(高清版)GBT 39963-2021 立井凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100混凝土技術(shù)規(guī)程

立井凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T39963—2021 1 1 3 65.1基本原則 65.2井壁結(jié)構(gòu) 6 85.4井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 6.1一般規(guī)定 6.2凍結(jié)壁設(shè)計(jì) 6.3凍結(jié)孔布置 7原材料和配合比 7.1原材料 7.2配合比 8.1原材料管理 8.2施工準(zhǔn)備 8.3混凝土生產(chǎn)及澆筑 8.4混凝土的養(yǎng)護(hù) 8.5試塊制作與試驗(yàn) 9質(zhì)量檢驗(yàn) 附錄A(規(guī)范性)凍結(jié)方案設(shè)計(jì) ⅢGB/T39963—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。本文件起草單位：北京中煤礦山工程有限公司、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司、國(guó)投煤炭有限公司、北京煤科聯(lián)應(yīng)用技術(shù)研究所、江蘇蘇博特新材料股份有限公司、中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院礦業(yè)建設(shè)有限公司。1GB/T39963—2021立井凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100混凝土技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了立井凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100混凝土的井壁結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、凍結(jié)方案設(shè)計(jì)與實(shí)本文件適用于煤礦立井凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100混凝土的設(shè)計(jì)、施工。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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。GB175通用硅酸鹽水泥GB/T1499.2鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋GB8076混凝土外加劑GB/T18736高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50080普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50082普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50107混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB50164混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)GB50213煤礦井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50384煤礦立井井筒及硐室設(shè)計(jì)規(guī)范GB50511煤礦井巷工程施工規(guī)范JGJ52普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JGJ55普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ63混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T241人工砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1在井筒施工之前，用人工制冷的方法，將井筒周圍地層進(jìn)行凍結(jié)，形成具有臨時(shí)承載和隔水作用并滿足工程施工安全需要的凍結(jié)壁，然后在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行井筒掘砌作業(yè)的一種施工方法。2GB/T39963—2021凍結(jié)壁freezingwall;frozensoilwall采用人工制冷技術(shù)，在井筒周圍地層所形成的具有一定井筒掘砌excavationandlining凍結(jié)壁形成后進(jìn)行井筒開(kāi)挖及井壁澆筑的作業(yè)。形成和強(qiáng)化凍結(jié)壁主體結(jié)構(gòu)的凍結(jié)孔。輔助凍結(jié)孔auxiliaryfreezinghole主凍結(jié)孔圈circleofmainfreezingholes沿井筒周圍布置主凍結(jié)孔的凍結(jié)孔圈。輔助凍結(jié)孔圈circleofauxiliaryfreezingholes沿井筒周圍布置輔助凍結(jié)孔的凍結(jié)孔圈。注：也稱輔助孔圈。3.13沿井筒周圍布置防片幫凍結(jié)孔的凍結(jié)孔圈。3GB/T39963—20213.14凍結(jié)壁交圈connectionoffreezingcolumn;closureoffreezingwall;closureoficewall3.15凍結(jié)壁壁面上任一點(diǎn)與同一凍結(jié)壁體另一側(cè)壁面之間的最短距離。3.16凍結(jié)壁任一橫截面上溫度分布的平均值。3.17從地層凍結(jié)開(kāi)始至擬建井筒周圍主凍結(jié)孔布置圈上所有相鄰的凍結(jié)器所形成的凍結(jié)圓柱按設(shè)計(jì)要求完全相交所需的時(shí)間。3.18選用優(yōu)質(zhì)常規(guī)材料，合理?yè)郊油饧觿┖偷V物外加劑，通過(guò)綠色工3.19膠凝材料binder混凝土原材料中具有膠結(jié)作用的水泥和礦物外加劑的總稱。3.20混凝土中用水量與膠凝材料用量的質(zhì)量比。4符號(hào)A'——計(jì)算截面井壁橫截面面積，單位為平方米(m2)。a1——系數(shù)，為矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力Cm——構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)。GB/T39963—2021e——軸向壓力對(duì)截面重心的偏心距，單位為米(m),取為M/N。fstk——鋼筋極限強(qiáng)Mmax——交M?、M?——已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)彈性分析確定的對(duì)同一主軸的組合彎矩設(shè)計(jì)值，絕對(duì)值較大端為M?,絕對(duì)值較小端為M?,當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲m截面的軸向力計(jì)算值，單位為兆牛(MN)。N——井壁吊掛力的計(jì)算值，單位為兆牛(MN)。45P——計(jì)算處作用在井壁上的徑向設(shè)計(jì)荷載計(jì)算值(即為荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以安全系數(shù)),單位為牛每平方毫米(N/mm2)。Pd——計(jì)算層位水平地壓，單位為牛每平方毫米(N/mm2)。Pd.k——凍結(jié)壓力標(biāo)準(zhǔn)值，單位為牛每平方毫米(N/mm2)。Pk——作用在結(jié)構(gòu)上的徑向均勻荷載標(biāo)準(zhǔn)值，單位為牛每平方毫米(N/mm2)。Pn.k--—內(nèi)層井壁所承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，單位為牛每平方毫米(N/mm2)。P?！唤缑嫣幘谑艿降木鶆蚝奢d計(jì)算值，單位為牛每平方毫米(N/mm2)。Qf,k——計(jì)算截面以上井壁所受豎向附加總力標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆牛(MN)。Qz?.k——計(jì)算截面以上井壁自重標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆牛(MN)。Q?,k——直接支撐在井筒上的井塔重量標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆牛(MN)。Q?,k——計(jì)算截面以上井筒裝備重量標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆牛(MN)。ro——計(jì)算處井壁中心半徑，單位為米(m)。S——雙圈孔及多圈孔凍結(jié)內(nèi)、外圈之間的距離，單位為米(m)。Sn、Sw——主凍結(jié)孔圈與內(nèi)、外側(cè)輔助凍結(jié)孔圈之間的距離，單位為米(m)。Spf主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)輔助孔圈與防片幫孔圈之間的距離，單位為米(m)。Tb——鹽水溫度，單位為攝氏度(℃)。Tn——井幫凍土溫度，單位為攝氏度(℃)。To——按凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)、外側(cè)0℃邊界線計(jì)算的凍結(jié)壁平均溫度，單位為攝氏度(℃)。to——截面有效高度(即受拉鋼筋的合力點(diǎn)至截面受壓區(qū)邊緣的距離),單位為米(m)。γ——雙圈孔凍結(jié)內(nèi)、外孔圈之間部位對(duì)凍結(jié)壁平均溫度的影響系數(shù)。Yh——混凝土(或鋼筋混凝土)的重力密度，單位為兆牛每立方米(MN/m3)?！鳌畮蛢鐾翜囟让可?℃對(duì)單圈孔凍結(jié)壁有效厚度平均溫度的影響系數(shù)。cu——非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變。6GB/T39963—2021Vk——結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。V5pPmin——井壁圓環(huán)截面的最小配筋率(%)。0——主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)只增設(shè)防片幫凍結(jié)孔、主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)同時(shí)增設(shè)輔助凍結(jié)孔與防片5.1.1凍結(jié)法鑿井井筒掘砌深度應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)定基巖并設(shè)置壁基。井筒掘砌的底部應(yīng)將一定高度的內(nèi)外層井壁整體澆注作為壁座。壁基和壁座的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)符合GB50384的規(guī)定。5.1.2凍結(jié)法鑿井井筒掘砌深度應(yīng)小于井筒凍結(jié)深度，并符合GB50511以及附錄A的規(guī)定。井筒凈5.2.1凍結(jié)法鑿井井筒宜采用雙層鋼筋混凝土塑料夾層復(fù)合井壁支護(hù)形式。內(nèi)外層井壁之間鋪設(shè)的塑料夾層厚度宜為1.5mm～3.0mm。凍結(jié)壁與現(xiàn)澆混凝土外層井壁之間可根據(jù)凍結(jié)壁的位移量鋪設(shè)25mm～75mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板。5.2.2凍結(jié)法鑿井內(nèi)層井壁采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土應(yīng)具有防裂密實(shí)、高抗裂特征。混凝土絕熱溫升不宜大于50℃。28d混凝土的電通量指標(biāo)不應(yīng)大于1000C。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土圓環(huán)抗裂試驗(yàn)不應(yīng)開(kāi)裂。5.2.3凍結(jié)法鑿井外層井壁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土應(yīng)具有低溫高早強(qiáng)、低水化熱特征。混凝土絕熱溫升不宜大于50℃?；炷?d強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%。5.2.4采用雙層復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)時(shí)，井筒凍結(jié)段施工結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行壁間充填注漿。注漿時(shí)壁間夾層周圍混凝土溫度不應(yīng)低于4℃,且凍結(jié)壁仍處于封閉狀態(tài)，并能承受外部靜水壓力。5.2.5井壁全截面配筋百分率Pmi不應(yīng)小于表1規(guī)定的數(shù)值。截面單側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.3%。鋼筋7GB/T39963—2021的選用和鋼筋強(qiáng)度值、彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)的采用應(yīng)符合GB50010的規(guī)定。HRB600鋼筋性能應(yīng)滿足GB/T1499.2的要求。HRB600屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f'、彈性模量E。應(yīng)按表2采用。表1井壁鋼筋的最小配筋百分率鋼筋類型最小配筋百分率Pmin%強(qiáng)度等級(jí)600MPa0.65強(qiáng)度等級(jí)500MPa0.70強(qiáng)度等級(jí)400MPa0.75公稱直徑Dmm屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值N/mm2極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值N/mm2抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值N/mm2抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值N/mm25.2.6鋼筋最大間距宜小于或等于300mm,最小間距宜大于或等于100mm。井壁內(nèi)外側(cè)鋼筋應(yīng)設(shè)計(jì)一定數(shù)量的徑向拉結(jié)筋。拉結(jié)筋直徑不宜小于12mm,間距不宜大于3倍受力筋間距。5.2.7鋼筋保護(hù)層(鋼筋外邊緣至混凝土表面的最小距離)厚度，內(nèi)緣鋼筋宜為50mm,外緣鋼筋宜為70mm。內(nèi)緣鋼筋的保護(hù)層厚度大于50mm時(shí)，保護(hù)層防裂措施應(yīng)符合GB50010的相關(guān)規(guī)定。5.2.8凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100高性能混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk與軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f.、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f.應(yīng)按表3采用。單位為牛每平方毫米強(qiáng)度種類混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80C85C90C95C100軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值59.963.1軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值40.542.845.1軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2.222.272.302.342.365.2.9凍結(jié)法鑿井井壁應(yīng)用C80～C100高性能混凝土的彈性模量E?？砂幢?采用，也可按試驗(yàn)取得，但不應(yīng)小于表4取值；泊松比v?？砂?.20采用。8GB/T39963—2021表4混凝土彈性模量混凝土強(qiáng)度等級(jí)C100混凝土彈性模量5.3井壁荷載計(jì)算5.3.1外層井壁的徑向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按所承受的凍結(jié)壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pa,k計(jì)算。Pd,k宜按凍土(巖)試驗(yàn)、實(shí)測(cè)等資料選取，也可根據(jù)沖積層深度H。按表5選取。表5凍結(jié)壓力標(biāo)準(zhǔn)值沖積層深度m凍結(jié)壓力Pd,kN/mm25.3.2內(nèi)層井壁的徑向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按公式(1)計(jì)算：Pn.k=0.01k,H………(1)0.01水的重力密度，單位為兆牛每立方米(MN/m3);效果有關(guān)。5.3.3沖積層段內(nèi)、外層井壁整體所受徑向荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算應(yīng)遵守下列規(guī)則。a)沖積層段內(nèi)、外層井壁整體承受徑向均勻荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按公式(2)式計(jì)算：Pk=0.013H (2)0.013——似重力密度，單位為兆牛每立方米(MN/m3)。b)沖積層段內(nèi)、外層井壁整體承受徑向不均勻荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按公式(3)、公式(4)計(jì)算：PA.k=Pk (3)PB.k=PA,k(1+βt) (4)5.3.4井壁承受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按公式(5)、公式(6)計(jì)算，如采用特殊井壁結(jié)構(gòu)，使特殊井壁結(jié)構(gòu)段能承受豎向附加力，則正常井壁段設(shè)計(jì)可不考慮豎向附加力。Qz,k=Qz,k+Qf,k+Q1,k+Q?,k……………(5)式中：995.4井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.4.1內(nèi)層井壁應(yīng)滿足承受水壓、豎向荷載等的要求；外層井壁應(yīng)滿足承受凍結(jié)壓力及井壁吊掛、抗裂、穩(wěn)定性計(jì)算的要求；內(nèi)、外層井壁應(yīng)滿足整體承受永久水土壓力及豎向荷載、穩(wěn)定性的要求。井塔(架)影響段井壁計(jì)算應(yīng)符合GB50384的規(guī)定。5.4.2井壁厚度應(yīng)按公式(7)～公式(9)計(jì)算初步擬定。 (7)fs=fe+Pminf', (8)P=vkPk (9)式中：Y?——-結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按GB50384的規(guī)定取值；Vk———結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，按GB50384的規(guī)定取值。5.4.3均勻壓力作用下的井壁單位高度圓環(huán)截面內(nèi)力、承載力及鋼筋配筋計(jì)算應(yīng)遵守下列規(guī)則。a)井壁圓環(huán)截面軸向力(圖1)應(yīng)按公式(10)計(jì)算：N=rwP………圖1井壁圓環(huán)截面軸向力計(jì)算簡(jiǎn)圖b)井壁圓環(huán)截面切向應(yīng)力應(yīng)按公式(11)計(jì)算： (11)c)鋼筋混凝土井壁圓環(huán)截面承載力應(yīng)按公式(12)計(jì)算：σ?≤fe+pf' (12)d)井壁圓環(huán)截面配筋率p和鋼筋截面面積A。計(jì)算：1)當(dāng)σ≤fe時(shí)，應(yīng)按構(gòu)造規(guī)定配置鋼筋；當(dāng)σ>fe時(shí)，應(yīng)按公式(13)計(jì)算配筋率： (13)2)當(dāng)計(jì)算結(jié)果p>pmin時(shí)，As應(yīng)按公式(14)計(jì)算： (14)式中：b。井壁截面計(jì)算寬度，單位為米(m),取1.0m。3)當(dāng)計(jì)算結(jié)果p≤Pmin時(shí)，As應(yīng)按公式(15)計(jì)算：A,=Pminbn(rw—rn)………(15)GB/T39963—20214)當(dāng)計(jì)算結(jié)果p值過(guò)大時(shí)，應(yīng)加大井壁厚度。5.4.4不均勻壓力作用下的井壁整體圓環(huán)內(nèi)力、承載力及鋼筋配筋計(jì)算應(yīng)遵守下列規(guī)則。a)井壁圓環(huán)截面軸向力和彎矩(圖2)計(jì)算。圖2井壁圓環(huán)截面軸向力和彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖1)w=0°(A截面)時(shí)，井壁圓環(huán)A截面軸向力NA和彎矩MA應(yīng)按公式(16)、公式(17)計(jì)算：NA=(1+0.785β?)rwPA MA=—0.149β?r2PA (17)2)w=90°(B截面)時(shí)，井壁圓環(huán)B截面軸向力Nb和彎矩Mp應(yīng)按公式(18)～公式(20)計(jì)算：Nb=(1+0.5β?)rwPA Mp=—0.137β?r2PA Pb=PA(1+β?) (20)式中：3)按w=0°及w=90°兩組公式計(jì)算后，根據(jù)需要進(jìn)行偏心矩和承載力計(jì)算。b)鋼筋混凝土井壁偏心受壓承載力和鋼筋配置(圖3)按公式(21)～公式(30)計(jì)算。圖3井壁偏心受壓承載力和鋼筋配置計(jì)算簡(jiǎn)圖GB/T39963—2021N≤a?febnx+f'Ag—σ,A、 (21) (22) (23)ei=eo十e (24) (25)M=CmηnsM? (26) (27) (28) (29) (30)式中：a?-—系數(shù)，為矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力取值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，a?取為0.94;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C100時(shí)，a?取為0.90,期間按線性內(nèi)插法確定。bn——井壁截面計(jì)算寬度，單位為米(m),取1.0m。ea——附加偏心距，單位為米(m),取偏心方向截面最大尺寸的1/30和0.02m兩者中的較大者。Cm——構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)小于0.7時(shí)取0.7。ηnsM?、M?———已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)彈性分析確定的對(duì)同一主軸的組合彎矩設(shè)計(jì)值，絕對(duì)值較大端為M?,絕對(duì)值較小端為M?,當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎5——截面曲率修正系數(shù)，當(dāng)計(jì)算值大于1.0時(shí)取1.0。Ecu——非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變，按GB50010的規(guī)定計(jì)算。β?——系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，β1取為0.74,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C100時(shí)，β1取為0.70,期間按線性內(nèi)插法確定。按公式(21)～公式(30)計(jì)算時(shí)，還應(yīng)符合下列要求。1)受拉邊或受壓較小邊鋼筋A(yù)、的應(yīng)力σ、可按下列方法計(jì)算：當(dāng)5≤5時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件，取σ?=fy,此處相對(duì)受壓取高度ξ=x/to;當(dāng)5>5b時(shí)，為…(31)2)受拉鋼筋屈服和受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的相對(duì)界限受壓區(qū)高度56應(yīng)按表6取值。GB/T39963—2021鋼筋強(qiáng)度級(jí)別混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼筋強(qiáng)度級(jí)別混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80C85C90400級(jí)0.4630.4530.444500級(jí)0.4290.4200.411600級(jí)0.3960.3860.380Ne'≤fyA?(t-a;-a') (32)5)相對(duì)受壓高度ξ可按公式(34)計(jì)算： (33) (34)a)作用在沖積層與基巖交界面處井壁上的剪力(圖4)和縱向彎矩可按公式(35)～公式(37)標(biāo)引序號(hào)及符號(hào)說(shuō)明：0——沖積層與基巖交界面；Pmax——井壁在沖積層段受到的最大水土壓力計(jì)算值，單位為兆帕(MPa);V?！?-0截面產(chǎn)生的剪力，單位為牛(N);M?！袅使井壁在0-0截面產(chǎn)生的彎矩，單位為牛米(N·m)。圖4作用在沖積層與基巖交界面處井壁上的剪力和縱向彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖 (35) (36)GB/T39963—2021…b)縱向鋼筋配置計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定。1)交界面上下井壁縱向鋼筋的截面面積計(jì)算，應(yīng)視為單位寬度井壁(每米)能承受按公式(36)計(jì)算處的彎矩M,其受彎承載力應(yīng)按公式(38)確定：式中：a?——系數(shù)，為矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力取值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，a?取為0.94;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C100時(shí)，a?取為0.90,期間按線性內(nèi)插法確定。bn——井壁截面計(jì)算寬度，單位為米(m),取1.0m。2)混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列規(guī)定： a?febnx=fyAs?—f'yAs (39)——受壓區(qū)高度尚應(yīng)符合公式(40)、公式(41)條件： (40) (41)式中：5b——有屈服點(diǎn)鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度，應(yīng)按表6取值。3)斜截面抗剪強(qiáng)度可按公式(42)計(jì)算：Vmax≤0.25β.febnt? (42)式中：表7混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)βe的取值混凝土強(qiáng)度等級(jí)C1004)鋼筋配置應(yīng)符合下列規(guī)定： (43)-——井壁內(nèi)外緣宜配置相同規(guī)格鋼筋。5.4.6井壁豎向承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算。a)井壁在自重力和豎向附加力等共同作用下的豎向承載力應(yīng)滿足公式(44)要求：YovkQz,k≤feA'%+f',A? (44)式中：Y?—-結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按GB50384的規(guī)定取值；vk——結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，按GB50384的規(guī)定取值。b)外層井壁在吊掛力作用下的承載力應(yīng)按公式(45)～公式(47)計(jì)算： (45)Nd.k=πYhha(R2w—R?n) (46)GB/T39963—2021Nd=vkNd.k……(47)式中：vk——結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，按GB50384的規(guī)定取5.4.7按吊掛力計(jì)算外層豎向鋼筋按公式(45)～公式(47)計(jì)算。5.4.8井壁環(huán)向穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)符合GB50384的規(guī)定。5.4.9三向應(yīng)力作用下井壁承載力計(jì)算應(yīng)符合GB50384的規(guī)定。6凍結(jié)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施要求6.1.1井筒檢查孔布置、施工和井筒檢查孔地質(zhì)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)符合GB50511的規(guī)定，并應(yīng)提交凍土物理力學(xué)試驗(yàn)專項(xiàng)報(bào)告。6.1.2根據(jù)地層埋藏條件，凍結(jié)深度設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB50511規(guī)定。6.1.4應(yīng)根據(jù)凍結(jié)壁厚度、沖積層厚度和凍結(jié)深度等合理選取單孔圈、雙孔圈或多孔圈凍結(jié)孔布置方及井幫溫度的分布要求等確定凍結(jié)孔圈的位置。6.1.5凍結(jié)壁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度條件和變形條件的要求，明確砂性土層和黏性土層的凍結(jié)設(shè)計(jì)控制層6.1.7凍結(jié)管、供液管的材質(zhì)與連接應(yīng)符合GB50511的規(guī)定。6.2凍結(jié)壁設(shè)計(jì)深厚沖積層(大于200m)凍結(jié)壁及其關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守附錄A的規(guī)定。6.4.1水位觀察孔、溫度觀測(cè)孔設(shè)計(jì)與施工應(yīng)符合GB50511相關(guān)規(guī)定。6.4.2應(yīng)綜合分析水位觀察孔水位變化規(guī)律和凍結(jié)壁溫度場(chǎng)發(fā)展變化規(guī)律，確定不同層位凍結(jié)壁交圈6.4.3掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)實(shí)測(cè)每一段高不同方向井幫溫度，測(cè)點(diǎn)不應(yīng)少于8個(gè)；應(yīng)根據(jù)井筒穿過(guò)地層特點(diǎn)6.4.5建立凍結(jié)壁形成特性實(shí)測(cè)、工程預(yù)報(bào)與凍結(jié)供冷量調(diào)控的機(jī)制。通過(guò)實(shí)測(cè)，分析凍結(jié)壁形成特GB/T39963—2021高性能混凝土井壁提供良好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境。7原材料和配合比7.1原材料7.1.1水泥應(yīng)符合下列規(guī)定。a)宜采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥應(yīng)符合GB175和表8的規(guī)定。b)水泥28d膠砂抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于50MPa。c)不應(yīng)采用結(jié)塊的水泥和出廠超過(guò)3個(gè)月的水泥。表8水泥的性能序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求1熟料中的f-CaO含量/%2熟料中的C?A含量/%3密度/(kg/m3)45氯離子含量/%6水泥進(jìn)場(chǎng)溫度/℃7.1.2細(xì)骨料應(yīng)符合下列規(guī)定。a)細(xì)骨料應(yīng)符合JGJ52和JGJ/T241的規(guī)定。b)宜采用細(xì)度模數(shù)2.6～3.0的Ⅱ區(qū)中砂。c)砂的含泥量不應(yīng)大于1.0%,泥塊含量不應(yīng)大于0.5%。d)采用人工砂時(shí)，石粉亞甲藍(lán)(MB)值應(yīng)小于1.4,石粉含量應(yīng)小于2%,壓碎指標(biāo)值應(yīng)小于20%。e)不應(yīng)采用海砂。f)不應(yīng)混入風(fēng)化砂。7.1.3粗骨料應(yīng)符合下列規(guī)定。a)粗骨料應(yīng)符合JGJ52的規(guī)定。b)巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值高30%以上。c)粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配，最大公稱粒徑不宜大于20mm。d)粗骨料的含泥量不應(yīng)大于0.5%,泥塊含量不應(yīng)大于0.2%。e)粗骨料的針片狀顆粒含量不應(yīng)大于5%。f)不得混入風(fēng)化顆粒。7.1.4化學(xué)外加劑應(yīng)符合下列規(guī)定。a)化學(xué)外加劑應(yīng)符合GB8076和GB50119的規(guī)定。b)應(yīng)采用高性能減水劑，減水率不宜低于30%。c)化學(xué)外加劑應(yīng)與水泥和礦物外加劑有良好的適應(yīng)性，并應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。d)不應(yīng)采用受潮結(jié)塊的粉狀外加劑，液態(tài)外加劑應(yīng)儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)，并應(yīng)防曬和防凍，當(dāng)有沉淀等異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后再使用。7.1.5礦物外加劑應(yīng)符合下列規(guī)定。GB/T39963—2021a)礦物外加劑應(yīng)符合GB/T18736的規(guī)定。c)復(fù)合礦物外加劑應(yīng)符合相應(yīng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。7.1.6水應(yīng)符合下列規(guī)定。a)拌合用水和養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)符合JGJ63的規(guī)定。b)不應(yīng)采用混凝土攪拌機(jī)與運(yùn)輸設(shè)備洗刷水。c)不應(yīng)采用未經(jīng)淡化處理的海水。7.2.1配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合JGJ55的規(guī)定，并應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和施工要求。7.2.2配制強(qiáng)度應(yīng)按公式(48)確定：fcu,0≥1.15fcu.k………(48)強(qiáng)度等級(jí)水膠比膠凝材料用量/(kg/m3)砂率/%C80,C85,C90,C95C100b)化學(xué)外加劑和礦物外加劑的品種、摻量，應(yīng)通過(guò)試配確定；礦物外加劑摻量宜為25%～40%,硅灰摻量不宜大于10%。7.2.5配合比試配和調(diào)整時(shí)，宜控制混凝土絕熱溫升不大于50℃。7.2.8內(nèi)層井壁混凝土應(yīng)根據(jù)施工工藝，試驗(yàn)確定混凝土的凝結(jié)時(shí)間，滿足混凝土能快速連續(xù)一次性的電通量指標(biāo)應(yīng)符合5.2.2的要求。7.2.9外層井壁混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，1d強(qiáng)度應(yīng)符合5.2.3的要求。并應(yīng)根據(jù)井幫溫度，試驗(yàn)確定8.1.1原材料應(yīng)按要求采購(gòu)，并有固定的堆放地點(diǎn)。采購(gòu)人員和施工人員之間對(duì)各種原材料應(yīng)有交接記錄。GB/T39963—2021時(shí)應(yīng)有堆放分界標(biāo)志。8.2.4混凝土的供應(yīng)能力應(yīng)滿足連續(xù)施工的需要。8.2.5混凝土施工用設(shè)備性能和數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的需要。8.2.7應(yīng)校核生產(chǎn)用衡器的零點(diǎn)和計(jì)量偏差，其計(jì)量偏差應(yīng)符合表10的規(guī)定。表10原材料計(jì)量允許偏差序號(hào)原材料每盤(pán)計(jì)量允許偏差/%累計(jì)計(jì)量允許偏差/%1水泥、礦物外加劑2粗、細(xì)骨料3外加劑、拌和用水士1士18.3.2混凝土由井上向井下工作面輸送應(yīng)采用底卸式吊桶下料。8.3.3混凝土內(nèi)壁可采用組合鋼模板或滑升模板法施工。8.3.4混凝土生產(chǎn)前，應(yīng)對(duì)骨料和礦物摻合料的含水量進(jìn)行檢測(cè)。每班所用的砂、碎石的含水量要檢測(cè)2次。雨后施工時(shí)的材料含水量檢測(cè)頻率應(yīng)加倍，將設(shè)計(jì)配合比換算成現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際配合比，作為混凝土配合比施工的依據(jù)。8.3.5進(jìn)入攪拌機(jī)的水泥溫度不宜高于60℃。8.3.7混凝土的入模溫度不宜高于30℃。冬期施工時(shí)，應(yīng)制定冬期施工措施，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于15℃。8.3.8控制攪拌時(shí)間不宜低于4min,以保證攪拌均勻；不應(yīng)超過(guò)10min,防止混凝土長(zhǎng)時(shí)間攪拌引起離析。8.3.9混凝土工作性應(yīng)滿足施工工藝要求，坍落度和坍落擴(kuò)展度應(yīng)滿足要求?；炷翝仓^(guò)程中，應(yīng)對(duì)混凝土拌和物的坍落度進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定值不得超過(guò)理論配合比坍落度的控制范圍。8.3.11混凝土振搗應(yīng)采用插入式振動(dòng)棒，必要時(shí)可采用人工輔助振搗。振動(dòng)棒振搗混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定。凝土中，插入深度不應(yīng)小于50mm,井下振搗器不得少于4臺(tái)。實(shí)行分區(qū)振搗落實(shí)責(zé)任到人。b)振動(dòng)棒應(yīng)垂直于混凝土表面并快插慢拔均勻振搗；當(dāng)混凝土表面無(wú)明顯塌陷、有水泥漿出現(xiàn)、c)振動(dòng)棒與模板的距離不得大于振動(dòng)棒作用半徑的0.5倍；振搗插點(diǎn)間距不得大于振動(dòng)棒的作GB/T39963—2021用半徑的1.4倍。8.4混凝土的養(yǎng)護(hù)8.4.1內(nèi)層井壁混凝土澆筑完畢并在終凝后應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。8.4.2凍結(jié)段采用滑升模板澆筑的內(nèi)層井壁，脫模2h后，應(yīng)灑水保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水溫8.5試塊制作與試驗(yàn)8.5.1C80～C100高性能混凝土拌合物的坍落度、坍落擴(kuò)展度和凝結(jié)時(shí)間的試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T50080的規(guī)定。8.5.2制作C80～C100高性能混凝土試塊宜采用標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)。8.5.4試塊制作好后放置在標(biāo)準(zhǔn)條件下靜置1d～2d后拆模，并繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至規(guī)定8.5.5試塊制作數(shù)量應(yīng)根據(jù)進(jìn)行早期、后期的強(qiáng)度試驗(yàn)要求確定。8.5.6試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)宜采用3000kN以上試驗(yàn)機(jī)。試塊在試驗(yàn)機(jī)承臺(tái)上要仔細(xì)對(duì)中，試塊受壓面與上下承臺(tái)平穩(wěn)接觸，上下承臺(tái)球形支座要靈活，避免試塊不均勻受壓破壞。8.5.7混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T50081的規(guī)定，混凝土耐久性能試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T50082的規(guī)定。8.5.8混凝土圓環(huán)抗裂試驗(yàn)按照附錄B中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。9質(zhì)量檢驗(yàn)9.1凍結(jié)井筒井壁應(yīng)用C80～C100高性能混凝土工程質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GB50213的規(guī)定，其中混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定應(yīng)符合GB/T50107的規(guī)定。9.2原材料質(zhì)量檢驗(yàn)、拌合物性能檢驗(yàn)和硬化混凝土性能檢驗(yàn)應(yīng)符合GB50164的規(guī)定。9.3原材料質(zhì)量應(yīng)符合第7章的規(guī)定。9.4混凝土拌合物性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。9.5混凝土力學(xué)性能和耐久性能應(yīng)符合第5章和第7章的規(guī)定。GB/T39963—2021(規(guī)范性)凍結(jié)方案設(shè)計(jì)A.1凍結(jié)壁設(shè)計(jì)A.1.1宜按多姆克公式(A.1)計(jì)算砂性土層控制層位的凍結(jié)壁厚度?！?A.1)式中：Pd——計(jì)算層位水平地壓，單位為兆帕(MPa),取0.013H.。A.1.2宜按維亞洛夫-扎列茨基公式(A.2)計(jì)算黏性土層控制層位的凍結(jié)壁厚度。……(A.2)式中：Pd——計(jì)算層位水平地壓，單位為兆帕(MPa),取0.013H;η——掘進(jìn)段井幫上下兩端的固定程度系數(shù)，當(dāng)上端固定好(井壁發(fā)揮作用)而下端(掘進(jìn)工作面)m——安全系數(shù)，可取1.5～1.75,工程設(shè)計(jì)中可用黏性土層凍土計(jì)算強(qiáng)度K。替代公式中的σta/m。A.1.3宜按維亞洛夫-扎列茨基公式(A.3)計(jì)算黏性土層控制層位的安全掘砌段高?！?A.3)式中：η——掘進(jìn)段井幫上下兩端的固定程度系數(shù)，當(dāng)上端固定好(井壁發(fā)揮作用)而下端(掘進(jìn)工作面)基本不凍結(jié)時(shí)取√3,若上下兩端均固定好時(shí)取√3/2;Pd——為計(jì)算層位水平地壓，單位為兆帕(MPa),取0.013H.。A.1.4凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度宜按公式(A.4)～公式(A.7)計(jì)算。Te?=Toc十△Tn……(A.5)……(A.7)式中：△——井幫凍土溫度每升降1℃對(duì)單圈孔凍結(jié)壁有效厚度平均溫度的影響系數(shù)，可取值0.25~0.30;在多圈孔凍結(jié)應(yīng)用的中后期，△可取0.4～0.5;—1.0℃/m,S=2m～1.5m時(shí)可取—1.0℃/m～—1.5℃/m。A.1.5黏性土層凍土計(jì)算強(qiáng)度(Kn)宜根據(jù)凍土試驗(yàn)結(jié)果考慮安全系數(shù)后確定，取σ。/m。,σ。為凍土極限抗壓強(qiáng)度，m。為安全系數(shù)，立方體試件按軸向快速加載(30s±5s)方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果m。取2.5,圓柱體試件按恒壓應(yīng)變速率(1.0%/min)軸向加載方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果m。取1.4。20砂性凍:[計(jì)算強(qiáng)度K/MPa砂性凍::計(jì)算強(qiáng)度K/MPaGB/T39963—2021砂性凍:[計(jì)算強(qiáng)度K/MPa砂性凍::計(jì)算強(qiáng)度K/MPa砂性土層凍土計(jì)算強(qiáng)度(K。)宜根據(jù)凍結(jié)壁平均溫度參照?qǐng)DA.1、圖A.2的經(jīng)驗(yàn)曲線確定。凍結(jié)壁平均溫度(/℃圖A.1單圈孔凍結(jié)砂性凍土計(jì)算強(qiáng)度與凍結(jié)壁平均溫度關(guān)系經(jīng)驗(yàn)曲線凍結(jié)壁平均溫度t/℃圖A.2多圈孔凍結(jié)砂性凍土計(jì)算強(qiáng)度與凍結(jié)壁平均溫度關(guān)系經(jīng)驗(yàn)曲線A.1.6宜按沖積層厚度選取凍結(jié)鹽水溫度，見(jiàn)表A.1。表A.1凍結(jié)鹽水溫度與沖積層厚度的關(guān)系m200～300300～400400～500500～600℃—26～—30—28～—32—30～—33—32～—34-34A.1.7凍結(jié)孔的偏斜率、靶域半徑和成孔間距應(yīng)符合GB50511規(guī)定，且主凍結(jié)孔在沖積層段的成孔間距和向井心的徑向偏值宜按表A.2選取。表A.2主凍結(jié)孔在沖積層段的成孔間距及向井心徑向偏值單位為米沖積層厚度主凍結(jié)孔成孔間距向井心徑向偏值GB/T39963—2021A.1.8當(dāng)采用以外圈為主凍結(jié)孔及中內(nèi)圈增設(shè)適量輔助凍結(jié)孔、防片幫凍結(jié)孔時(shí)，宜按表A.3根據(jù)沖積層厚度與設(shè)計(jì)控制層位土性選取井幫溫度。表A.3按沖積層厚度與設(shè)計(jì)控制層位土性選取井幫溫度單位為攝氏度沖積層厚度土層性質(zhì)—2.0～—4.0—1.0～—3.0200~—1.5～—3.5—3.0～—5.0黏性土層—0.5～—2.0300~—1.5～—3.0—3.0～—5.0—4.5～—7.5黏性土層—2.0～—3.5—3.5～—6.0400~—0.5～—3.0—2.5～—5.0—4.5～—8.0—7.0～—10.0—1.0～—3.5—3.5～—6.0—6.0～—8.0500~砂性土層—0.5～—3.0—2.5～—5.0—4.5～—8.5—7.5～—11.0—10.0～—13.0黏性土層—1.5～—3.5—4.0～—6.0—6.0～—8.0—8.0～—10.0砂性土層—0.5～—3.0—2.5～—5.0—4.5～—8.5—7.5～—11.0—10.0～—13.0—12.0～—14.0—1.5～—3.5—4.0～—6.0—6.0～—8.0—8.0～—10.0—9.0～—11.0A.2凍結(jié)孔布置A.2.1主凍結(jié)孔圈數(shù)、主凍結(jié)孔位置的選擇A.2.1.1凍結(jié)孔圈布置方式宜參考表A.4,綜合沖積層厚度、凍結(jié)壁設(shè)計(jì)厚度、外孔圈距井幫距離等因素確定，大于400m的沖積層凍結(jié)應(yīng)采用多圈孔凍結(jié)。A.2.1.2主凍結(jié)孔位置應(yīng)根據(jù)控制層位井幫溫度及井幫溫度的分布要求，結(jié)合沖積層厚度、凍結(jié)孔布據(jù)深厚沖積層凍結(jié)法鑿井工程經(jīng)驗(yàn)，宜采用以外圈為主凍結(jié)孔的布孔方式，易于滿足凍