关于两桩承台梁式配筋之浅析
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摘要：《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第4.2.3.2中对两桩承台做出了“柱下独立两桩承台，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中的深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。”的要求，改变了以往两桩承台板式配筋设计方法。虽然2008版桩基规范应用已几年，但现实中笔者发现不少设计者对两桩承台采用梁式配筋截面高度如何取值，钢筋如何设置等问题仍欠缺思考，本文通过比较有关规范相关的计算公式和构造要求，总结出两桩承台梁式配筋设计步骤及构造措施。
关键词：两桩承台、深受弯构件、正截面受弯、斜截面受剪
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、承台正截面受弯计算。
新版《桩基规范》第5.9.2.1指出：“两桩条形承台和多桩矩形承矩计算截面取在柱边和承台变阶处。”计算公式如下：
MX=ΣNiyi(1)；
My=ΣNixi(2)；
可见，两桩承台的受弯计算部分跟旧版《桩基规范》是一样的，都是按倒悬臂梁法。根据受弯构件正截面配筋公式：
M≤fyAsZ (3)
可知，两桩承台底部受拉纵筋As取决于力臂Z的大小，即取决于承台的厚度。广东标准《建筑地基基础设计规范》10.5.4.2指出“承台的计算，宜先由受冲切承载力及斜截面受剪承载力要求确定承台截面高度；”规范同时给出该条文的解释“二桩承台为单向受剪，受剪承载力控制的承台截面高度公式由受集中荷载的钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力公式导得”，
即由：V≤βhs1.75* ftbh0/(λ+1.0)(4);
得出：h0≥V*(λ+1.0) /(βhs 1.75* ftb)(5);
由于只考虑单靠混凝土承受抗剪，截面高度h0取值较大，因此承台底筋较小，一般情况构造配筋即可满足要求。
而按新《桩基规范》要求两桩承台按深受弯梁（《砼规》梁L0/h
均布荷载作用下：
V≤0.7* ftbh0(8-L0/h)/3+1.25*[（L0/h-2）/3]*fyv* h0Asv/sh+[(5-L0/h)/6]* fyh* h0Ash/sv （G.0.4-1）
集中力荷载作用下：
V≤1.75* ftbh0/(λ+1.0)+[（L0/h-2）/3]*fyv* h0Asv/sh+[(5-L0/h)/6]* fyh* h0Ash/sv（G.0.4-2）
可知，截面的高度取值h0取值得到一定程度减小，但另一方面底筋若按计算配筋便会随之增大。
实际上，新《桩基规范》两桩承台底部配筋计算跟旧规范一样，若由斜截面计算确认出来的承台高度基本足够大，两者均可按构造配筋。新旧规范中对筏型承台板都是规定了底筋配筋率不少于0.15% ，而按深梁式配筋，《砼规》表G.0.12给出了受拉钢筋最小的配筋率为2.0%。
对比新旧规范计算公式可以看出，新旧桩基承台的内力计算都是建立在梁、板受弯计算理论基础之上，而其实当承台的桩距和有效厚度的比值较小时(λ≤1或L0/h≤2)，承台的破坏并非以弯曲破坏为主，而是以混凝土的斜压破坏为主，钢筋的应力并未达到屈服强度，其受力的空间模型为拉压杆模型，即柱集中力与桩支座之间的混凝土形成外推的短柱压杆，底部的纵筋充当了拉杆。承台的桩距和有效厚度的比值越小，纵筋所受拉力越小，因此笔者认为当承台的桩距和有效厚度的比值较小时(λ≤1或L0/h≤2)时，底部钢筋最小配筋率可按不少于0.15%构造配筋。
另外，由公式（1）（2）可知，承台计算弯矩的控制截面取在柱边，因此柱子截面尺寸对承台底筋的配置也有一定的影响，两桩承台中此影响可用平行桩中连线的方向柱边尺寸（b）和承台桩距（L0）的比值来衡量，承台受弯承载力随b/ L0的增大而提高，当b≥L0时（多为承台上部为剪力墙的情况），承矩的计算值为0，承台平面内刚度与上部构件联合为一体，此时承台底部构造配筋可用0.15%控制。
二、承台斜截面受剪计算
上述已知，两桩承台板式配筋下承台斜截面受剪承载力完全考虑由素混凝土承受（式4、5），所以由此所确定的承台截面高度较大。而新《桩基规范》承台按深受弯构件斜截面计算（式G.0.4-1、G.0.4-2），考虑了配置竖向分布筋和水平分布筋的对斜截面承载力的贡献，承台截面高度得到减小。另一方面，为了防止截面出现斜压破坏，《砼规》G.0.3对深梁的截面做出了一下限制：
当h0/b≤4时， V≤（10+L0/h）βcfcbh0/60；
当h0/b≥6时， V≤（7+L0/h）βcfcbh0/60；
当6>h0/b>4时，按线性内插法取用。
由G.0.4-1、G.0.4-2两式，我们不难看出，随着L0/h的减小，剪切破坏的模式由剪压型向斜压型过渡，且混凝土项在受剪承载力中所占的比重不断增大的变化规律。而且竖向分布筋和水平分布筋项则分别反映了从L0/h=5.0时只有竖向分布筋（箍筋）参与受剪，过度到L0/h≤2.0时只有水平分布筋能发挥有限受剪作用的的变化规律。两桩承台基本属于L0/h≤2.0情况，因此当受剪承载力不足时，应主要通过调整截面尺寸或提高混凝土强度等级来满足受剪承载力要求。
综合上述，两桩承台（L0/h≤2.0）柱下受剪承载力可由（G.0.4-2）式简化成
V≤1.75* ftbh0/(λ+1.0)+ [(5-L0/h)/6]* fyh* h0Ash/sv（G.0.4-2-1）
笔者经多次计算总结，按表G.0.12中构造配置的水平腰筋能承受的剪力约占总剪力的1/6左右，另外L0/h
另外值得注意的是规范是指“柱下独立两桩承台”下才需要按深梁构造配筋。对于剪力墙全压在桩上的两桩承台（包括条形承台），剪力墙竖向力已直接传递至桩顶，此时承台只起墙与桩基连接过度，即只起剪力墙钢筋锚固的作用，笔者认为承台厚度可取至按钢筋锚固长度计算所需高度，并构造配置面筋4ф12,腰筋ф12@200，箍筋ф10@200（4）的即可。
三、举例如下：
（1）、基本资料：
承台混凝土等级：C30； 底部受拉纵筋等级：HRB335；
初定承台截面尺寸 A=2500mm，A1=750mm，A2=500mm，B=1200mm，B1=600mm；
柱截面：b=600，h=600；圆桩直径：DS=500mm；单桩承载力F=2200KN； （2）、斜截面承载力计算（确认承台高度）：
估算承台有效计算高度H0=1.04V/（1.75* ftb）
=1.04x1.3x2200x1000/（1.75x1.43x1000）≈1200mm
取承台高度H=1400mm
梁计算跨度L0=MIN(1.15Ln ，L1)=1150
L0/H=1150/1400=0.82
取as=110mm；
H0=H- as=1290mm；
λ取0.25
竖向分布箍筋不参与受剪承载力计算，
按《砼规》表G.0.12构造配置箍筋 ф10@200（四肢箍）
构造配置水平腰筋616（每侧）
代入（G.0.4-2-1）确认承台高度：
V≤1.75* ftbH0/(λ+1.0)+[(5-L0/H)/6]* fyh* H0Ash/sv
即1.3x2200=2860KN
满足要求。且经复核截面高度H满足《砼规》G.0.3截面限制要求。
（3）、正截面承载力计算：
M=1.3V（A1-h/2）=1287KN*N
由M=α1fcbx(h0-x/2)得
得x=72mm
αd=0.8+0.04L0/H=0.833
内力臂Z=αd(H0-0.5X)=966mm
由M=fyAsZ得 As=M/(fyZ)=4441mm2
配筋率：As/BH0=0.34%
受拉纵筋配：10Φ25 AS=4909 mm2
本文只对两桩承台梁式配筋的计算过程进行讨论，至于板式配筋与梁式配筋两者的经济性对比有待进一步比较。
参考文献：
1、 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中国建筑工业出版社 2008-04-22
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中国建筑工业出版社 2010-08-18
3、广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003中国建筑工业出版社 2003-03-25