍筋直徑d=10mm時的D?限值(150°≤β<165°