DB42_T 1716-2021 帽型钢板桩与H型钢组合结构应用技术规程.docx

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1、ICS77.140.70CCSH44DB42湖北省地方标准DB42/T17162021帽型钢板桩与H型钢组合结构应用技术规程TechnicalspecificationforapplicationofHat-typesheetpileandH-sectionsteelcompositestructure2021-07-20发布2021-11-20实施湖北省住房和城乡建设厅湖北省市场监督管理局联合发布DB42/T17162021目次前言.III1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.24符号、代号及缩略语.34.1作用和作用效应.34.2抗力和材料性能.34.3几何参数.44.4计算系数.4

2、5基本规定.45.1一般规定.45.2调查与勘察.65.3材料.65.4防腐.65.5结构设计.75.6施工.75.7监测.75.8工程质量检验及验收.76调查与工程勘察.76.1调查.76.2工程勘察.86.3专项技术研究.87材料.87.1设计指标与设计参数.88结构设计.98.1结构体系及结构选型.98.2基坑支护.108.3围堰.148.4防波堤与护岸.158.5码头.158.6（半）地下建筑结构.168.7内支撑.179构造要求.179.1连接要求.179.2制作要求.189.3防渗构造措施.1910施工.2010.1制作、运输和安装.20IDB42/T1716202110.2防护.

3、2010.3施工准备.2010.4沉桩.2110.5拔桩.2110.6施工检查.2211监测.2311.1监测项目.2311.2监测点布置.2411.3监测频率.2411.4监测报警.2512工程质量检验及验收.2512.1质量检验.2512.2结构不合格情况处理.2712.3验收.27附录A（规范性）Hat+H组合桩截面计算规定及常用规格.28附录B（规范性）腐蚀环境分类.33附录C（规范性）Hat+H组合桩防腐蚀措施.34C.1腐蚀裕量法.34C.2涂层保护.34C.3金属热喷涂.34C.4阴极保护.35附录D（规范性）金属热喷涂常用的封闭剂、封闭涂料和涂装涂料.36条文说明.38IIDB

4、42/T17162021前言本文件按照GB/T1.12020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。请注意本文件中的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不负责承担识别这些专利的责任。本文件由湖北省住房与城市建设厅提出并归口。本文件起草单位：长江勘测规划设计研究有限责任公司、湖北毅力机械有限公司、日铁咨询（北京）有限公司上海分公司、湖北省标准化与质量研究院、武汉金炜建设工程有限公司、中冶集团武汉勘察研究院有限公司、中南勘察设计院集团有限公司、中国市政工程中南设计研究总院有限公司、中铁大桥局集团有限公司、武汉建工科研设计有限公司、中国地质大学（武汉）、武汉工程大学。本文件主

5、要起草人：桂树强、杨可、周实、李响、周健、唐玉阳、刘琨、张家季、杨艳、魏佳、杜金龙、李强、赵长军、赵海丰、刘国栋、肖玉成、陈斌、马郧、张汉涛、张力、杨晓、王君雄、王昭、张锐、秦康、毛伟琦、胡雄伟、张爱花、胡喆明、阎建海、徐光黎、周春梅。本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省住房和城乡建设厅，联系电话：027-68873063，邮箱：1012726846、491940599；对本文件的有关修改意见建议请反馈至长江勘测规划设计研究有限责任公司，联系电话：027-82927050，邮箱：yangke3，邮寄地址：武汉市江岸区永清路19号长江水利水电科技楼，邮编：430000。IIIDB42/T1716

6、2021帽型钢板桩与H型钢组合结构应用技术规程1范围本文件规定了帽型钢板桩（Hat）与H型钢组合结构（以下简称Hat+H组合桩）应用技术基本规定、调查与工程勘察、材料、结构设计、构造要求、施工、监测、工程质量检验及验收的要求。本文件适用的工程包括：地下及半地下建筑等建筑物、市政公用设施、基坑支护工程以及河道湖泊护岸、堤防加固、截流围堰、港湾码头等防渗防护支挡工程。本文件适用的地质条件：湖北省内一般粘性土、砂性土和粒径不大于100mm的卵石层地层，不适用于碎石含量大于40%的碎石土。使用前应做好调查、勘察及现场试验等工作，对于膨胀土等特殊土，应结合当地工程经验并进行专项技术研究。Hat+H组合桩

7、工程勘察、勘察孔布置及深度应根据支挡结构及其影响范围确定，除执行本规程外，尚应符合GB50021的要求。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。GB/T470锌锭GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T3190变形铝及铝合金化学成分GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8923.1涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表

8、面的锈蚀等级和处理等级GB/T11263-2017热轧H型钢和剖分T型钢GB/T15574-2016钢产品分类GB14907钢结构防火涂料GB/T20933热轧钢板桩GB50011建筑抗震设计规范GB50017钢结构设计标准GB50153工程结构可靠性设计统一标准GB50021岩土工程勘察规范GB/T50046工业建筑防腐蚀设计标准GB50068建筑结构可靠性设计统一标准GB50202建筑地基基础工程施工质量验收标准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规范1DB42/T17162021GB50661钢结构焊接规范G

9、B/T51295钢围堰工程技术标准CB/T8528船厂水工构筑物工程钢板桩技术规范T/CECS24钢结构防火涂料应用技术规范GJB156A港工设施牺牲阳极保护设计和安装JG/T196钢板桩JTS153水运工程结构耐久性设计标准JTS154防波堤与护岸设计规范JTS167-2018码头结构设计规范JTS/T209水运工程结构防腐蚀施工规范YB/T3301焊接H型钢DB42/T159-2012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帽型钢板桩Hat-typesheetpile截面呈帽子形状的新型热轧钢板桩，采用非对称锁口，成墙后锁口位于桩墙截面同侧最外缘。与传统U型钢板桩相比

10、具有更大的幅宽、较大的截面模量以及较高的结构可靠性（截面形式参考GB/T15574-2016）。3.2H型钢H-0sectionsteel符合GB/T11263或YB/T3301的H型钢。3.3帽型钢板桩与H型钢组合结构Hat-typesheetpileandH-sectionsteelcompositeretainingstructures通过焊接或螺栓连接的方式将帽型钢板桩与H型钢连接起来的组合结构，与传统U型钢板桩支护结构相比具有更高的抗弯性能，可满足深基坑支护、高水头围堰以及高边坡防护等临时或永久支护结构对抗弯刚度的要求。3.4基坑支护retainingandprotectionfor

11、excavations为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制等工程措施。3.5支护结构retainingandprotectionstructure支挡或加固基坑与边坡侧壁的承受荷载的结构，主要由围护结构（由Hat+H组合桩组成的墙体）和支撑（或锚固）结构组成。3.6主动土压力activeearthpressure基坑开挖至某一深度后，支护结构向坑内方向产生一定程度的位移或转动，致使主动侧土体达到极限平衡状态时的最小侧向土压力。2DB42/T171620213.7被动土压力passiveearthpressure支护结构在外力作用下产生向坑外

12、方向或迎土面侧的一定程度的位移或转动，致使被动侧土体达到极限平衡状态时的最大侧向土压力。3.8嵌固深度embeddeddepth为保证支护结构稳定与安全，帽型钢板桩、H型钢或Hat+H组合桩在基坑底面以下的埋置深度。3.9整体稳定overallstability在荷载作用下，Hat+H组合桩或由其组成的整体结构能整体保持稳定的能力。3.10局部稳定localstability在荷载作用下，Hat+H组合桩组成构件的板件（翼缘、腹板）能保持稳定及不发生屈曲的能力。3.11腐蚀裕量法corrosionallowancemethod设计金属构件时，考虑使用期内可能产生的腐蚀损耗而采用增加相应厚度的方

13、法。3.12涂层coating由某一种涂料以一道或多道单一涂覆作业在经表面预处理后的被保护结构物表面所形成的保护层。3.13金属热喷涂metalthermalspraying用高压空气、惰性气体或电弧等将熔融的耐腐蚀金属喷射到经表面预处理后的被保护结构物表面，从而形成保护性涂层的工艺过程。3.14阴极保护cathodicprotection通过降低腐蚀电位而达到的电化学保护。4符号、代号及缩略语4.1作用和作用效应M弯矩设计值；MK弯矩标准值；V剪力设计值；VK剪力标准值；N轴向拉力或轴向压力设计值；NK轴向拉力或轴向压力标准值；Hat+H组合桩截面计算应力；Mc截面弯矩设计值。4.2抗力和材

14、料性能R结构构件抗力设计值，按有关结构设计规范的规定确定；Sk承载能力极限状态下荷载组合的效应设计值（弯矩、轴力、剪力或扭矩）；Sd正常使用极限状态下荷载组合的效应设计值（水平位移和沉降变形等）；3DB42/T17162021C支护结构、周边建筑物及地面水平位移和沉降变形的限值；Wz截面模量；I截面惯性矩；f组合支护结构强度设计值；eptk按弹性抗力法计算的被动区抗力；EptkHat+H组合桩嵌入深度范围内被动区抗力合力（抗力反向时取绝对值求和）；EpHat+H组合桩嵌入深度范围内的被动土压力合力；a、p分别为主动侧、被动侧土层的加权平均重度；ck、jkHat+H组合桩侧面或底部土层的抗剪强度

15、指标标准值。4.3几何参数W帽型钢板桩的有效宽度；H帽型钢板桩的有效高度；t帽型钢板桩腹板厚度；t1H型钢腹板厚度；t2H型钢翼缘厚度；rH型钢圆角半径；A帽型钢板桩截面面积；ZHat单根帽型钢板桩的截面模量；ZHat每米板面帽型钢板桩的截面模量；ZC单根Hat+H组合桩的截面模量；ZC每延米壁体的Hat+H组合桩的截面模量；xHat+H组合桩的水平位移。4.4计算系数t临时性支挡结构调整系数；帽型钢板桩锁口连接状态导致的截面性能折减系数；Hat+H组合桩重复利用折减系数；kh水平向基床系数；ktk被动区抗力安全系数；Nq承载力系数；klq坑底抗隆起安全系数。5基本规定5.1一般规定5.1.1

16、Hat+H组合桩适用于软土或以粘性土、粉土、砂土为主的支护工程，对存在复杂的杂填土层、碎石土层、膨胀土等特殊土层的支护工程，宜通过现场试验确定其适用性。5.1.2Hat+H组合桩可用作临时结构，亦可用作永久性结构。设计文件应明确Hat+H组合桩的设计使用年限。若无特殊要求，Hat+H组合桩应按临时性支护结构设计。当按永久性支护结构设计时，Hat+H组合桩应考虑结构抗震、防腐蚀等使用期安全性、适用性、耐久性要求，其勘察、设计、施工、检测、监测等应符合国家现行有关标准的规定；其设计使用年限应不低于被保护的建（构）筑物的设计使用年限，且应明确防腐措施。4安全等级破坏后果示例一级很严重：对人的生命、经

17、济、社会或环境影响很大支护重要保护性建筑地基基础、支护设计使用年限为100年的建（构）筑物、支护或用作纪念性建筑和特别重要的建筑结构、支护或用作有特殊安全要求的港口建筑、用作重要河流护岸等二级严重：对人的生命、经济、社会或环境影响较大支护普通建筑地基基础、支护或用作永久性建筑物、用作围堰、用作一般河流护岸等三级不严重：对人的生命、经济、社会或环境影响较小临时小型工程注：1.Hat+H组合桩围堰结构的安全等级还应符合8.3.4规定。2.Hat+H组合桩用于基坑支护时，应依据DB42/T159-2012中4.0.1的相关规定进行基坑的重要性等级划分；在其规定的一、二、三级基坑重要性等级情形下使用H

18、at+H组合桩结构时，结构的安全等级相应取一级、二级、三级。类别设计使用年限（年）示例1临时使用的年限或510临时性支护、用作临时性建筑物、用作围堰225用作易于替换的结构构件350支护或用作永久性建筑物注：当作为支护结构时，Hat+H组合桩及其附属构件的设计使用年限应不低于被支（保）护对象结构的设计使用年限。DB42/T171620215.1.3Hat+H组合桩及其附属构件的设计与施工，应综合考虑周边环境限制条件、开挖深度、工程地质与水文地质条件、施工工艺及设备条件、类似工程经验、工期及施工季节等因素。5.1.4Hat+H组合桩及其附属构件的设计与施工，应保证周边建（构）筑物、地下管线、综合

19、管廊、市政给排水设施、电力管线、道路、堤岸等的安全和正常使用，当Hat+H组合桩拟打设位置距上述各因素较近时，应充分评估项目可行性。5.1.5Hat+H组合桩的安全等级和设计使用年限应符合GB50068和GB50153的规定。Hat+H组合桩的安全等级，应根据结构破坏可能产生后果的严重性，按表1进行划分；除表1外的其他使用情形，结构的安全等级可根据具体情况另行确定。表1Hat+H组合桩的结构安全等级5.1.6Hat+H组合桩的设计使用年限，应符合表2的要求。表2Hat+H组合桩的设计年限5.1.7Hat+H组合桩设计时应对环境影响进行评估。当结构所处的环境对其耐久性有较大影响时，设计单位应与材

20、料供应商研究制定专门防腐措施。5.1.8Hat+H组合桩设计应对材料性能、耐久性措施提出要求，并对施工、检测、使用和维护等提出要求。Hat+H组合桩应按所处的环境条件、设计使用年限和结构特点等进行耐久性设计，并应符合GB50017的规定。环境对Hat+H组合桩耐久性的影响，可根据工程经验、试验研究、计算或综合分析等方法进行评估。Hat+H组合桩的耐久性设计应包括下列内容：a)结构的设计使用年限；b)钢结构防腐蚀耐久性设计；c)附属结构构件的防腐蚀、抗冻、抗渗等耐久性设计；d)使用过程中正常维护的内容和要求；特殊重要的结构或处于严重侵蚀环境下的结构的定期检测要求等。e)对有特殊要求的工程结构，当

21、Hat+H组合桩裸露在外时，设计可考虑设置混凝土保护层。5DB42/T171620215.1.9对于止水性能要求高的工程，设计时应采用能够保证锁口止水性能的热轧帽型钢板桩。5.1.10Hat+H组合桩的拼接形式和桩长设计应综合考虑结构用途、使用环境与服务期限、周边环境及其对变形的适应能力等因素，结构变形限值、周边环境变形限值均应满足正常使用要求。Hat+H组合桩支护一、二级重要性等级的基坑时，应进行结构变形和坑壁位移计算，变形控制应符合DB42/T159-2012中4.0.7相关规定；支护三级重要性等级的基坑时可不进行变形计算，但应进行水平位移的监测。5.1.11Hat+H组合桩用于临时性支护

22、工程时，设计阶段应考虑到施工结束后拔桩对周围环境的不利影响，必要时通过注浆等手段填充拔桩孔隙。5.2调查与勘察5.2.1Hat+H组合桩设计及施工前应进行现场调查、工程地质与水文地质勘察，当拟建主体工程详细勘察资料不能满足设计要求时，应进行专项岩土工程勘察。5.3材料5.3.1组合桩中的H型钢，其质量应分别符合GB/T11263和YB/T3301的规定。Hat+H组合桩及其附属结构所采用的型钢规格、外形、重量及允许偏差应符合国家现行业相关标准的规定。5.3.2Hat+H组合桩中的帽型钢板桩，其质量、钢材牌号、规格及技术要求应分别符合GB/T20933、JG/T196中关于（热轧）钢板桩的规定。

23、5.3.3Hat+H组合桩中连接材料的型号及标准应符合GB50017及GB/T1591的有关规定。5.4防腐5.4.1一般规定5.4.1.1Hat+H组合桩的防腐措施应根据环境条件、材质、结构形式、使用要求、施工条件、维护管理条件、安全要求等技术经济因素进行综合比选。5.4.1.2当Hat+H组合桩作永久结构时，应考虑Hat+H组合桩的腐蚀并进行防腐处理。5.4.1.3Hat+H组合桩防腐蚀部位划分应符合附录B的规定。5.4.1.4Hat+H组合桩防腐蚀可选用的方法包括腐蚀裕量法、涂层保护、金属热喷涂、阴极保护。以上防腐蚀方法的具体要求应符合附录C的规定，金属热喷涂常用材料选用参考附录D。5.

24、4.1.5Hat+H组合桩在涂装之前必须进行表面预处理。5.4.1.6Hat+H组合桩在除锈处理前，应清除焊渣、毛刺和飞溅等附着物，并清除基体金属表面可见的油脂和其他污物。5.4.1.7Hat+H组合桩在涂装前的除锈等级除应符合GB/T8923.1的有关规定外，还应符合下列规定：1)热喷锌、喷铝，Hat+H组合桩表面处理应达到Sa3级；2)无机富锌底漆，Hat+H组合桩表面处理应达到Sa21/2级Sa3级；3)环氧富锌底漆和环氧磷酸锌底漆，钢材表面处理应达到Sa21/2级，不便于喷射除锈的部位，手工和动力工具除锈至St3级。5.4.2涂层保护5.4.2.1设计使用年限20年以上30年以下的防腐

25、涂装应采用重防腐涂层，可参考JTS/T209相关规定。5.4.2.2设计使用年限30年以上的防腐措施应根据涂装配套、工艺要求和环境适应性分析确定，可选择包覆厚度不小于1mm的耐腐蚀合金、包覆厚度不小于5mm的热塑性聚乙烯复合包覆层、包覆厚度不小于3mm的环氧玻璃钢包覆层和包缠矿脂胶带防腐系统。6DB42/T171620215.5结构设计5.5.1Hat+H组合桩设计时需考虑下列因素：a)结构受力所需截面模量、惯性矩等力学特性；b)结构变形协调性等，包括对结构连接方面的要求；c)组合结构运输、堆放、焊接或连接、沉桩、桩锤改造等因素。5.5.2当侧向荷载较大时，Hat+H组合桩体系宜采用内支撑、桩

26、锚等辅助构件。5.5.3Hat+H组合桩应用于特别复杂、不规则的结构体系，应结合工程具体情况进行结构分析，采用合理的平面布置形式，应提请专项讨论研究。5.6施工5.6.1Hat+H组合桩施工前应编制专项施工组织设计。5.6.2Hat+H组合桩的布设位置应符合设计要求，并充分考虑后续施工措施所需的空间。5.6.3Hat+H组合桩的施工顺序应为清除障碍物、定位放线、挖沟槽、安装导梁、施打、拆除导梁、建筑基础结构施工、回填土方、拔除。5.6.4Hat+H组合桩的堆放位置应根据施工要求及场地情况沿支护线分散堆放。5.6.5基础施工期间，在挖土、吊运、钢筋绑扎、混凝土浇筑等施工作业中，严禁碰撞支撑、任意

27、拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，不宜在支撑上搁置重物。5.6.6Hat+H组合桩在基坑支护中平面布置形状应尽量平直整齐。5.7监测5.7.1Hat+H组合桩监测应由设计提出监测项目和要求，由业主委托有资质的监测单位编制监测方案，监测方案应包括监测项目、监测目的、监测方法、测点布置、监测项目报警值和信息反馈制度等内容，经设计、监理和业主等共同认可，必要时还需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施。5.7.2使用Hat+H组合桩作为基坑支护结构时，开挖深度不小于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑、临时工程以及其他需要支护监测的工程时应实施Hat+H组合桩的

28、监测。5.8工程质量检验及验收5.8.1应用Hat+H组合桩的工程，应按照设计要求及GB50205、GB/T20933、GB50300的规定进行质量检验。5.8.2Hat+H组合桩的质量检验应包括H型钢检验、帽型钢板桩检验、焊接检验、螺栓连接检验。5.8.3钢材应成批验收。每批钢材应由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一轧制制度的钢材组成，每批重量应不大于200t。5.8.4Hat+H组合桩的工程验收项目还应包括接口验收及防渗工程验收。6调查与工程勘察6.1调查Hat+H组合桩设计前的一般调查应包括周边环境、区域地质等相关资料的收集以及施工条件和影响因素调查，包括但不限于下列内容：a)调查工程区域环境条件、气候条件、施工条件、周围土地利用与规划情况；b)收集和分析工程区域的工程地质、水文地质和地震等资料；c)调查项目场地岩土及地下水的腐蚀性、pH值等指标；7钢材牌号钢材厚度（mm）2强度设计值（N/mm）2屈服强度（N/mm）抗拉、抗压、抗弯（f）抗剪（fv）fy帽型钢板桩Q295WP、SYW295260150295Q390WP、SYW390345200390H型钢Q3551630517535516，40295170345Q3901634520039016，40330