DB42-T 2154-2023 基坑倾斜桩支护技术规程

ICS93.020CCSP22DB42湖北省住房和城乡建设厅湖北省市场监督管理局IDB42/T2154—2023前言 V 2规范性引用文件 3术语和定义 4符号 24.1作用和作用效应、抗力、材料性能 24.2几何参数 24.3计算系数 35基本规定 36设计 46.1一般规定 46.2勘察与环境调查要求 46.3结构选型 56.4水平作用荷载 66.5结构分析 86.6稳定性验算 6.7构造要求 6.8止水帷幕与桩间加固 7施工质量控制 7.1一般规定 7.2预制桩施工 7.3灌注桩施工 7.4土方开挖 7.5施工质量验收 8监测 8.1一般规定 8.2支护桩监测 条文说明 DB42/T2154—2023DB42/T2154—2023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，联系电话邮箱：djjc2012@126.com。VDB42/T2154—2023DB42/T2154—2023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。1DB42/T2154—2023基坑倾斜桩支护技术规程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。2DB42/T2154—20234符号4.1作用和作用效应、抗力、材料性能M——弯矩设计值；Mk——作用标准组合的弯矩值；V——剪力设计值；Vk——作用标准组合的剪力值；N——轴向拉力设计值或轴向压力设计值；Nk——作用标准组合的轴向拉力值或轴向压力值；Ck、C’k——计算深度处土的总应力、有效应力黏聚力标准值；φk、φ’k——计算深度处土的总应力、有效应力内摩擦角标准值；eaz、epz——深度z处的主动土压力、被动土压力强度标准值；Ea、Ep——主动土压力合力、被动土压力合力；k——含水层渗透系数；ka——主动土压力系数；kp——被动土压力系数；pwaz、pwpz——主动侧、被动侧深度z处的孔隙水压力；paz——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；ppz——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；q0——坡顶超载标准值；qz——深度z处的由于超载引起的竖向土压力标准值；pni——倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力；ps0——初始分布土反力；ks——侧摩阻力等效弹簧刚度；kn——斜桩法向弹簧刚度；kC——桩间土弹簧刚度；Es——桩间土体压缩模量；qj——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值；uj——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力；ΔGj——第j土条的自重，按天然重度计算；G——斜直交替桩的桩间土自重之和；j——第j土条滑弧面处土的黏聚力；φj——第j土条滑弧面处土的内摩擦角；yw——地下水重度；y'——土的浮重度；yi——计算深度以上第i层土层的重度；ym1——基坑外挡土构件底面以上土的重度的加权平均值；ym2——基坑内挡土构件底面以上土的重度的加权平均值；μ——土体泊松比。4.2几何参数θ——倾斜支护桩与竖直方向的夹角；3DB42/T2154—2023z——计算深度，主动区自地表起算，被动区自坑底起算；h——倾斜桩支护基坑的开挖深度；hi——计算深度以上第i层土层的厚度；n——主动侧或被动侧计算点以上的土层数；bj——第j土条的宽度；θj——第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角；lj——第j土条的滑弧段长度；hwa,j——基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离；hwp,j——基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离；D——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度；D1——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的土层厚度；Δh——基坑内外的水头差值；hwa、hwp——主、被动侧地下水位（头）埋深；d——桩体直径。4.3计算系数Y0——基坑工程重要性系数；kni——分布土反力计算点的倾斜桩的法向刚度系数；vnv——挡土构件在分布土反力计算点的水平位移值；khd——整体滑动稳定安全系数；klq——坑底抗隆起稳定安全系数；kty——坑底突涌抗力分项系数；kse——流土稳定性安全系数；kqf——嵌固（抗倾覆）安全系数；m——土的水平反力系数的比例系数；Ks,i——第j个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值；Nq、Nc——承载力系数；η——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。4DB42/T2154—20235.4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：M=1.25Y0Mk V=1.25Y0Vk N=1.25Y0Nk 式中：M——弯矩设计值（kN·m)；Mk——作用标准组合的弯矩值（kN·m)；V——剪力设计值（kN)；Vk——作用标准组合的剪力值（kN)；N——轴向拉力设计值或轴向压力设计值（kN)；Nk——作用标准组合的轴向拉力值或轴向压力值（kN)；Y0——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；5DB42/T2154—2023e)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321234变形控制效果优于单排倾斜桩，悬臂组合支护21234桩，顶部钢筋混凝土横梁连6DB42/T2154—2023表1各类支护结构的适用条件（续）注1：图中数字分别表示：1-坑底线，2-冠梁，3-倾斜桩，4-注2：倾斜桩支护结构适用于重要性等级为一级注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（48）计算（图10图1倾斜桩结构中的垂直桩土压力计算模型paz、ppz=式中：eaz、epz——深度z处的主、被动土压力标准值(kPa），eaz<0时取eaz=0；7DB42/T2154—2023qz——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q0应按DB42/T159相关要求执行；paz、ppz——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；pwaz、pwpz——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；ℎwa、ℎwp——主、被动侧地下水位（头）埋深；z——计算点的深度（m），主动侧自坑顶起算，被动侧自坑底起算；n——主动侧或被动侧计算点以上的土层数；yi、ℎi——计算深度以上第i层土层的天然重度和厚度；ka——主动土压力系数，ka=tan245°−φk2，土水分算时应采用有效应力参数φ’k计算；kp——被动土压力系数，kp=tan245°+φk2，土水分算时应采用有效应力参数φ’k计算；Ck、C’k——计算深度处土的总应力、有效应力黏聚力标准值（kPa）；φk、φ’k——计算深度处土的总应力、有效应力内摩擦角标准值(°)。注2：以下各章节中凡仅以c、φ表示者均应根据土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）：0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。8DB42/T2154—2023式中：θ——倾斜桩与竖直方向的夹角。向基坑内倾斜时，θ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2)对于水土分算的土层。eaz=paz∙ka+pwaz(1−ka) epz=ppz∙kp+pwpz(1−kp) 式中：pwaz、pwpz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（1617）计算：+2ηcosθcosφ[sin(φ-θ)-1]-2Kqcosθsinφ}式中：η——中间转化系数；C——土的黏聚力（kPa）；φ——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体应力应变本构模型模拟，桩端设置弹性支座，竖向弹性支座刚度系数宜按DB42/T159中相关要求执行。9DB42/T2154—2023azeazpni4eaz231eaz231a）单排倾斜桩计算模型b）斜直组合双排桩图3倾斜桩悬臂式支护结构弹性支点法计算模型6.5.3作用在倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力可按式（18）计算；土的法向刚度系数可按式（19）计算。土的反力系数的比例系数（m）宜通过水平荷载试验确定或按地区经验取值，当缺少经验时，第i土层的反力系数的比例系数可按式（20）计算：pni=knivni+ps0 kni=ξ2mi(z−ℎ) 式中：pni——倾斜桩嵌固端上的法向分布土反力（kPakni——倾斜桩的法向刚度系数（kN/m3vni——分布土反力计算点的倾斜桩沿法向位移值（mθ——倾斜桩与竖直方向的夹角(°);ps0——初始分布土反力（kPa)，对于倾斜桩嵌固端上的基坑内侧初始分布土反力，可按6.4.3式（9）或式（13）计算，但应将公式中eaz用ps0、paz用ppz、pwaz用pwpz代替，且不计（2ckami——土的水平反力系数的比例系数（MN/m4z——计算点距地面的深度（mh——基坑的开挖深度（mDB42/T2154—2023ck、φk——土的黏聚力标准值（kPa）、内摩擦角标准值(°);Δ——基坑底面处位移量（mm不大于10mm，按地区经验取值，无经验时可取10mm；ξ1——经验系数，一般黏土、砂性土取1.0；老黏土、中密以上砾卵石取1.8～2.0；淤泥、淤泥质土取0.6～0.8；ξ2——角度拟合经验系数。6.5.4采用斜直交替支护结构进行支护设计时，可采用下列方法进行结构分析（图4a)初步设计时，斜直交替桩支护结构可采用考虑桩土相互作用的弹塑性倾斜桩杆系有限元计算方法，力学计算模型如图4；b)桩周土对桩的侧摩阻力等效弹簧刚度按公式（22）计算，斜桩法向弹簧刚度按公式（23）计算，桩间土弹簧刚度按（24）计算，桩间土体对桩侧的初始压力按（25）～（26）计算。式中：kn=Apm(Z−ℎ) 式中：ks——侧摩阻力等效弹簧刚度（kN/m3kn——斜桩法向弹簧刚度（kN/m3kc——桩间土弹簧刚度（kN/m3Es——桩间土体压缩模量（kPaμ——土体泊松比；d——桩体直径，对于矩形截面采用周长等效为圆形截面（mAp——考虑斜桩倾角影响的水平地基反力系数的修正系数，实际工程应用中，桩身倾角为0°~10°时取0.85～1.0，桩身倾角为10°~20°时取0.65～0.85，桩身倾角为20°~30°时取0.6~0.65，土体强度小，斜桩倾角大时，折减系数取低值；Sy——直桩与斜桩间距（mβ——桩间弹簧刚度系数kc的折减系数，根据当地经验确定。不考虑折减时，β取1.0。当排桩内的桩间净距小、相邻桩之间可形成良好的土拱效应时，β取大于1.0的高值；当桩距大、桩间土松弛效应大时，β取小于1.0的低值；φm——基坑底面以上各土层按土层厚度加权的内摩擦角平均值(°);α——计算系数，当计算的α>1时，取α=1。其余符号定义与6.5.3相同。DB42/T2154—20233pp图4斜直交替倾斜桩支护结构弹性支点法计算模型6.5.5采用弹性抗力法计算时，倾斜桩支护结构嵌固段上的基坑内侧土反力应满足式（27）的要求，当不符合时，应增加倾斜桩的嵌固深度。式中：psk——挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反压力合力标准值（kN对于单排倾斜桩，可按6.5.3式（18）计算的分布土反力得出；对于斜直交替支护结构、斜直组合双排桩支护结构中的倾斜桩，可按6.5.4式（23）取刚度系数计算的分布土反力得出，垂直桩反力计算应按DB42/T159有关规定执行。Epk——挡土构件嵌固段上的被动土压力合力标准值（kN对于单排倾斜桩，通过按6.4.3式（9）或式（13）或采用图解法计算的被动土压力强度标准值；对于斜直交替桩支护结构、斜直组合双排桩支护结构中的垂直桩，通过按6.4.2式（5）或式（7）计算的被动土压力强度标准值。6.5.6倾斜桩的冠梁受力，可通过数值分析计算确定，桩与冠梁以及前后排桩应采用刚性连接，其抗弯、抗剪及抗扭等截面承载力和构造应符合GB50010的有关规定。倾斜桩支护结构桩身轴力进行正截面验算时，应考虑轴力和弯矩的耦合作用进行压弯或拉弯验算。6.5.7倾斜桩支护结构的冠梁抗冲切验算（图5应按（28）计算，参数取值应符合GB50007的有关规定。28）式中：Fl——冠梁上作用的最大冲切力（Nβℎp——截面高度影响系数；um——计算截面的周长（mmh0——截面的有效高度（mmη——影响系数，取1.25；ft——混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）。DB42/T2154—2023a）垂直桩图5冠梁抗冲切验算6.6稳定性验算6.6.1倾斜桩支护结构的嵌固深度应符合抗倾覆稳定性的要求，其中单排倾斜桩按式（29）计算、斜直交替支护结构或斜直组合双排桩支护结构按式（30）计算（图6）：式中：kqf——嵌固（抗倾覆）安全系数；基坑重要性等级为一级、二级、三级的支挡结构，kqf应分别不小于1.25、1.20、1.15；Ea、Ep——主动土压力合力、被动土压力合力的标准值（kN按6.4.2和6.4.3中相应的公式计算得到的主动土压力和被动土压力；Za、Zp——主动土压力合力、被动土压力合力作用点至倾斜桩底端的距离（mG——斜直交替桩的桩间土自重之和（kN当斜直桩的桩间距较大或桩间土为砂土时，应仅考虑开挖面以下桩间土体重度；ZG——斜直交替桩的桩间土的重心至倾斜桩桩底的水平距离（m）。DB42/T2154—20230000dhpz22EEEEG1Gdhpz22EEEEG1G GGa）单排倾斜桩受力图b）斜直交替支护结构受力图c）斜直组合双图6倾斜桩支护结构抗倾覆稳定性验算6.6.2倾斜桩支护结构应按下列规定进行整体稳定性验算：a)整体稳定性可采用圆弧滑动条分法进行验算；b)采用圆弧滑动条分法时，整体稳定性应符合式（31）、（32）的规定（图7）：式中：kℎd——整体滑动稳定安全系数；基坑重要性等级为一级、二级、三级的支挡结构，kℎd应分别不小Ks,i——第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值；抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定；cj、φj——第j土条滑弧面处土的黏聚力（kPa）、内摩擦角(°);bj——第j土条的宽度（mθj——第j条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);lj——第j土条的滑弧段长度(m)，取lj=bj/cosθj；qj——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值（kPa∆Gj——第j土条的自重（kN按天然重度计算；uj——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa基坑采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取uj=Ywℎwa,j，在基坑内侧，可取uj=Ywℎwp,j；在地下水位以上或对地下水位以下的黏性土，取uj=0；Yw——地下水重度（kN/m3ℎwa,j——基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离（mℎwp,j——基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离（m）。DB42/T2154—2023h b1h b1hhh1b23hh41b23hh4h2h412h41图7圆弧滑动条分法整体稳定性验算6.6.3倾斜桩支护结构的嵌固深度应符合下列坑底隆起稳定性要求：a)支挡结构的嵌固深度应符合式（33）～（35）的规定（图8）：DB42/T2154—2023hhD hD a）挡土构件底端平面下土抗隆起稳定性验算b）软弱下图8抗隆起稳定性验算34）式中：klq——坑底抗隆起安全系数；klq不应小于1.8；ym1——基坑外挡土构件底面以上土的重度（kN/m3对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土取浮重度；对多层土取各层土按厚度加权的平均重度；ym2——基坑内挡土构件底面以上土的重度（kN/m3对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土取浮重度；对多层土取各层土按厚度加权的平均重度；D——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度（mℎ——基坑深度（mq0——坡顶超载标准值（kPaNq、Nc——承载力系数；c、φ——倾斜桩桩底面以下土的黏聚力（kPa）、内摩擦角(°)。b)当挡土构件底面以下有软弱下卧层时，挡土构件底面土的抗隆起稳定性验算应涵盖软弱下卧层，式（33）中的ym1、ym2应取软弱下卧层顶面以上土的重度（图8b），D应取基坑底面至软弱下卧层顶面的土层厚度。6.6.4基坑采用悬挂式截水帷幕或坑底以下存在水头高于坑底的承压含水层时，应进行地下水渗透稳定性验算并应符合下列规定：a)坑底以下有水头高于坑底的承压水含水层，且未用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时，承压水作用下的坑底突涌稳定性应符合式（36）的规定（图9）：DB42/T2154—202331h2D54图9坑底土体的突涌稳定性验算式中：kty——抗坑底突涌安全系数，对于大面积开挖基坑，kty不应小于1.2；D——承压含水层顶面至坑底的土层厚度（mY——承压含水层顶面至坑底土层的天然重度（kN/m3对成层土，取按土层厚度加权的平均天然重度；∆ℎ——基坑内外的水头差（mb)采用倾斜搅拌桩作为止水帷幕时，桩后渗流路径长度沿桩身取值，桩前渗流路径长度取垂直高度，对均质含水层，地下水渗流的流土稳定性应符合式（37）的规定（图10）：式中：kse——流土稳定性安全系数；kse不应小于1.5；D——截水帷幕底面至坑底的土层厚度（mD1——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的土层厚度（mY'——土的浮重度（kN/m3）。c)对渗透系数不同的非均质含水层，宜采用数值方法进行渗流稳定性分析，若坑底以下为级配不连续的不均匀砂土、碎石土含水层时，应进行土的管涌可能性判别。DB42/T2154—202344D2D1D2D13DhD1155662 2 3ha）潜水图10采用悬挂式帷幕截水时的流土稳定性验算6.6.5挡土构件的嵌固深度除应满足6.6.1～6.6.5的规定外，在土层中，当计算确定的嵌入深度小于0.5ℎ时，应取0.5ℎ(ℎ为计算开挖深度）。6.7构造要求6.7.1倾斜桩支护结构的桩体入土深度应根据稳定与变形计算要求确定。6.7.2倾斜桩的桩轴线与铅垂线所夹角度不宜大于30°,桩间距不宜大于3倍桩径或桩边长。6.7.3斜直组合双排桩支护结构应满足如下要求：a)前后排桩桩顶间距宜为2.5d～5d（d为桩径或桩宽），每一排内桩的净距不宜大于1m，且内排桩之间要采取防止土体塌落的措施；b)双排桩桩顶应分别设置冠梁，两排冠梁间应设置连梁或厚板连接前、后排支护桩，并应保证前、后两排桩与连梁刚接连接；c)前、后排桩应分别与桩顶冠梁采用刚性连接。6.7.4对倾斜灌注桩支护结构，应满足下列规定：a)桩的直径宜采用500mm～1200mm；b)倾斜桩支护结构顶部应设置冠梁，钢筋混凝土冠梁宜沿基坑周边形成封闭圈，冠梁外包宽度不小于0.4倍桩径，高度不宜小于桩截面高度或桩径的0.8倍，且不宜小于600mm，每侧配筋率不宜小于0.3%。灌注桩身混凝土应伸入冠梁底面以上100mm，桩主筋伸入冠梁不少于30d（d为钢筋直径）。桩的其它配筋应符合GB50010的相关规定。冠梁不能形成封闭圈时，应在其端部采取加强稳定的结构措施；c)桩与桩之间可视情况采用砖拱、喷射混凝土、水泥土桩等封闭措施，防止管涌和流土，并应采取有效措施疏导地下水，减轻支护桩承受的水压力；d)倾斜灌注桩的配筋应符合下列要求：DB42/T2154—20231)应按钢筋混凝土受弯构件计算和配筋，弯矩设计值按5.5条确定；2)桩的混凝土强度等级不宜低于C25，水下混凝土强度等级不宜低于C30；3)箍筋按计算剪力确定，并满足构造要求。6.7.5对倾斜预制桩支护结构，应满足下列规定：a)桩顶嵌入冠梁长度应符合强度要求且不小于200mm，管桩顶中空部分3000mm长度范围内采用混凝土灌芯；b)有预制桩区域，对桩顶，应在冠梁两侧外扩支护桩顶部分别贴近支护桩各设置一道通长暗梁，暗梁应设置通长纵筋及闭合箍筋；c)无预制桩区域，应对整个冠梁设置闭合箍筋，且闭合箍筋应与通长暗梁钢筋形成冠梁整体钢d)支护桩顶两侧暗梁纵筋及箍筋设置，应确保暗梁配筋对支护桩有足够约束；对冠梁位于支护桩间设置闭合箍筋区域，应确保闭合箍筋与暗梁钢筋形成受力体系满足桩顶传力要求；e)冠梁在桩顶以上留设厚度应满足冠梁对支护桩抗冲切安全要求；f)冠梁与支护桩间应设置足够措施，确保冠梁对受压桩抗剪切安全，确保受拉桩不与冠梁脱离。6.7.6倾斜桩支护结构的构造除应符合上述规定外，尚应符合DB42/T159的有关规定。6.8止水帷幕与桩间加固6.8.1基坑工程倾斜桩支护止水帷幕方法应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等，选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷桩或摆喷注浆帷幕、搅拌-喷射注浆帷幕等，地下水控制设计及施工应符合DB42/T159的有关规定。6.8.2当计算时考虑开挖面以上桩间土体作用时，应采用土坡面挂网喷浆护坡措施。倾斜桩桩间可采用倾斜搅拌桩或其它与倾斜桩进行整体咬合的注浆体加固。6.8.3当周边环境条件对倾斜桩支护结构变形控制有较高要求时，应对桩间软土进行加固。加固工艺可采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩。当采用水泥土搅拌桩时，为保证加固土体与支护桩良好接触，宜先行施工水泥土搅拌桩，后施工排桩。7施工质量控制7.1一般规定7.1.1倾斜桩支护结构可采用预制桩、灌注桩、钢管桩等材质结构，倾斜灌注桩支护结构主要适用于包括软弱土层、老黏土在内的多种土质，倾斜预制桩支护结构主要适用于填土、淤泥质土、黏性土、粉土、粉砂层等多种土质，在岩层、卵砾石等坚硬地层中应结合成桩的可行性选择支护结构类型。7.1.2倾斜桩支护结构中垂直桩、倾斜桩的施工顺序应结合试成桩确定，在施工过程中，如发现地质条件、工程条件、场地条件与勘察、设计不符，周边环境出现异常等情况应及时会同勘察单位、设计单位处理。7.1.3倾斜桩支护结构施工机具或设备工作半径与周围建筑物须保持安全距离，应当充分考虑施工过程中设备或桩体倾斜角度所引起的空间位置变化。7.1.4施工单位在开工前应熟悉工程图纸和岩土工程勘察资料，踏勘施工现场，并组织有关人员进行设计交底。此外，应编制施工组织设计书，并应符合GB50502的有关规定。7.2预制桩施工7.2.1倾斜预制桩施工不能影响附近建（构）筑物的正常使用和安全，宜采取有效的隔振、防侧向挤DB42/T2154—2023土等措施。7.2.2施工机械应结合场地周围环境、土质条件、施工工艺和桩型要求等综合选取，可采用静压或锤击等成桩工艺，施工前应校正设备施工角度等参数。7.2.3倾斜预制桩桩型和成桩工艺应根据土层性质、地下水条件及基坑周边环境要求等，按安全、适用、经济、合理的原则选择，当支护桩施工影响范围内存在对地基变形敏感、结构性能差的建筑物或地下管线时，不应采用挤土效应严重、易塌孔、易缩径或有较大振动的桩型和施工工艺。7.2.4当倾斜预制桩采用静压法沉桩时，应符合下列规定：a)施工前应依据定位控制点引测定位轴线，经验收后进行倾斜桩桩位放线，并考虑场地标高对桩位的影响，桩位经检查无误后方能进行压桩施工；b)沉桩应根据支护设计图纸结合现场实际情况划分施工区段，合理安排沉桩的先后次序，以控制挤土效应；c)沉桩前应测量桩的设计角度并检查桩头质量，合格后方可施工，沉桩过程中应校核桩身倾斜角度符合设计要求；d)送桩应采用专用钢质送桩器，不应将工程桩用作送桩器；e)对正桩位，夹持器抱紧，设备调平后，调整桩身垂直度及倾斜角度满足设计要求后压入。7.2.5倾斜预制桩终压条件应为有效桩长和桩顶标高满足设计要求，施工质量控制应符合下列规定：a)施工桩位偏差应控制在50mm以内；b)桩顶标高的允许偏差应为-50mm～+100mm；c)环境保护要求较高时，应控制日压桩量。7.2.6倾斜桩静压压桩过程中出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，并分析原因，采取相应措施：a)压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符；b)桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层，实际能够压入的桩长与设计桩长相差较大；c)出现异常响声，压桩机械工作状态出现异常；d)桩身出现纵向裂缝或桩头混凝土出现剥落等异常现象；e)桩身夹持机具打滑；f)压桩机下陷严重不能保证桩身垂直度。7.2.7倾斜预制桩接桩与连接应符合下列规定：a)预制桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5m～1.0m，桩的连接可采用端板焊接或机械连接；b)下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位，接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm；c)预制桩采用端板焊接方法连接时，应符合下列规定：1)桩对接前，上下端板表面应用铁刷清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽，上下节桩之间的间隙，应用钢板填实焊牢；2)接桩焊接应符合GB50661的有关规定；3)焊接材料的型号、质量应符合设计要求并附有出厂合格证书；4)预制桩焊接时宜先在坡口周围每边对称点焊2点～3点，待上下节桩固定后再分层施焊，施焊应由两个焊工对称焊接；5)预制桩焊接层数不应少于三层，内层焊应清理干净后方能进行外一层施焊。焊缝应饱满连续，不应有任何裂缝或缺焊等。接桩焊接质量应符合GB50205规定的三级焊缝的要求；6)预制桩应在焊接好的接头自然冷却后方可继续沉桩，静压沉桩冷却时间应不少于6分钟，不应用水冷却或焊好立即沉桩施工；7)预制桩采用机械连接时，接头性能应符合现行相关标准的规定并满足设计的具体要求。DB42/T2154—20237.2.8支护桩桩顶锚入冠梁长度应满足设计要求。锚入冠梁部分桩身应清理干净，以保证桩身与冠梁混凝土之间具有良好的粘结性。7.2.9开挖至冠梁底标高后，应及时施作垫层，垫层宽度每侧应超出冠梁宽度100mm。7.2.10冠梁钢筋安装时，支护桩桩体两侧箍筋及桩之间空隙的箍筋应满足设计要求。7.2.11倾斜预制桩中心孔洞宜采用铁皮封堵，以防止浇筑冠梁时混凝土进入孔洞内。7.2.12预制桩进场后，应对预制桩的规格、型号、尺寸及偏差、外观质量及桩身破坏情况等进行全面检查，不符合要求的桩禁止使用。7.2.13预制桩起吊、运输和堆放应符合设计及安全操作规程的要求。7.2.14预制桩不宜截桩，当遇特殊情况确需截桩时，应采取有效措施确保截桩后倾斜桩的质量，截桩后，桩顶应表面平整，无缺棱掉角现象。截桩应采用锯桩器，不应采用大锤敲击截桩或强行扳拉截桩。7.2.15基坑监测需安装测斜管时，测斜管放置在预制桩中心孔洞内，采用细砂将其余孔隙填实，以保证测斜管与桩身变形同步。7.3灌注桩施工7.3.1倾斜灌注桩桩型和成桩工艺应根据土层性质、地下水条件及基坑周边环境要求等，按安全、适用、经济、合理的原则选择，当支护桩施工影响范围内存在对地基变形敏感、结构性能差的建筑物或地下管线时，不应采用挤土效应严重、易塌孔、易缩径或有较大振动的桩型和施工工艺。7.3.2根据地层的可钻性、自稳性及地下水情况，倾斜灌注桩施工可采用干作业成孔、泥浆护壁成孔或全套管成孔钻进等施工工艺，施工前应进行试成孔，试成孔数量应根据工程规模和施工地质条件特点确定，且不少于2个。7.3.3倾斜灌注桩支护结构施工前，应根据设计倾斜角结合下返深度及设备高度分别计算桩位线、入土线及对位线。桩位复核无误后，施工设备方可按顺序施工。7.3.4采用旋挖机结合全套管全回转钻机进行成桩作业时，宜符合下列要求：a)采用全套管全回转钻机配合旋挖钻机施工，利用全套管全回转钻机护壁、旋挖钻机取土，全套管不断跟进旋挖取土，直至成孔；b)按倾斜灌注桩设计倾角，修建混凝土斜向导向垫层，使全套管全回转钻机形成设计倾角，斜向形成套管护壁，旋挖钻机斜向套管内取土；c)在力学性质好、地层坚硬的土层中，全回转全套管钻机宜采用短套管，旋挖钻机采用短钻杆取土，提高套管内旋挖钻机取土频率，降低套管回转阻力；d)在力学性质差或软弱的土层中，全回转全套管钻机宜采用长套管，旋挖钻机采用长钻杆取土，以减少套管加节次数及钻杆伸缩次数，提高取土效率。7.3.5灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊放宜符合下列规定：a)钢筋笼主筋连接应采用焊接或机械连接，焊接或机械连接接头的类型和质量应符合国家现行有关规定；b)位于同一连接区段内的主筋连接接头面积百分率不应大于50%，且应间隔布置；c)钢筋笼宜采取一定的构造措施，并应对相应构造措施的有效性进行检验，防止下放过程中产生卡、挂现象。7.3.6倾斜灌注桩施工应间隔跳钻成孔。在刚浇筑完桩身混凝土的邻桩旁钻进时，其安全距离不小于4D（D为桩径），或最短时间间隔不应小于36h。7.3.7倾斜灌注桩施工过程中，禁止施工设备碾压桩头；基坑开挖应在桩身混凝土龄期满28d后进行。7.3.8除有特殊要求外，倾斜灌注桩成孔施工的允许偏差应符合下列规定：a)桩位允许偏差应为50mm；b)桩顶标高的允许偏差应为-50mm～+100mm；DB42/T2154—2023c)倾斜角度允许偏差应为±1°;d)桩身曲直度允许偏差应为1%；e)桩底沉渣厚度不大于100mm。7.3.9倾斜灌注桩施工质量控制应满足下列要求：a)施工过程中应采用观察、现场检查，或测量、试验等手段进行监控，并认真填写钻孔原始记录；b)关键工序质量控制点的设置、控制标准、控制措施与自检方法应符合相关要求；c)工序交接控制：上道工序完成后，应经自检、专检合格，再经监理或业主签字认可后，才能进入下道工序施工，并认真填写各项记录；d)成桩质量控制主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安装、混凝土拌制及灌注等工序过程；e)如在质量控制过程中发现问题，应及时分析原因，并采取防治措施。7.3.10当倾斜灌注桩位邻近的既有建筑物、地下管线、地下构筑物对地基变形敏感时，应根据其位置、类型、材料特性、使用状况等采取下列相应控制地基变形或成桩质量的措施：a)倾斜灌注桩宜采用间隔成桩的施工顺序；对于混凝土灌注桩，混凝土终凝后，再进行相邻桩的成桩施工；b)对于松散或稍密的砂土、粉土、软土等易坍塌或流动的软弱土层，应根据成桩工艺不同采取相应的改进措施，保证成孔质量，以防塌孔；c)当成孔过程中遇到不明障碍物时，应查明其性质，且在不会危害既有建筑物、地下管线、地下构筑物的情况下方可继续施工。7.3.11倾斜灌注桩成桩质量检验应按下列方法进行：a)孔位检查：在埋标、安装钻机、开钻时，逐步检查，发现偏差及时纠正；b)孔径检查：采用检孔器或超声波孔壁检测仪检查；c)角度检验：根据地层及施工情况采用陀螺测斜仪或井斜仪检查；d)孔底沉渣：采用检测仪或特制测锤量测；e)孔深检验：宜采用钻杆量测；f)以上检验结果应逐项记入成孔质量检验表。7.3.12倾斜灌注桩质量检测应符合下列要求：a)宜采用低应变动测法或基桩无损检测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的30%，且不应少于10根；b)当根据低应变动测法或基桩无损检测法判定的桩身完整性为Ⅲ类时，应采用钻芯法进行验证，并应扩大低应变动测法检测的数量。7.4土方开挖7.4.1土方开挖前，应根据工程的结构形式、基坑开挖设计深度、地质条件、气候条件、周围环境、设计工况、施工方法和施工工期等有关资料，编制土方开挖方案。7.4.2土方开挖应符合下列规定：a)当支护结构构件强度达到开挖阶段的设计强度时，方可向下开挖；b)应按分层、分段、对称、均衡、适时的原则开挖；c)设有隔渗、降水系统、基坑土体加固的基坑必须在支护结构、隔渗结构和土体加固的强度达到设计要求，降水系统运行正常，满足施工要求后，方可进行基坑开挖；d)基坑周边的施工荷载不应超过支护设计规定的荷载值；基坑开挖的土方不应在邻近建筑及基坑周边影响范围内堆放，并及时外运；DB42/T2154—2023e)开挖时，挖土机械不应碰撞支护结构、降水运行系统、测量标志和监测元件，不应损伤隔渗帷幕和碰撞、拖动工程桩。7.4.3基坑周边施工材料、设施或车辆荷载不应超过设计要求的地面荷载值。7.4.4基坑开挖和支护结构使用期内，应按下列要求对基坑进行维护：a)基坑开挖过程中必须做好基坑内外的截排水措施；排水沟、集水井应采取防渗措施；b)基坑周边地面应作硬化或防渗处理；c)基坑周边的施工用水应有排放系统，确保水不应渗入土体内；d)当坑体渗水、积水或有渗流时，应及时进行疏导、排泄、截断水源；e)开挖至坑底后，应及时进行混凝土垫层和主体地下结构施工；f)基坑回填应排除积水，清除虚土和建筑垃圾，填土应按设计要求选料，分层填筑压实，对称进行，且压实系数满足设计要求。7.4.5当基坑开挖范围内分布有粉土、砂土时，宜及时对暴露面进行喷射混凝土保护。7.4.6在软土地基基坑中开挖时，应合理安排开挖顺序，分层平衡开挖，并符合基坑专项施工方案的要求，不应因开挖造成桩体位移或损伤。基坑施工时，应专人指挥，挖掘机具不应碰撞桩体。7.4.7基坑开挖过程中应坚持信息化施工，并注意信息的反馈资料，以便及时指导开挖工程。遇有异常情况时，应及时调整施工措施，针对应对基坑危险部位采取回填反压，坡顶卸载、临时支撑等应急措施，危险消除后，方可继续施工。7.5施工质量验收7.5.1基坑工程倾斜桩支护结构施工及质量检验应符合JGJ94及GB50202相对应的有关规定。7.5.2基坑工程施工中使用的原材料及半成品，应遵照有关施工质量验收标准进行检验。7.5.3倾斜支护结构施工过程中宜检测或检查：a)桩位偏差的检测；b)桩顶标高的检测；c)桩身垂直度或倾斜角度的检测；d)施工机具的检查；e)桩身裂缝监控；f)桩接头施工质量检测；g)施工记录的监督和检查；h)施工对周边环境影响的监测。7.5.4采用倾斜桩支护结构的基坑工程应按照GB50300、GB50202有关规定执行，进行质量验收。基坑工程验收应按分部工程进行，验收时应提供以下资料：a)设计文件、图纸会审记录、技术交底资料和设计变更文件；b)工程测量、定位放线记录；c)施工组织设计及专项施工方案；d)检测与检验报告；e)隐蔽工程验收资料；f)施工记录、事故处理记录及施工单位自查评定报告；g)竣工图；h)监测资料；i)其它有关资料。DB42/T2154—20238监测8.1一般规定8.1.1倾斜桩支护结构基坑均应实施监测，监测应包括倾斜桩支护结构体系监测和周边环境监测。应根据基坑重要性等级和倾斜桩支护结构体系类型针对性监测。8.1.2监测项目的选择和标准及监控报警值，应符合GB50497和DB42/T159的有关规定。8.1.3基坑工程施工前，应依据设计及相关规范要求编制监测方案。8.1.4当采用斜直交替或斜直组合双排桩支护结构时，宜注意倾斜桩与垂直直桩之间冠梁的扭转变形；宜监测桩与冠梁连结处的裂缝。8.1.5监测点的布置应满足下列规定：a)应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共用点，监测点宜设置在冠梁顶部；b)倾斜桩支护结构或土体深层水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为20m～50m，每边监测点数目不应少于1个；c)倾斜桩支护结构内力监测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位，监测点数量和水平间距视具体情况而定。竖直方向监测点应布置在弯矩极值处，竖向间距宜为2m～4m。8.1.6倾斜桩支护结构基坑周边环境监测宜包括下列内容：a)基坑外水位及孔隙水压力监测；b)土体深层侧向变形及分层竖向位移；c)地表竖向位移及基坑外侧地表裂缝；d)邻近建筑物、构筑物、道路、管线等设施的竖向位移、水平位移、倾斜、裂缝等。8.1.7当出现下列情况时，应提高监测频率，并及时通知有关部门研究解决：a)监测达到预警值；b)监测值变化较大或速率加快；c)存在勘察未发现的不良地质状况；d)违反设计工况施工；e)基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；f)基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；g)支护结构出现开裂；h)邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；i)基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流砂等现象；j)出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况。8.1.8监测结果异常时，应及时停止作业，撤离人员，待险情排除后方可恢复施工。8.2支护桩监测8.2.1监测支护桩全长水平位移时，应在桩身内部设置测斜管，并同时在该桩桩顶监测水平位移。应以桩顶水平位移为基准，根据测试结果推算桩身水平位移。不应假定桩底水平位移为零，并以之为基准推算桩身水平位移。8.2.2采用斜直交替或斜直组合双排桩支护结构时，应在同一个断面或相邻桩监测垂直桩和倾斜桩的侧移。8.2.3监测倾斜桩支护结构轴力和弯矩时，宜进行全长弯矩监测，或监测桩身弯矩与轴力最大位置。应及时计算混凝土受拉应力，不应超过混凝土开裂值。DB42/T2154—20238.2.4当采用倾斜桩支护结构时，尤其是桩倾斜角度超过15°时，应注意检查基坑内壁相邻桩间土体变形；土体或喷射混凝土护面出现裂缝、脱落、向基坑内侧挤出时，应及时通知有关部门研究解决。8.2.5倾斜桩支护结构体系监测宜包括下列内容：a)冠梁顶部水平位移和竖向位移；b)桩身全长水平位移；c)桩身轴力与弯矩；d)桩顶竖向位移；e)基坑外地面沉降；f)桩身、冠梁裂缝；g)基坑外土体侧向变形；h)坑底隆起（回弹）变形；i)软土中开挖桩间土挤出变形。DB42/T2154—2023湖北省地方标准条文说明DB42/T2154—2023目前，复杂基坑大量采用排桩或地下连续墙加内支撑支护结构，内支撑的施工和拆除往往带来工期长、造价高、施工难、环境不友好等不利影响。基坑工程倾斜桩支护技术利用倾斜桩悬臂或倾斜桩与垂直桩组合，与桩间土体连接成整体受力体，既保障基坑安全，同时实现坑内大空间开挖，兼具安全、高效、经济、环保的优势，符合绿色建筑发展趋势，在国内天津、上海、湖北等地区均有案例。本条文明确了基坑工程倾斜桩支护结构的适用范围，该技术已在湖北多项试点工程中成功应用。对于不同土层和开挖深度的基坑，采用单排倾斜桩、斜直交替支护结构、斜直组合双排桩支护结构，均取得较好的支护效果，基坑工程倾斜桩支护技术体现出较高的变形控制能力和较快的施工速度。基坑工程倾斜桩支护结构可灵活组合多种形式，应根据地层条件、基坑开挖深度、周边环境要求等因素选择适当的支护形式。基坑工程设计与施工密切相关，并含有一定的经验性，应当充分重视以往经验，尤其在新的地区更应加强施工检测和监测，保障基坑工程安全。基坑工程涉及勘察、设计、施工、检测和监测等专业，又涉及建筑、市政、港口、水利工程等相关专业，因此除遵守本规程的要求外，还应符合相关的国家、行业和地方标准的有关规定。2规范性引用文件（无说明）3术语和定义（无说明）4符号（无说明）5基本规定5.2基坑工程倾斜桩支护结构有效使用年限应符合DB42/T159的有关规定。5.6对重要性等级为一、二级基坑的支护结构应进行结构变形和基坑位移的计算。计算时宜采用能考虑土体与结构相互作用的方法，如有限单元法、“m”法，并应采用工程地质类比法，参照类似条件工程的实测资料判断计算结果的可靠性。6设计6.1一般规定6.1.2有限元分析方法是岩土工程中先进的计算方法，是岩土工程计算方法的发展方向，但需要可靠的理论依据和试验参数。目前，将该类方法对支护结构计算分析的结果直接用于工程设计中尚未大规模推广，仅能在已有成熟方法计算分析结果的基础上用于分析比较，不能滥用。使用该方法的前提是要有足够专业知识和经验。在进行有限元计算时，土体本构模型以及相应参数的选择对于有限元计算结果的合理性与准确性非常重要。由于基坑工程是个开挖卸荷问题，小应变硬化模型（HSS）可以更好的考虑土体卸荷模量远大于加载模量的特性，可以同时考虑剪切硬化和压缩硬化，可以考虑剪切模量在微小应变范围内随应变衰减的行为。因此对于基坑工程具有较好的适用性，计算结果能给出更为合理的墙体变形及墙后土体变形，推荐在进行有限元分析时采用HSS模型，模型参数应根据相关室内模型试验获取。6.2勘察与环境调查要求DB42/T2154—20236.2.1基坑工程倾斜桩支护结构的岩土工程勘察通常在建筑物岩土工程勘察过程中一并进行，勘察的重点部位是基坑外对支护结构和周边环境有影响的范围，而主体建筑的勘察孔通常只需布置在基坑范围以内。有条件的场地应按本条要求增设勘察孔，当建筑物岩土工程勘察不能满足基坑倾斜桩及其组合结构支护设计施工要求时应进行补充勘察。6.2.2基坑周边环境条件是倾斜桩及其组合结构支护结构设计的重要依据之一。城市内的新建建筑物周围通常存在既有建筑物、各种市政地下管线、道路等，而基坑倾斜桩及其组合结构支护的作用主要是保护其周边环境不受损害。同时，基坑周边既有建筑物荷载会增加作用在支护结构上的荷载，支护结构的施工也需要考虑周边建筑物地下室、地下管线、地下构筑物等的影响。实际工程中因对基坑周边环境因素缺乏准确了解或忽视而造成的工程事故经常发生，为了使基坑倾斜桩及其组合结构支护设计具有针对性，应查明基坑周边环境条件，并按这些环境条件进行设计，施工时应防止对其造成损坏。6.3结构选型6.3.1在本规程中，倾斜桩结构是由倾斜式挡土构件和冠梁组成的支护结构体系的总称。其结构类型包括：单排倾斜桩，斜直交替支护结构，斜直组合双排桩支护结构等，另外还有“人字型”支护结构，“个字型”支护结构等。倾斜桩支护结构的具体形式应根据本规程6.3.2中的选型因素和适用条件选择。斜直交替支护结构（内斜/竖直组合）为单排倾斜桩与垂直桩组合而成的复合式结构，一般在桩顶设置冠梁以连接直桩和斜桩。斜直交替支护结构中，倾斜桩可借助自身的桩身摩擦力和桩底支承力提供很好的支撑作用，阻止桩顶位移的发展。直桩可借助自身的桩身摩擦力阻止结构向基坑内倾覆。相比于垂直桩与单排倾斜桩，斜直交替支护结构有利于控制水平变形，挡土构件内力分布均匀，当基坑较深或基坑周边环境对支护结构位移的要求严格时，常采用这种结构形式。斜直交替支护结构中倾斜桩和直桩“人字型桩”是由向基坑内部和外部的斜桩组合而成的支护结构。“人字型桩”的水平变形可以比斜直交替桩更小，适用的基坑深度较其他倾斜桩结构更大，但占用的场地也较大，当不适合采用其他支护结构形式且在场地条件及基坑深度均满足要求的情况下，可采用“人字型桩”结构。在控制桩顶最大水平位移方面，相同桩长的外斜/竖直组合，内斜/竖直组合，“人字型桩”，“个字型”桩的桩顶最大位移依次减小。纯斜桩的桩身最大位移较小，外斜/竖直组合，内斜/竖直组合，“人字型”桩，“个字型”桩由于顶部冠梁的存在，桩身最大弯矩相比纯斜桩偏大，但也较竖直悬臂桩减小50%。倾斜桩支护结构可采用不同桩型，包括预制桩，灌注桩，型钢等。当施工区域内存在较厚砂层或易垮塌土层时，可采用倾斜搅拌桩中插入预制桩或型钢的构造方法，此时斜搅拌桩可承担止水帷幕的作用。模型试验和工程实测结果表明，相同情况下，倾斜10°~20°的悬臂支护桩，桩顶最大水平位移仅相当于竖直悬臂支护桩的25%～60%。当垂直桩与倾斜20°的倾斜桩形成“斜-直交替布置”的支护形式时，桩顶最大水平位移仅相当于竖直悬臂支护桩的20%～35%。变形和内力进一步减小。斜直交替支护结构的工作机理主要包括刚架效应，斜撑效应，重力效应和减隆效应。斜直交替支护结构通过桩顶冠梁的连接，形成一个共同抵抗土体变形的刚架体系。桩体与冠梁间不能发生相对转动，从而产生一定的桩顶初始弯矩。在此三角形刚架支护体系中，斜桩倾斜一定角度后，相较于直桩减小了自身的桩身受力，并且增强了抗倾覆稳定性，具有更强的抵御桩后土体变形的支护能力，而倾斜桩对于直桩也起到了一定的支撑作用，从而进一步控制直桩的变形。在整个支护体系中，倾斜桩对直桩起到斜撑的作用，而倾斜桩侧摩阻力的约束正是传递此支撑力的关键因素。因此，倾斜桩侧摩阻力的发挥可以提高支护体系的整体稳定性和抗变形能力。此种作用称之为斜撑效应。对于土质条件一般的软土基坑，可采用被动区加固的方法。将倾斜桩桩底插入被动区加固土体中，可以有效提升斜直交替支护结构在软土地基中的支护效果。相对于未加固情况，桩顶水平位移下降幅度可超过25%。DB42/T2154—2023通过在斜桩与直桩桩间预留的一定质量的土体，该部分土重会起到一个抗倾覆的作用，提升支护结构整体的抗变形能力，此种作用称之为重力效应。桩间土的存在会给坑内被动区土体提供更大的竖向力，此竖向力与坑内土体隆起变形方向相反，进而限制坑内隆起与坑外沉降变形，从而减小基坑的整体变形，提高支护结构的整体稳定性。刚架效应与斜撑效应在控制桩身与土体变形的作用上最为重要，说明倾斜垂直交替支护桩的最大优势体现在斜桩对直桩的支撑作用上。刚架体系保证此作用的存在，斜撑效应保证此作用最大程度的发挥。当倾斜桩的倾斜角度较小时，上述的四种效应都可以发挥。随着倾斜角度的增大（一般超过30°时重力效应与减隆效应的影响就可忽略不计。在工程设计时，可以将四种效应的发挥情况作为倾斜桩结构与斜抛撑结构转化的判定因素。6.3.2～6.3.3倾斜桩做支护桩时可根据基坑内结构情况及场外环境情况选取适用的组合形式，支护桩可为灌注桩、预制桩及钢桩及其它结构体系。212112212113333445155464661213334646图1常用倾斜桩支护结构平面布置形式a)倾斜桩做支护桩常用布置形式包括：全部支护桩向坑内倾斜、竖直支护桩+向坑内倾斜的支护桩、向坑内倾斜的支护桩+向坑外倾斜的支护桩、竖直支护桩+向坑外倾斜的支护桩、前排或后排倾斜的双排桩以及上述支护形式的组合，图1为常用情况支护桩平面布置形式；b)设有天然地基形式支护桩平面布置时，支护桩布设需保证不与地下结构冲突。支护桩向基坑内倾斜时，对内部结构采用天然地基、无工程桩情况，需保证向内倾斜支护桩在基坑底标高DB42/T2154—2023以上位于地下结构轮廓以外，在基坑底标高以下，可侵入地下结构最外轮廓范围内，图2为向内倾斜支护桩与天然地基平面关系示意图。向内倾斜支护桩布置在避让基坑内结构同时，还需为地下结构施工留设足够的作业宽度，确保地下结构顺利施工。21211221211333344521233466121233466d）内倾+外倾图2向内倾斜支护桩与天然地基平面关系示意图c)设有桩基础形式支护桩平面布置，支护桩需保证不与地下结构冲突，支护桩向基坑内倾斜情况，对内部结构采用桩基础情况，需保证向内倾斜支护桩在基坑底标高以上位于地下结构轮廓以外，在基坑底标高以下，可侵入地下结构最外轮廓范围内，但需避让基坑内工程桩，布设时可根据工程桩分布适当调整直桩与斜桩位置，图3为向内倾斜支护桩与桩基础平面关系；向内倾斜支护桩避免与工程桩冲突，对不同情况，可分别采取如下措施：1)全部向坑内倾斜形式，避让工程桩位置，改设直桩，平面其它位置不做调整；2)垂直桩+向坑内倾斜的支护桩形式，避让工程桩位置，斜桩改直桩，并就近补设向坑内倾斜支护桩；3)向坑内倾斜的支护桩+向坑外倾斜的支护桩形式，避让工程桩位置，向内倾斜改向外倾斜，并就近布设向坑内倾斜支护桩。向坑内倾斜支护桩布置在避让基坑内结构同时，还需为地下结构施工留设足够的作业宽度，确保地下结构顺利施工。111222a）全部向内倾斜b）直桩+内倾DB42/T2154—202316726735图3向内倾斜支护桩与桩基础平面关系示意图e)向坑内倾斜支护桩对基坑阴角处措施，对设有坑向内倾斜支护桩形式，对基坑阴角处，为防止倾斜桩桩底冲突，相应区域可采用竖直支护桩+角撑形式或竖直支护桩悬臂形式（图4）；2322331141图4基坑阴角处支护桩平面布置图倾斜支护桩的桩轴线与铅垂线所夹角不宜大于30°,倾斜角度过小，倾斜桩的支护效果较差，倾斜角度过大，支护结构将占用较大空间，通常倾斜支护桩倾斜角度可取为10°~20°。倾斜支护桩可通过调节不同形式桩轴线形成双排桩，前后排桩桩顶间距合理的范围为2.5d～5d。f)图5为倾斜桩支护结构常用剖面形式（相应平面形式可参照条文说明中图1所示），其中前三种为本规程主要推荐形式；图5倾斜桩支护结构常用剖面形式示意图DB42/T2154—2023对各种剖面形式，均应明确坑深、支护桩的桩型、桩长、插入坑底长度、桩倾斜角度、倾斜桩与倾斜桩中心距、倾斜桩与垂直桩中心距（如设有垂直桩）等信息。6.4水平作用荷载6.4.1支护结构作为分析对象时，作用在支护结构上的力或间接作用荷载。除土体直接作用在支护结构上形成土压力之外，周边建筑物、施工材料、设备、车辆等荷载虽未直接作用在支护结构上，但其作用通过土体传递到支护结构上，也对支护结构上土压力的大小产生影响。土的冻胀、温度变化也会使土压力发生改变。本条列出影响土压力的常见因素，其目的是在土压力计算时，要把各种影响因素考虑全。6.4.2～6.4.3挡土结构上的土压力计算是个比较复杂的问题，从土力学这门学科的土压力理论上讲，根据不同的计算理论和假定，得出了多种土压力计算方法，其中有代表性的经典理论如朗肯土压力、库仑土压力。由于每种土压力计算方法都有各自的适用条件与局限性，也就没有一种统一的且普遍适用的土压力计算方法。由于朗肯土压力方法的假定概念明确，能直接得出土压力的分布，受到工程设计人员的普遍接受，在计算倾斜桩组合支护结构中的垂直桩所受土压力时，本规程将继续采用。但是，由于朗肯土压力是建立在半无限土体的假定之上，在实际基坑工程中基坑的边界条件有时不符合这一假定，如基坑邻近有建筑物的地下室时，支护结构与地下室之间是有限宽度的土体；再如，对排桩顶面低于自然地面的支护结构，是将桩顶以上土的自重化作均布荷载作用在桩顶平面上，然后再按朗肯公式计算土压力。但是当桩顶位置较低时，将桩顶以上土层的自重折算成荷载后计算的土压力会明显小于这部分土重实际产生的土压力。此外，朗肯土压力理论只适用于墙背竖直的情况下，倾斜桩的土压力计算不能符合朗肯土压力的基本假定。所以，当朗肯土压力方法不能适用时，应考虑采用库仑土压力理论进行土压力的计算。但库仑方法在考虑墙背摩擦角时计算的被动土压力偏大，因此本规程取墙背完全光滑进行计算，这样也与朗肯土压力理论在接触面假设上保持了一致性。6.5结构分析6.5.1倾斜桩基坑支护结构分析方法的分析对象为支护结构本身，不包括土体。土体对支护结构的作用视作荷载或约束。这种分析方法将支护结构看作杆系结构，一般都按线弹性考虑，是目前最常用的支护结构分析方法，适用于倾斜桩基坑支护结构。当采用不同形式的倾斜桩支护结构时，应选用适合自身的弹性支点法模型。6.5.2～6.5.3弹性支点法的计算面需要注意，基坑面以下的土压力分布由不考虑该处的自重作用的矩形分布改为考虑土的自重作用的随深度线性增长的三角形分布。挡土结构嵌固段两侧的土压力之和没有变化，但按朗肯土压力计算时，基坑外侧基坑面上方和下方均采用主动土压力荷载，形式上直观、计算简化。6.5.4提出考虑桩土相互作用的弹塑性倾斜桩杆系有限元计算方法，所述平面杆件有限元法计算模型将桩视为梁单元，基坑主动区作用在直桩上的水土压力与传统计算方法一致，模型桩土之间的相互作用通过施加在梁单元上的荷载或弹簧单元进行模拟，直桩和斜桩在桩顶的连接点设置为刚结点，约束两桩的相对位移和转动。在基坑开挖过程中，桩体会发生相对于土体的切向位移，此时土体将对桩体作用与相对位移方向相反的侧摩阻力。研究表明，斜直交替支护结构中，斜桩对直桩具有较强的支撑作用，斜桩受压，直桩受拉，桩土之间的侧摩阻力不可忽略，对倾斜桩支护结构的稳定与变形控制发挥了重要作用。在模型中，通过在桩身布置沿桩长度方向的连接单元，并给予连接单元弹塑性力-位移曲线，可以模拟在桩土发生相对位移时桩体所受侧摩阻力。对于不同土质的土体而言，桩体极限侧摩阻力发挥所需极限桩土相对位移不同，对于软土地区黏性土而言，其极限位移多在3mm～6mm之间。本模型不考虑斜桩在开挖深度以上的桩体侧摩阻力。桩侧摩阻力采用桩土界面传递函数法加以考虑，把桩划分成许多弹性单元，每一DB42/T2154—2023单元与土体之间用非线性弹簧联系以模拟桩土之间的荷载传递关系。非线性弹簧的应力-应变关系就是桩侧摩阻力τ与剪切位移s的关系，即传递函数。模型的传递函数采用佐藤悟形式，针对不同土质土体，淤泥质土极限桩土相对位移取3mm，黏土极限桩土相对位移取4mm，粉土极限桩土相对位移取6mm，根据不同土体的物理参数，