人工挖孔桩(柱)护壁设计

在工程实际中原状土基础应用较多，无论是掏挖基础还是人工挖孔桩，一般桩径不大，孔较浅，故一般均采取护壁进行防护。按护壁材料的不同，可以分为红砖护壁、混凝土护壁、钢套管护壁和波纹钢模板护壁。较为常用的当属混凝土护壁；混凝土护壁可以分为内齿式和外齿式两种。

图a表示外齿式混凝土护壁；图b表示内齿式混凝土护壁。在工程实际中绝大多数采用内齿式混凝土护壁。

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008规定：人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不应小于100mm，混凝土强度等级不应低于桩身混凝土强度等级，并振捣密实；护壁应配置直径不小于8mm的构造钢筋，竖向筋应上下搭接或拉接。

现浇混凝土护壁厚度一般由地下最深段护壁所受的土压力及地下水的侧压力确定。地面上施工堆载产生的侧压力的影响可不计。护壁厚度可按下式计算：

当挖孔无地下水时：

当地下有水时：

式中：

p--表示土和地下水对侧壁的最大侧压力；N/m²

γ--表示土体的重度；kN/m³

h--表示地面至地下水位深度；m

H--表示护壁深度；m

φ--表示土体内摩擦角；

γ_w--表示水的重度；kN/m³

t--表示护壁理论计算厚度；mm

K--表示安全系数，一般取1.65；

D--表示最大外径；m

f_c--表示护壁混凝土标准强度值；MPa。

算例：深30m、直径1.8m混凝土灌注桩，采用人工挖孔，混凝土护壁采用C30混凝土，每节高1.0m，地基土壤为粘性土，天然重度为γ=19.5KN/m³，内摩擦角φ=20⁰，地面以下6m有地下水。计算确定混凝土护壁所需厚度。

解：最深段的总压力为：

用C30混凝土，fc=14.3Mpa，D=1.8m。则有：

以上计算可以通过Excel编制小程序进行计算，计算界面如下：

一般护壁最小厚度为80mm。考虑挖孔作业每天施做一节，护壁混凝土增长跟不上，24小时护壁强度最多达到20%，护壁厚度按200mm施工。进度为安全起见再加适量的φ6mm钢筋，间距200～300mm。