地下室應(yīng)用抗拔樁抗浮的設(shè)計(jì)

1、遼 寧 建 材地下室應(yīng)用抗拔樁抗浮的設(shè)計(jì)李曉忠，張 莉（沈陽(yáng)市建筑材料設(shè)計(jì)研究院, 遼寧 沈陽(yáng) 110027）LIAO NING BUILDING MATERIALS63摘 要 根據(jù)浙江美術(shù)館工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，分析抗拔樁的受力特點(diǎn)和破壞機(jī)理，在建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用抗拔樁時(shí)需要考慮的幾點(diǎn)問(wèn)題。關(guān)鍵詞 抗拔樁；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；注意問(wèn)題中圖分類號(hào) TU92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 10090142（2005）04006301對(duì)于地下建筑物、自重比較輕而水平荷載又比較大的高聳構(gòu)筑物、高寬比較大的高層建筑地下室承受巨大的水浮力作用而自重或壓重不夠時(shí)，樁就需要承受一個(gè)上拔荷載作用，樁的設(shè)計(jì)就涉及到一個(gè)“抗拔”問(wèn)題。

2、樁基礎(chǔ)宜考慮由樁群和土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)等。帶有地方性或科研性質(zhì)的確定方法，如波動(dòng)方程法、模擬試驗(yàn)法、非線性有限元法等。1 受力分析當(dāng)豎向拉力施加樁頂時(shí)，上部樁身首先受到拉伸并產(chǎn)生相對(duì)于土體的向上位移趨勢(shì)，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生一個(gè)向下的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過(guò)程就是不斷克服這種摩阻力并通過(guò)它向土中擴(kuò)散的過(guò)程，上部的位移總是大于下部，因此上部的摩阻力總是先下部發(fā)揮出來(lái)。當(dāng)樁側(cè)總摩阻力達(dá)到極限時(shí)，樁便發(fā)生急劇的、不停滯的上拔而破壞。當(dāng)承臺(tái)下樁數(shù)較少、樁距較大時(shí)，抗拔樁的破壞形式常呈現(xiàn)非整體性單樁拔出破壞較多、樁距較小時(shí)，樁和土常作為一個(gè)整體上拔而破壞群樁整體破壞。4 基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)基

3、礎(chǔ)承臺(tái)的設(shè)計(jì)視布樁方案和受力情況而定。對(duì)于單樁承臺(tái)直接傳遞拉力。因此承臺(tái)配筋僅需要滿足構(gòu)造要求；對(duì)于多樁承臺(tái)當(dāng)僅承受傾覆上拔力作用時(shí)，承臺(tái)為反向懸臂梁板，常通過(guò)臺(tái)頂而配置主筋、承臺(tái)底配置構(gòu)造鋼筋滿足抗彎要求；如需承受水浮力產(chǎn)生的上拔力作用時(shí)，承臺(tái)為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，承臺(tái)頂面和底面必須同時(shí)配置受力主筋滿足抗彎要求。正常使用極限狀態(tài)要求由于承臺(tái)厚度通常較大，拱度和裂縫均較小，一般不用驗(yàn)算。由于地下水位季節(jié)性的變化，上部結(jié)構(gòu)使用荷載的變化以及建筑物（構(gòu)筑物）承受水平風(fēng)荷載大小、風(fēng)向的隨機(jī)變化等，工程中以單純受拉形式存在的抗拔樁比例不大、機(jī)率不多，多數(shù)情況是基礎(chǔ)樁在某種荷載組合下以抗拔樁形式出現(xiàn)而在另一

4、種荷載組合下又以抗壓樁、抗水平力樁的形式出現(xiàn)或者兩者、三者兼而有之。因此在布樁和基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮，滿足各種受力狀態(tài)下的計(jì)算和構(gòu)造要求。2 選型與設(shè)計(jì)樁型選擇：原則上講能夠承受軸向拉力的樁，都可以作為抗拔樁。但預(yù)制樁尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由于樁頂與承臺(tái)之間連接、樁段之間連接的抗拉力得不到有效保證，致使不少工程事故發(fā)生，因此工程中抗拔樁多選用灌注樁，同時(shí)只要條件允許，樁端一般嵌入堅(jiān)硬而埋深較淺的基巖中，如果基巖上覆土較厚，常在樁端設(shè)置擴(kuò)大頭或采用擠擴(kuò)支盤(pán)樁等形式以提高抗拔力。樁體設(shè)計(jì)：必須滿足受拉構(gòu)件的強(qiáng)度要求，控制最大裂縫寬度Wmax0.2;樁身混凝土強(qiáng)度級(jí)別要求及縱向鋼筋的最小配筋率

5、要求與抗壓樁相同,設(shè)置的通常鋼筋籠必須錨入承臺(tái)內(nèi)一個(gè)錨固長(zhǎng)度且不小于40 D。5 設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題及工程實(shí)際處理辦法（1）單樁抗拔力按照經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算時(shí)，規(guī)范1沒(méi)有明確淤泥的抗拔系數(shù)取值，可采用0.7做近似計(jì)算；對(duì)于群樁效應(yīng)，由于難以測(cè)試仍按照地勘報(bào)告所提供的土體抗剪能力來(lái)進(jìn)行估算。（2）對(duì)于承受拉力作用的抗拔樁是否也應(yīng)驗(yàn)算在地震作用下的承載力？規(guī)范沒(méi)有明確?？砂凑湛箟簶兑髲?fù)核抗拔樁在地震作用下的承載力。（3）抗拔樁、承臺(tái)的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施在各規(guī)范中均沒(méi)有完全明確，可近似套用抗壓樁的成樁要求、受拉構(gòu)件的計(jì)算和構(gòu)造要求以及抗壓樁承臺(tái)的計(jì)算和構(gòu)造要求。 參考文獻(xiàn)：1 JGJ94-94,建筑

6、樁基技術(shù)規(guī)范S.2 GB50010-2001,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 3 JGJ106-2003,建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范S. 4 GB50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 5 GB50011-2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范S. S3 承載力確定根據(jù)抗拔樁的受力特點(diǎn)。其破壞機(jī)理更接近于摩檫樁，單樁承載力主要與樁側(cè)土層的物理力學(xué)性能有關(guān)，也與樁體材料、樁身尺寸、樁位平面布置和施工工藝、成樁質(zhì)量等諸多因素有關(guān)。一般按以下方法確定：現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)法按照規(guī)范提供的單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)要求，根據(jù)試驗(yàn)荷載與上拔變形量曲線形狀之間的關(guān)系確定單樁抗拔極限承載力。這種方法最直接、最準(zhǔn)確，但有一定的財(cái)力支出，需要做好工期安排，當(dāng)建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲類時(shí)必須采用此法。經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算法根據(jù)地勘報(bào)告提供的樁側(cè)各土層抗壓極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值或特征值，按照規(guī)范