DB42/T 1035-2015 热轧U型钢板桩技术规程

ICS91.200

P26

备案号：DB42

湖北省地方标准

DB42/T1035—2015

热轧U型钢板桩技术规程

HotrolledU-sheetpileapplicationprotocol

（报批稿）

（本稿完成日期：2014.6.9）

2015-01-13发布2015-05-10实施

湖北省住房和城乡建设厅

湖北省质量技术监督局发布

DB42/T1035—2015

目  次

前言...................................................................................................................................................................III

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抗力、材料性能、作用与作用效应的符号........................................................................................2

4.2几何参数符号.........................................................................................................................................3

4.3计算系数符号.........................................................................................................................................3

5U型钢板桩型号分类及参数性能..................................................................................................................4

5.1U型钢板桩型号分类..............................................................................................................................4

5.2U型钢板桩参数性能..............................................................................................................................4

6钢板桩应用分类及特征.................................................................................................................................5

6.1钢板桩用途分类.....................................................................................................................................5

6.2钢板桩墙按支护方式分类.....................................................................................................................5

6.3钢板桩墙支护方式特征.........................................................................................................................5

7设计.................................................................................................................................................................6

7.1设计分类.................................................................................................................................................6

7.2悬臂式钢板桩施工设计.........................................................................................................................6

7.3单层拉锚式（内支撑式）钢板桩施工设计........................................................................................6

7.4多层拉锚式（内支撑式）钢板桩施工设计........................................................................................7

7.5双排钢板桩施工设计.............................................................................................................................7

8计算.................................................................................................................................................................7

8.1计算内容.................................................................................................................................................7

8.2水平荷载标准值计算.............................................................................................................................8

8.3嵌固深度计算.......................................................................................................................................12

8.4钢板桩强度验算...................................................................................................................................16

8.5稳定性验算...........................................................................................................................................16

8.6结构计算...............................................................................................................................................22

9施工...............................................................................................................................................................24

9.1施工计划...............................................................................................................................................24

9.2施工设备材料.......................................................................................................................................25

9.3打设.......................................................................................................................................................27

9.4打设时出现问题的对策.......................................................................................................................30

9.5拔出.......................................................................................................................................................31

I

DB42/T1035—2015

9.6安装附属结构.......................................................................................................................................32

9.7焊接.......................................................................................................................................................36

9.8止水.......................................................................................................................................................37

9.9腐蚀与防腐蚀.......................................................................................................................................37

10检查与验收.................................................................................................................................................38

附录A（资料性附录）打桩设备方法及特点.............................................................................................39

附录B（资料性附录）悬臂式钢板桩算例.................................................................................................40

附录C（资料性附录）拉锚式钢板桩算例.................................................................................................43

附录D（资料性附录）内支撑式钢板桩算例.............................................................................................48

附录E（资料性附录）双排钢板桩算例......................................................................................................53

II

DB42/T1035—2015

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准由武汉钢铁建工集团有限责任公司提出。

本标准由湖北省住房和城乡建设厅归口。

本标准主要起草单位：武汉钢铁建工集团有限责任公司，湖北省标准化研究院，湖北省土木建筑学

会。

本标准主要起草人：李钦华、陈桂波、陈云雄、高奕、邵正东、马贵龙、曾翔鸿、任安超、徐术坤、

邵璇、徐然、韩阳昱、刘福连、华振楠。

III

DB42/T1035—2015

热轧U型钢板桩技术规程

1范围

本标准规定了热轧U型钢板桩的型号分类及参数性能、钢板桩应用分类及特征、设计、计算、施工

和检查验收。

本标准适用于湖北省城市轨道交通、公路及市政道路、桥梁工程和堤防加固、截流围堰防渗止水工

程以及挡土墙、挡水墙、建筑基坑支护结构基础工程的应用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50017钢结构设计规范

GB50205钢结构工程施工质量验收规范

JGJ81建筑钢结构焊接技术规程

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

热轧U型钢板桩hotrolledU-sheetpile

通过热压延的方法制造，是由大钢坯或者扁钢坯在加热炉里加热到1250℃左右压延制成的。

3.2

围檩purlin

设置在钢板桩墙顶部以下传递支护结构与锚杆或内支撑支点力的钢梁。

3.3

锚杆bolt

以杆体、注浆固结体、锚具，套管所组成的一端与支护结构构件连接，另一端锚固在稳定岩土体内

的受拉杆件。

3.4

悬臂式钢板桩墙cantileversteelsheetpilewall

1

DB42/T1035—2015

采用钢板桩（墙）支护的基坑，坑底面以上无支点，仅依靠嵌入段的土抗力及钢板桩的抗弯刚度保

持平衡的支护方式。

3.5

拉锚式钢板桩墙tension-anchorsteelsheetpilewall

在钢板桩和锚碇间通过拉锚或者钢丝连接，嵌入段的土抗力及钢板桩的抗弯刚度与拉锚作为支撑点

使墙体稳定的支护方式。

3.6

双层式钢板桩墙doublesteelsheetpilewall

将钢板桩呈两排打入，中间通过拉锚连接，中间填埋优质砂土形成双层钢板桩墙，靠钢板桩入土部

分的被动土压力，中间填充砂土的抗剪以及钢板桩的抗弯刚度来共同抵抗外力的支护方式。

3.7

内支撑钢板桩墙internalbracedsteelsheetpilewall

钢板桩墙用型钢等水平撑来支撑的支护方式。

3.8

斜锚钢板桩墙支护方式inclinedcableanchorsteelsheetpilewallsupportingmethod

在钢板桩的背后倾斜打入钢锚桩，桩头与钢板桩顶部结合，通过钢板桩墙与钢锚桩共同作用来保持

稳定的支护方式。

3.9

高桩承台式钢板桩high-risepilecapsteelsheetpile

在钢板桩背后设置承台以减轻作用在钢板桩上的土压力的支护方式。

4符号

4.1抗力、材料性能、作用与作用效应的符号

c——土的黏聚力

——土的内摩擦角

eak——主动土压力强度标准值

epk——被动土压力强度标准值

σajk、σpjk——作用于深度zj处的竖向应力标准值

σγk——自重竖向应力

σ0k——地面均匀荷载时基坑外侧附加竖向应力标准值

σ1k——局部荷载作用时基坑外侧附加竖向应力标准值

Eak——主动土压力合力标准值

Epk——被动土压力合力标准值

Ema——锚桩后面所受主动土压力

2

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Emb——锚桩前面所受被动土压力

Ka——主动土压力系数

Kp——被动土压力系数

Mp——被动土压力对锚杆安装点的力矩

Ma——主动土压力对锚杆安装点的力矩

Mw——水压力对锚杆安装点的力矩

q——附加分布荷载

R’k，k——第k层锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值

RA——板桩拉锚位置处的反力

T——锚桩抗拔力

G——锚桩的质量

ΔGj——第j土条的自重

uj——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力

γ——土的重力密度、简称重度

γmj——深度zj以上土的加权平均天然重度

γm1、γm2——基坑外、内挡土构件底面以上土的重度

γw——水的重度

μ——锚桩基底与土的摩擦系数

4.2几何参数符号

bj——第j土条的宽度

D——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度

H——钢板桩的实际高度

ha、hp、Za、Zp——主动土压力、被动土压力的力臂

h——基坑深度

hd——嵌固深度设计值

hT1——支撑点至基坑底面的距离

hc1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离

hwa——基坑外侧水位深度;基坑外地下水位至土条滑弧面中点的垂直距离

hwp——基坑内侧水位深度；基坑内地下水位至土条滑弧面中点的垂直距离

L——锚桩至钢板桩的最小水平距离

l——锚桩地面以下的高度；锚桩地面以下的高度

lj——第j土条的滑弧段长度

αk——第k层锚杆的倾角

θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角

4.3计算系数符号

Kem──嵌固稳定安全系数

Ks──圆弧滑动整体稳定安全系数

KRL──以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定安全系数

Ks，i──第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值

Khe──抗隆起安全系数

Nc、Nq——承载力系数

3

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ψv──整体稳定验算计算系数

5U型钢板桩型号分类及参数性能

5.1U型钢板桩型号分类

U型钢板桩型号分类如图1所示。

图1U型钢板桩型号分类

5.2U型钢板桩参数性能

U型钢板桩参数性能见表1

表1U型钢板桩参数性

尺寸每块钢板桩壁宽每米

有效宽幅有效高度厚度截面积截面二截面单位净截面积截面二截面单位

型号

Wht次力矩系数重次力矩系数净重

mmmm㎜cm2cm4cm3kg/mcm2/mcm4/mcm3/mkg/m2

FSP-Ⅱ40010010.561.18124015248.0153.08740874120

FSP-III40012513.076.42222022360.0191.0168001340150

FSP-IV40017015.596.99467036276.1242.5386002270190

FSP-VL50020024.3133.87960520105267.6630003150210

FSP-VI50022527.6153.011400680120306.0860003820240

NSP-Ⅱw60013010.378.70211020361.8131.2130001000103

NSP-IIw60018013.4103.9522037681.6173.2324001800136

4

DB42/T1035—2015

表1U型钢板桩参数性（续）

NSP-IVw60021018.0135.38630539106225.5567002700177

6钢板桩应用分类及特征

6.1钢板桩用途分类

钢板桩墙按用途分为：

a)用于永久构造物包括：

1)驳岸、装卸码头；

2)护岸；

3)挡土墙；

4)防波堤；

5)导流堤；

6)系船桩；

7)船坞；

8)水闸，泄水道；

9)护坡脚、防局部冲刷、止水墙。

b)用于临时建造物包括：

1)支护；

2)临时护岸；

3)围堰；

4)临时筑岛。

6.2钢板桩墙按支护方式分类

钢板桩墙按支护方式分为：

a)悬臂式；

b)拉锚式分为：

1)锚锭板式；

2)锚锭钢板桩式；

3)直锚桩式；

4)组合锚桩式。

c)双层钢板桩式；

d)内支撑式；

e)斜锚式；

f)高桩承台式。

6.3钢板桩墙支护方式特征

6.3.1悬臂式支护方式特征包括：

a)适于较浅的护岸或者支护；

b)钢板桩的截面和入土深度大。

6.3.2拉锚式支护方式特征包括：

a)有锚固承力，钢板桩所需的截面比独立式钢板桩所需截面要小；

5

DB42/T1035—2015

b)设定锚固，钢板桩背后应有一定范围的作业空间。

6.3.3双层钢板桩式支护方式特征包括：

a)止水性很好，常用于围堰工程；

b)中间填充完成后的双层钢板桩墙在构造上可以站立，适用于导流堤，消波堤。

6.3.4内支撑式支护方式特征包括：

a)通过增加水平撑的层数，可以用于较深的挡土墙；

b)由于水平撑的缘故作业空间受到限制。

6.3.5斜锚桩式支护方式特征包括：

a)适用于背后场地狭窄的地方施工；

b)钢板桩顶部和锚桩头结合，对于波浪等的独立稳定性很好；

c)拔出力作用在锚桩上，桩长较长。

6.3.6高桩承台式支护方式特征包括：

a)高桩承台可以用作起重机的基础；

b)挡土墙很高，钢板桩的截面也可以很小；

c)与其他的钢板桩墙相比，施工比较复杂。

7设计

7.1设计分类

热轧U型钢板桩施工设计分为悬臂式钢板桩施工设计、拉锚式式钢板桩施工设计、内支撑式钢板桩

施工设计和双排钢板桩施工设计。其中拉锚式钢板桩和内支撑式钢板桩施工设计基本相同，统一为拉锚

式（内支撑式）钢板桩施工设计，分为单层拉锚式（内支撑式）钢板桩施工设计和多层拉锚式（内支撑

式）钢板桩施工设计。

7.2悬臂式钢板桩施工设计

悬臂式钢板桩施工设计包括：

a)确定设计条件；

b)钢板桩外力计算；

c)钢板桩嵌固深度计算；

d)计算最大弯矩；

e)钢板桩强度验算；

f)整体稳定性验算；

7.3单层拉锚式（内支撑式）钢板桩施工设计

拉锚式钢钢板桩施工设计包括：

a)确定设计条件；

b)钢板桩外力计算；

c)钢板桩嵌固深度计算；

d)锚杆拉力（内支撑反力）计算；

e)计算最大弯矩；

f)钢板桩强度验算；

g)整体稳定性验算；

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7.4多层拉锚式（内支撑式）钢板桩施工设计

多层拉锚式（内支撑式）钢板桩的施工设计包括：

a)确定设计条件；

b)外力计算；

c)确定拉锚（内支撑）层数及间距；

d)计算各拉锚（内支撑）反力；

e)钢板桩嵌固深度及总桩长计算；

f)钢板桩强度验算；

g)基坑底部的隆起验算；

h)拉锚（内支撑）结构受力计算；

i)整体稳定性验算。

7.5双排钢板桩施工设计

双排钢板桩施工设计包括：

a)确定设计条件；

b)钢板桩外力计算；

c)钢板桩嵌固深度计算；

d)拉杆内力计算及验算；

e)计算最大弯矩；

f)钢板桩强度验算；

g)堰体宽度计算；

h)整体稳定性验算。

8计算

8.1计算内容

8.1.1钢板桩支护结构设计时应进行下列极限状态计算

a)承载能力极限状态包括：

1)钢板桩支护结构因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承受荷载，或出现

压屈、局部失稳；

2)钢板桩支护结构及土体整体滑动；

3)坑底土体隆起而丧失稳定；

4)对钢板桩支护结构，坑底土体丧失嵌固能力而使支护结构推移或倾覆；

5)对拉锚式钢板桩，土体丧失对锚杆或土钉的锚固能力；

6)地下水渗流引起的土体渗透破坏。

b)正常使用极限状态包括：

1)造成基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移；

2)因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路

等损坏或影响其正常使用的土体变形；

3)影响主体地下结构正常施工的钢板桩支护结构位移；

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DB42/T1035—2015

4)影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。

8.2水平荷载标准值计算

8.2.1考虑因素

计算作用在钢板桩上的水平荷载时，应考虑下列因素：

a)岩土体的主动、被动土压力；

b)静水压力、渗流压力；

c)基坑周边施工材料、设备及道路车辆荷载；

d)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）；

e)冻胀、温度变化等产生的作用；

f)钢板桩作为永久性结构使用时，尚应考虑相关规定的荷载与作用及抗震要求。

8.2.2主动土压力标准值

eajk

8.2.2.1碎石土及砂土，当计算点位于地下水位以上时，主动土压力标准值按式（1）的规定计算,

eajk

如图2所示：

·························（1）

eajkajkKai2cikKai

8.2.2.2碎石土及砂土，当计算点位于地下水位以下时，主动土压力标准值按式（2）的规定计算，

eajk

如图2所示：

····（）

eajkajkKai2cikKai(zjhwa)(mjhwa)wakaiw2

式中：

第层土的主动土压力系数，可按本规程第8.2.5条规定计算；

Kai——i

作用于深度处的竖向应力标准值，可按本规程第8.2.4条规定计算；

ajk——zj

三轴试验（当有可靠经验时可采用直接剪切试验）确定的第层土固结不排水（快）剪粘

cik——i

聚力标准值；

计算点深度；

zj——

计算参数，当＜时，取，当≥时，取；

mj——zjhzjzjhh

基坑外侧水位深度；

hwa——

计算系数，当≤时，取1，当＞时，取零；

wa——hwahhwah

水的重度。

w——

8

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图2主动土压力标准值(水上及水下)计算简图

8.2.2.3粉土及粘性土时，主动土压力标准值eajk按式（3）计算：

·························（3）

eajkajkKai2cikKai

8.2.2.4当按以上规定计算的基坑开挖面以上主动土压力标准值小于零时，应取零。

8.2.3基坑内侧被动土压力标准值

epjk

8.2.3.1对于砂土及碎石土，基坑内侧被动土压力标准值epjk按式（4）计算，如图3所示：

·······（）

epjkpjk2cikKpi(zjhwp)(1Kpi)w4

式中

pjk——作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值，按本规程第8.2.4条计算；

Kpi——第i层土的被动土压力系数，应按本规程第8.2.5条规定计算；

hwp——基坑内侧水位深度。

8.2.3.2

对于粉土及粘性土，基坑内侧被动土压力标准值epjk按式（5）计算，如图3所示：

························（5）

epjkpjkKpi2cikKpi

9

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图3被动土压力标准值计算图

8.2.4竖向应力标准值

ajk

8.2.4.1基坑外侧竖向应力标准值ajk可按式（6）计算：

··························（）

ajkrk0k1k6

式中：

rk——自重竖向应力；

0k——地面均匀荷载时基坑外侧附加竖向应力标准值；

1k——局部荷载作用时基坑外侧附加竖向应力标准值。

z

8.2.4.2作用于基坑底面以下深度j处的竖向应力标准值pjk可按式（7）计算：

··································（）

pjkmjzj7

式中：

深度z以上土的加权平均天然重度。

mj——j

8.2.4.3自重竖向应力rk按式（8）计算：

··································（）

rkmhh8

10

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式中：

开挖面以上土的加权平均天然重度。

mh——

8.2.4.4当钢板桩外侧地面作用满布附加荷载q0时，如图4所示，基坑外侧任意深度附加

竖向应力标准值0k可按式（9）计算：

········································（）

0kq09

图4地面均匀荷载时基坑外侧附加竖向应力计算简图

bbq

8.2.4.5当距钢板桩1外侧，地表作用有宽度为0的条形附加荷载1时，如图5所示，基坑外侧深度

CD范围内的附加竖向应力标准值1k可按式（10）计算：

b

0································（）

1kq110

b02b1

11

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图5局部荷载作用时基坑外侧附加竖向应力计算简图

8.2.4.6上述基坑外侧附加荷载作用于地表以下一定深度时，将计算点深度相应下移，其

竖向应力也可按上述规定确定。

8.2.5第i层土的土压力系数

K

8.2.5.1第i层土的主动土压力系数ai应按式（11）计算：

Ktan2450ik······················（）

ai