DB42/T 2154-2023 基坑倾斜桩支护技术规程
DB42/T 2154-2023 Pit inclined pile support technical specification
基本信息
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2023年12月
研制信息
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内容描述
ICS93.020
CCSP22
DB42
湖北省地方标准
DB42/T2154—2023
基坑倾斜桩支护技术规程
Codeofpracticeforinclinedretainingpilesofexcavationsengineering
2023-12-23发布2024-04-23实施
湖北省住房和城乡建设厅
联合发布
湖北省市场监督管理局
DB42/T2154—2023
目次
前言.................................................................................III
引言...................................................................................V
1范围................................................................................1
2规范性引用文件......................................................................1
3术语和定义..........................................................................1
4符号................................................................................2
4.1作用和作用效应、抗力、材料性能..................................................2
4.2几何参数........................................................................2
4.3计算系数........................................................................3
5基本规定............................................................................3
6设计................................................................................4
6.1一般规定........................................................................4
6.2勘察与环境调查要求..............................................................4
6.3结构选型........................................................................5
6.4水平作用荷载....................................................................6
6.5结构分析........................................................................8
6.6稳定性验算.....................................................................12
6.7构造要求.......................................................................17
6.8止水帷幕与桩间加固.............................................................18
7施工质量控制.......................................................................18
7.1一般规定.......................................................................18
7.2预制桩施工.....................................................................18
7.3灌注桩施工.....................................................................20
7.4土方开挖.......................................................................21
7.5施工质量验收...................................................................22
8监测...............................................................................23
8.1一般规定.......................................................................23
8.2支护桩监测.....................................................................23
条文说明..............................................................................25
I
DB42/T2154—2023
II
DB42/T2154—2023
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由湖北省住房和城乡建设厅提出并归口管理。
本文件起草单位:中建三局集团有限公司、湖北中建三局建筑工程技术有限责任公司、武汉市勘察
设计有限公司、天津大学、武汉鑫地岩土工程技术有限公司、建华建材(湖北)销售有限公司。
本文件主要起草人:余地华、郑刚、汪浩、赖国梁、邓昌福、叶建、施木俊、张杰青、陈国、张晋
华、欧阳明勇、宋志、田野、柳瑶、邓亚运、周海祚、刘照朋、程杰林、官善友、刘艳敏、黄晓程、张
涛、杨涛、陈剑雄、贾磊柱、滕峰、祁红伟、李啸林、张松波、周伟、李建林、高雨、赵渊、汪彪、潘
兵奇、项翔、万鑫。
本标准实施应用中的疑问,可咨询湖北省住房和城乡建设厅,联系电话:027-68873088,邮箱:
407483361@。在执行过程中如有意见和建议请邮寄中建三局集团有限公司,地址:武汉市武昌
区武珞路456号新时代商务中心,联系电话:027-87132730,邮箱:djjc2012@126.com。
III
DB42/T2154—2023
IV
DB42/T2154—2023
引言
为了使基坑工程倾斜桩支护技术在基坑支护设计、施工中做到安全适用、经济合理、保护环境、保
证质量、绿色环保,制定本文件。
在本标准编制过程中,编制组广泛调查研究和总结了实际工程经验,参考了国内外有关标准,并在
广泛征求意见基础上,对具体内容进行了反复讨论、协调和修改,最后经审查定稿。
采用倾斜桩支护技术进行基坑设计、施工应综合考虑地质条件、基坑开挖深度、基坑周边环境要求、
主体地下结构要求等因素,并结合工程经验,合理设计、精心施工、严格检测和监测。
基坑工程倾斜桩支护技术应用除应符合本文件外,尚应符合现行国家、行业和地方标准的有关规定。
V
DB42/T2154—2023
基坑倾斜桩支护技术规程
1范围
本文件规定了湖北省基坑工程倾斜桩支护结构的勘察、设计、施工、监测与验收等内容。
本文件描述了适用于湖北省基坑工程单排倾斜桩支护结构、斜直交替支护结构、斜直组合双排桩支
护结构的勘察、设计、施工和监测的方法。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB50007建筑地基基础设计规范
GB50010混凝土结构设计规范
GB50021岩土工程勘察规范
GB50205钢结构工程施工质量验收规范
GB50300建筑工程施工质量验收统一标准
GB50497建筑基坑工程监测技术标准
GB50661钢结构焊接规范
JGJ94建筑桩基技术规范
JGJ120建筑基坑支护技术规程
DB42/T159基坑工程技术规程
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
倾斜桩支护结构inclinedretainingpile
将悬臂竖直支护桩的桩顶向基坑内或基坑外倾斜一定角度后的支护桩结构,简称倾斜桩。根据施工
工艺和桩身材质的不同,可分为倾斜预制桩、倾斜灌注桩、倾斜钢管桩等。
3.2
斜直交替支护结构inclined-verticalretainingpile
将悬臂竖直支护桩与悬臂倾斜支护桩交替布置并用冠梁连接的支护桩结构。
3.3
斜直组合双排桩支护结构double-rowpileswithinclined-verticalconfigurations
沿基坑侧壁排列设置的由前排倾斜、后排竖直支护桩和梁连接成的刚架及冠梁所组成的支挡式结构。
3.4
冠梁cappingbeam
设置在挡土构件顶部的将挡土构件连为整体的钢筋混凝土梁。
1
DB42/T2154—2023
4符号
4.1作用和作用效应、抗力、材料性能
——弯矩设计值;
——作用标准组合的弯矩值;
�
——剪力设计值;
��
——作用标准组合的剪力值;
�
——轴向拉力设计值或轴向压力设计值;
��
作用标准组合的轴向拉力值或轴向压力值;
�——
、计算深度处土的总应力、有效应力黏聚力标准值;
��——
、计算深度处土的总应力、有效应力内摩擦角标准值;
���’�——
、——深度z处的主动土压力、被动土压力强度标准值;
���’�
、主动土压力合力、被动土压力合力;
�����—�—
——含�水层渗透系数;
���
——主动土压力系数;
�
——被动土压力系数;
��
、——主动侧、被动侧深度z处的孔隙水压力;
��
——主动侧深度z处由于上覆土自重引起的竖向土压力标准值;
��������
——被动侧深度z处由于上覆土自重引起的竖向土压力标准值;
���
——坡顶超载标准值;
���
——深度z处的由于超载引起的竖向土压力标准值;
�0
——倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力;
��
——初始分布土反力;
�𝑛
——侧摩阻力等效弹簧刚度;
��0
——斜桩法向弹簧刚度;
��
——桩间土弹簧刚度;
��
——桩间土体压缩模量;
��
——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值;
�s
——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力;
��
——第j土条的自重,按天然重度计算;
��
——斜直交替桩的桩间土自重之和;
𝛥�
——第j土条滑弧面处土的黏聚力;
�
——第j土条滑弧面处土的内摩擦角;
��
——地下水重度;
��
——土的浮重度;
��
——计算深度以上第i层土层的重度;
�'
——基坑外挡土构件底面以上土的重度的加权平均值;
𝑛
——基坑内挡土构件底面以上土的重度的加权平均值;
��1
——土体泊松比。
��2
4.2�几何参数
——倾斜支护桩与竖直方向的夹角;
2
�
DB42/T2154—2023
——计算深度,主动区自地表起算,被动区自坑底起算;
——倾斜桩支护基坑的开挖深度;
�
——计算深度以上第i层土层的厚度;
ℎ
——主动侧或被动侧计算点以上的土层数;
ℎ�
——第j土条的宽度;
n
——第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角;
��
——第j土条的滑弧段长度;
��
——基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离;
�j
——基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离;
ℎwa,�
——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度;
ℎ��,�
——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的土层厚度;
�
——基坑内外的水头差值;
�1
、——主、被动侧地下水位(头)埋深;
�ℎ
——桩体直径。
ℎ��ℎ��
4.3�计算系数
——基坑工程重要性系数;
——分布土反力计算点的倾斜桩的法向刚度系数;
�0
——挡土构件在分布土反力计算点的水平位移值;
�𝑛
——整体滑动稳定安全系数;
���
——坑底抗隆起稳定安全系数;
�ℎ�
——坑底突涌抗力分项系数;
���
——流土稳定性安全系数;
�𝑡
——嵌固(抗倾覆)安全系数;
���
——土的水平反力系数的比例系数;
kqf
——第j个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值;
�
、——承载力系数;
��,�
——土的黏聚力与桩侧土体竖向土压力中间转化系数。
����
�
5基本规定
5.1基坑工程重要性等级及支护结构的变形控制指标应符合DB42/T159的有关规定。
5.2基坑开挖施工应连续进行,从基坑开挖到主体地下室完成,有效使用期限不宜超过二年;当基坑
工程超过设计使用年限时,应重新对基坑工程的安全性进行评估。当基坑支护结构作为永久性工程一部
分时,结构设计应满足相应使用年限要求。
5.3基坑工程倾斜桩支护结构设计应包括下列内容:
a)支护结构方案选型与技术经济比较;
b)基坑内外土体稳定性验算;
c)支护结构的强度、稳定性和变形计算;
d)基坑降排水、隔渗帷幕的计算;
e)基坑开挖与地下水变化引起的土体变形对基坑内外环境影响的评估;
f)支护结构施工、土方开挖及环境监测的设计要求;
g)基坑工程施工图。
3
DB42/T2154—2023
5.4基坑支护中的荷载与作用应包括下列内容:
a)岩土体的主动、被动土压力和静止土压力;
b)静水压力、渗流压力;
c)基坑开挖影响范围内建(构)筑物的荷载、地面超载(含既有堆载);
d)支护结构自重及可能产生的施工荷载。
5.5支护结构设计采用的荷载效应最不利组合和相应的抗力限值应符合DB42/T159的有关规定,倾斜
桩支护结构重要性系数与作用基本组合的效应设计值的乘积可采用式(1)~(3)表示:
·····················································(1)
�=1.25�0��
······················································(2)
�=1.25�0��
······················································(3)
0�
式中:�=1.25��
——弯矩设计值(kN·m);
——作用标准组合的弯矩值(kN·m);
�
——剪力设计值(kN);
��
——作用标准组合的剪力值(kN);
�
——轴向拉力设计值或轴向压力设计值(kN);
��
——作用标准组合的轴向拉力值或轴向压力值(kN);
�
——基坑工程重要性系数,取值应符合DB42/T159的有关规定。
��
5.6基坑工程支护结构应进行结构变形和基坑位移的计算。基坑工程应结合保护对象的要求,确保支
�0
护结构满足变形控制指标,并应符合国家现行有关标准的规定。
6设计
6.1一般规定
6.1.1基坑倾斜桩支护结构计算应满足变形控制、稳定性验算及承载力要求,按承载能力极限状态设
计时的作用基本组合的综合分项系数、结构重要性系数和各类稳定性安全系数应符合DB42/T159的有
关规定。
6.1.2基坑工程倾斜桩支护结构的变形分析、稳定性验算和结构分析应根据实际情况进行数值分析,
并与6.5和6.6中的计算结果进行比较分析,且还应满足6.7设计要求。
6.2勘察与环境调查要求
6.2.1基坑倾斜桩支护工程的岩土勘察应符合GB50021和DB42/T159的有关规定,进行勘探布置、
原位测试和室内试验,并提出各层土的物理性能指标和力学参数。
6.2.2基坑支护设计前,应查明下列基坑周边环境条件:
a)既有建筑物的结构类型、层数、位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等;
b)各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等;对既有供
水、污水、雨水等地下输水管线,尚应包括其使用状况及渗漏状况;
c)道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等;
d)基坑开挖与支护结构使用期内施工材料、施工设备等临时荷载的要求;
4
DB42/T2154—2023
e)雨季时的场地周围地表水汇流和排泄条件,地表水的渗入对地层土性影响的状况;
f)基坑内新建建筑物桩基础设计、基础设计和地下结构设计。
6.2.3周边环境调查应评估倾斜桩支护结构对坑内基础以及坑外既有建(构)筑物、管线等的影响,
必要情况可扩大勘察范围。
6.3结构选型
6.3.1倾斜桩支护结构选型时,应综合考虑下列因素:
a)基坑开挖深度及基坑规模;
b)工程地质及水文地质条件;
c)基坑周边环境条件及其保护要求;
d)主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形状;
e)支护结构施工工艺的可行性;
f)施工场地条件及施工季节;
g)经济指标、环保性能和施工工期。
6.3.2支护结构选型可按表1进行选型。
表1各类支护结构的适用条件
结构类型剖面示意图平面示意图支挡结构或护坡方法适用条件
12悬臂高度不宜超过,嵌入岩层、老
36m
倾斜桩(灌注桩、预制桩),黏土、密实卵砾石或碎石层中大刚度
单排
桩间挂网喷砼,桩间加固或止悬臂支护深度可适当增加。坑底以下
倾斜桩
水;桩顶冠梁连接。存软土层时,需加固或验算其稳定性
后选用。周边需要有一定施工场地。
12
斜直3倾斜桩与垂直桩(灌注桩、预
4变形控制效果优于单排倾斜桩,悬臂
交替制桩)进行交替布设,倾斜桩
高度不宜超过8m,宜有效避让地下室
支护发挥斜撑效应,桩间加固、挂
工程桩或承台。
结构网喷砼,桩顶冠梁连接。
12
3
4
5
一对一矩形布置
12
斜直3预制桩支护深度不宜超过8m,灌注桩
后排为垂直桩,前排为倾斜
组合4支护深度不宜超过12m,适用于对桩
桩,顶部钢筋混凝土横梁连
双排桩顶位移限制较严格、土方开挖工作面
5接,根据具体情况对桩间和排
支护较宽的基坑。存在淤泥质地层时,桩
间进行加固。
结构一对一梅花形布置间和排间宜加固。
12
3
4
5
二对一布置
5
DB42/T2154—2023
表1各类支护结构的适用条件(续)
结构类型剖面示意图平面示意图支挡结构或护坡方法适用条件
注1:图中数字分别表示:1-坑底线,2-冠梁,3-倾斜桩,4-垂直桩,5-连梁;
注2:倾斜桩支护结构适用于重要性等级为一级、二级、三级基坑;
注3:当基坑不同部位的周边环境条件、土层性状、基坑深度等不同时,可在不同部位分别采用不同的支护形式。
6.3.3支护桩布设时,应确保支护桩与地下结构不相冲突,对支护桩向基坑内倾斜情况,倾斜桩在基
坑底标高以上应位于地下结构最外轮廓以外,倾斜桩在基坑底标高以下可侵入地下结构最外轮廓,但应
避开工程桩或局部深坑等地下结构,并宜为地下结构施工留设足够宽度。对因避让造成倾斜桩跳桩情况,
应采取一定构造措施进行结构加强。
6.4水平作用荷载
6.4.1作用在支护结构上的土压力,应根据支护结构侧向变形条件分别按静止、主动、被动土压力进
行计算。对岩土工程和周边环境条件复杂或重要的基坑工程,宜采用土与结构共同作用的方法和合理的
数值计算方法计算土压力。
6.4.2静止土压力标准值应按DB42/T159相关要求执行,作用于斜直交替支护结构、斜直组合双排桩
支护结构中垂直桩上的主动土压力强度标准值、被动土压力强度标准值宜按式(4)~(8)计算(图1):
q0
epzeaz
图1倾斜桩结构中的垂直桩土压力计算模型
···········································(4)
���=���+��∙��−2����
················································(5)
���=���∙��+2����
·································(6)
���=���+��∙��+����1−��−2�'���
·····································(7)
���=���∙��+����1−��+2�'���
、·················································(8)
�
式中:������=�=1𝑛∙ℎ�
、——深度z处的主、被动土压力标准值(kPa),时取;
���������<0���=0
6
DB42/T2154—2023
——主动侧深度z处由于超载引起的竖向土压力标准值(kPa),由坡顶超载标准值应按DB42/T
159相关要求执行;
���0
、——主、被动侧深度z处的由上覆土层自重引起的竖向土压力标准值(kPa),按式(8)
计算;
������
、——主、被动侧深度z处的孔隙水压力(kPa),应按DB42/T159相关要求执行;
、——主、被动侧地下水位(头)埋深;
��������
——计算点的深度(m),主动侧自坑顶起算,被动侧自坑底起算;
ℎ��ℎ��
——主动侧或被动侧计算点以上的土层数;
�
、——计算深度以上第i层土层的天然重度和厚度;
�
主动土压力系数,,土水分算时应采用有效应力参数计算;
𝑛—ℎ—�
被动土压力系数,2°,土水分算时应采用有效应力参数计算;
��——�a=tan45−��2�’�
、计算深度处土的总应力2、有°效应力黏聚力标准值();
��——�p=tan45+�k2kPa�’�
、计算深度处土的总应力、有效应力内摩擦角标准值(°)。
���’�——
注1:土层抗剪强度指标可取直剪快剪值;
���’�
注2:以下各章节中凡仅以c、表示者均应根据土水合算或分算分别取总应力值或有效应力值。
6.4.3对于单排倾斜桩,斜直组合双排桩支护结构中的倾斜桩,宜按库伦土压力理论进行计算。
a)无黏性土,支护结构的主动土压力强度标准值、被动土压力强度标准值宜按式(9)~(15)
计算(图2):
q0
epzeaz
图2倾斜桩的土压力计算模型
1)对地下水位以上或水土合算的土层。
······················································(9)
���=���∙��
Kq
··················································
=2(10)
cos�+�
�2
�3sin�
cos�1+cos�·····················································(11)
���=���∙��
7
DB42/T2154—2023
Kq
··················································
=2(12)
cos�+�
�2
�3sin�
cos�1−cos�·····················································(13)
2��
�
式中:�=1+𝛾
——倾斜桩与竖直方向的夹角。向基坑内倾斜时,取正值;
H——计算深度,主动区自地表起算,被动区自开挖面起算。其余各符号的定义与6.4.2中相
��
同。
2)对于水土分算的土层。
··································(14)
··································(15)
���=���∙��+����1−��
式中:
���=���∙��+����1−��
、的定义与6.4.2节中相同。
b)黏性土,支护桩主动土压力、被动土压力宜采用图解法求解。其中,主动土压力系数也可采
��������
用式(16)~(17)计算:
1
22
ka2{Kqcossin
coscos()···················(16)
2coscos[sin()1]2Kqcossin}
··············································(17)
2�
式中:�=𝛾
——中间转化系数;
——土的黏聚力(kPa);
�
——土的内摩擦角标准值(°),其余各符号的定义与6.4.2中相同。
�
6.5�结构分析
6.5.1倾斜桩支护结构可采用平面杆系结构弹性支点法进行分析,土反力计算宽度应按JGJ120有关
规定执行。
6.5.2单排倾斜桩和斜直组合双排桩支护结构采用平面杆系结构弹性支点法时,宜采用以下计算模型
(图3),并应符合下列规定:
a)倾斜桩取单根支护桩进行分析时,主动土压力标准值可按6.4的有关规定确定;
b)倾斜桩嵌固段上的土反力可按6.5.3的有关规定确定;
c)斜直组合双排桩支护结构可采用平面刚架结构模型进行计算。后排桩土压力按6.4规定计算,
前排桩嵌固段的土抗力按6.5.3计算。桩间土体可采用弹性介质模拟或采用其它有经验的土
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