深基坑围护设计-排桩设计，解析与实例

（1）排桩的桩型与成桩工艺应根据桩所穿过土层的性质、地下水条件及基坑周边环境要求等选择混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢水泥土搅拌桩等桩型。

当支护桩的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。

采用挖孔桩且其成孔需要降水或孔内抽水时，应进行周边建筑物、地下管线的沉降分析；当挖孔桩的降水引起的地层沉降不能满足周边建筑物和地下管线的沉降要求时，应采取相应的截水措施。

（2）混凝土支护桩的正截面和斜截面承载力应按下列规定进行计算：

1）沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面支护桩，其正截面受弯承载力宜按下述规定进行计算（适用于截面内纵向钢筋数量不少于6根的圆形截面的情况）：

式中 M——桩的弯矩设计值（kN·m），按本书第二章第一节第一小节第（7）条的规定计算；

f_c——混凝土轴心抗压强度设计值（kN/m²）；当混凝土强度等级超过C50时，f_c应用α₁f_c代替，当混凝土强度等级为C50时，取α₁=1.0，当混凝土强度等级为C80时，取α₁=0.94，其间按线性内插法确定；

A——支护桩截面面积（m²）；

r——支护桩的半径（m）；

α——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2π的比值；

f_y——纵向钢筋的抗拉强度设计值（kN/m²）；

A_s——全部纵向钢筋的截面面积（m²）；

r_s——纵向钢筋重心所在圆周的半径（m）；

α_t——纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α>0.625时，取

α_t=0。

2）沿受拉区和受压区周边局部均匀配置纵向钢筋的圆形截面支护桩，其正截面受弯承载力宜按下列规定进行计算（适用于截面受拉区内纵向钢筋数量不少于3根的圆形截面的情况）：

混凝土受压区圆心半角的余弦应符合下列要求：

式中 α_s——对应于受拉钢筋的圆心角（rad）与2π的比值；α_s值宜在1/6～1/3之间选取，通常可取0.25；

α′_s——对应于受压钢筋的圆心角（rad）与2π的比值，宜取α′_s≤0.5a；

A_sr、A′_sr——沿周边均匀配置在圆心角2πα_s、2πα′_s内的纵向受拉、受压钢筋的截面面积（m²）；

ξ_b——矩形截面的相对界限受压区高度，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的规定取值。

计算的受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2π的比值α宜符合下列条件：(www.xing528.com)

α≥1/3.5 （8-19d）

当不符合上述条件时，其正截面受弯承载力可按下式计算：

3）在进行上述计算时，沿圆形截面受拉区和受压区周边实际配置的均匀纵向钢筋的圆心角应分别取为s和，n、m为受拉区、受压区配置均匀纵向钢筋的根数。

配置在圆形截面受拉区的纵向钢筋的按全截面面积计算的最小配筋率不宜小于0.2%和0.45f_t/f_y中的较大者，此处，f_t为混凝土抗拉强度设计值。在不配置纵向受力钢筋的圆周范围内应设置周边纵向构造钢筋，纵向构造钢筋直径不应小于纵向受力钢筋直径的二分之一，且不应小于10mm；纵向构造钢筋的环向间距不应大于圆截面的半径和250mm两者的较小值，且不得小于1根。

4）圆形截面支护桩的斜截面承载力，可用截面宽度（b）为1.76r和截面有效高度（h₀）为1.6r的矩形截面代替圆形截面后，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）对矩形截面斜截面承载力的规定进行计算，但其剪力设计值应按本书第二章第一节第一小节第（7）条确定，此处，r为圆形截面半径。等效成矩形截面的混凝土支护桩，应将计算所得的箍筋截面面积作为圆形箍筋的截面面积，且应满足该规范对梁的箍筋配置的要求。

5）矩形截面支护桩的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的有关规定进行计算，但其弯矩设计值和剪力设计值应按本书第二章第一节第一小节第（7）条确定。

（3）型钢、钢管、钢板支护桩的受弯、受剪承载力应按现行国家标准《钢结构设计规范》（GB 50018—2011）的有关规定进行计算，但其弯矩设计值和剪力设计值应按本书第二章第一节第一小节第（7）条确定。

（4）采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mm；排桩的中心距不宜大于桩直径的2.0倍。

（5）采用混凝土灌注桩时，支护桩的桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：

1）桩身混凝土强度等级不宜低于C25。

2）支护桩的纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋，单桩的纵向受力钢筋不宜少于8根，净间距不应小于60mm；支护桩顶部设置钢筋混凝土构造冠梁时，纵向钢筋锚入冠梁的长度宜取冠梁厚度；冠梁按结构受力构件设置时，桩身纵向受力钢筋伸入冠梁的锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）对钢筋锚固的有关规定；当不能满足锚固长度的要求时，其钢筋末端可采取机械锚固措施。

3）箍筋可采用螺旋式箍筋，箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的1/4，且不应小于6mm；箍筋间距宜取100～200mm，且不应大于400mm及桩的直径。

4）沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求，宜选用HPB235、HRB335级钢筋，其间距宜取1000～2000mm。

5）纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于35mm；采用水下灌注混凝土工艺时，不应小于50mm。

6）当采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时，受压区的纵向钢筋根数不应少于5根；当施工方法不能保证钢筋的方向时，不应采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋的形式。

7）当沿桩身分段配置纵向受力主筋时，纵向受力钢筋的搭接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的相关规定。

（6）在有主体建筑地下管线的部位，排桩冠梁宜低于地下管线。

（7）支护桩顶部应设置混凝土冠梁。冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。冠梁钢筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）对梁的构造配筋要求。冠梁用作支撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时，尚应按受力构件进行截面设计。

（8）排桩的桩间土应采取防护措施。桩间土防护措施宜采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层。喷射混凝土面层的厚度不宜小于50mm，混凝土强度等级不宜低于C20，混凝土面层内配置的钢筋网的纵横向间距不宜大于200mm。钢筋网或钢丝网宜采用横向拉筋与两侧桩体连接，拉筋直径不宜小于12mm，拉筋锚固在桩内的长度不宜小于100mm。钢筋网宜采用桩间土内打入直径不小于12mm的钢筋钉固定，钢筋钉打入桩间土中的长度不宜小于排桩净间距的1.5倍且不应小于500mm。

（9）采用降水的基坑，在有可能出现渗水的部位应设置泄水管，泄水管应采取防止土颗粒流失的反滤措施。

（10）排桩采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩形式时，支护桩的桩径可取800～1500mm，相邻桩咬合不宜小于200mm。素混凝土桩应采用强度等级不小于C15的超缓凝混凝土，其初凝时间宜控制在40～70h之间，坍落度宜取12～14mm。