随着我国城市建设的快速发展,对地下空间的开发利用也逐渐引起人们的重视。特别是随着汽车数量的增加,缺乏地下停车场等设施的既有建筑物使用功能的缺陷越来越明显,既有建筑物地下空间亟待开发。在既有建筑下方新建地下室,须借用原建筑的桩基或者增设新的桩基承担上部荷载,再进行土方开挖。在土方开挖过程中,随着桩周土减少,桩基逐渐暴露,不但影响桩侧摩阻力,还会导致桩的屈曲稳定性明显下降。钢管桩是桩基托换的常用形式,在采用钢管桩托换的工程中,为了提高钢管桩屈曲稳定性,在钢管桩上设置侧向支撑,能够减小桩身计算长度,提高钢管桩的屈曲稳定性。本文对带侧向支撑钢管桩桩周土开挖条件下的桩身稳定性问题进行了试验研究。(1)研究不同支撑位置、支撑刚度、支撑形式、不同开挖比等因素对钢管桩屈曲稳定的影响,提出带侧向支撑钢管桩的设计方法。(2)研究支撑轴力与桩身轴力的比值关系,为支撑的设计提供依据。研究结果表明:(1)在开挖比0.667不变条件下,侧向支撑位于距桩顶45%桩长处时,钢管屈曲极限荷载达到最大值(522kN),此处为支撑最佳加设位置。通过与相同开挖比未加设支撑的构件进行比较,屈曲极限荷载提高21%。(2)当设置一道支撑且位置位于桩身中部(距离桩顶37%~53%桩长范围)时以及设置二道支撑时,钢管桩发生屈曲破坏的形式为整体性失稳;其他情况下发生单肢失稳。(3)钢管桩的屈曲极限荷载随着支撑与钢管线刚度比的增加而增大;线刚度比超过3.5之后,增加的趋势逐渐变缓。(4)设置剪刀支撑的钢管极限荷载相比设置水平支撑的要大,设置二道支撑钢管极限荷载大于设置一道支撑。基于试验结果,提出了加设一道水平支撑、两道水平支撑与剪刀支撑等三种形式钢管桩的设计方法,通过计算结果与试验结果相比较计算误差分别为9.1%(一道水平支撑)和3.5%(二道水平支撑),验证了本文所提出计算方法的可行性。支撑设计时,依据线刚度比与桩身屈曲极限承载力的关系,支撑线刚度比宜控制在3.5左右。设置水平支撑时,支撑轴力和钢管轴力的比例系数为0.4;设置剪刀支撑时,支撑轴力和钢管轴力的比例系数为0.6。