抗拔桩抗浮计算
抗拔桩设计计算
抗拔桩设计计算1、设计依据中华人民共和国工业标准：建筑桩基技术规范JGJ94-942，计算条件图纸给出筏板面积：2180.86m2，每平米浮力：10t/m2。
则筏板所受总浮力为：21808.6t。
2.计算给定地层中单桩抗拔极限承载力标准值muk???qii?1sikuili（5.2.18-1）UKDD基桩极限抗拔承载力标准值uidd破坏表面周长，对于等直径桩取u=πd；根据勘察报告，本次计算QSIKD桩侧面第i层土的抗压极限侧阻力标准值为45kpa；λidd抗拔系数，按照表5.2.18-2取值。
本次计算λi＝0.75。
lidd第i土层厚度，本次计算仅涉及粘质粉土⑥层，厚度10m。
2.1桩径d=0.6m情况的单桩抗拔极限承载力标准值uk=0.75×45×0.6π×10=636.17(kn)=63.6t2.2桩径d=0.4m情况的单桩抗拔极限承载力标准值uk=0.75×45×0.4π×10=424.12(kn)=42.4t3、根据群桩基础抗拔承载力计算所需要抗拔桩总数? 0n？英国？sgp（5.2.17-2）其中：γ0DD建筑桩基重要系数，根据表3.3.3确定安全等级，根据I级（重要工业和民用建筑）计算值为1.1；NDD基桩的抗拔力设计值为218086t；gpdd基桩自重设计值。
γ根据表5.2.2，SDD桩侧阻抗力的分项系数取1.67。
3.1桩d的总桩数=0.6m1.1×21808.6q63.6/1.67×n+0.25×π×0.62×101.1? 21808.6? N463.6? 0.6? 10? 629.838? 6302件1.67计算置换率为? M纳帕？4d2？N178.132180.86a？零点零八一六八桩间距de?apm?0.25?d0.081682?1.86(m)3.2桩d的总桩数=0.4m1.1×21808.6q42.4/1.67×n+0.25×π×0.42×101.1? 21808.6? N442.4? 0.4? 10? 944.82? 9452件（件）1.67计算置换率为? Mapa？4d2？N118.752180.86a？0.05442（米）桩间距de?apm?0.25?d0.0544?1.524、对上述抗拔设计进行抗压验算4.1单桩竖向承载力设计值R其中：?sqsk?s??pqpk?p??cqck?c(5.2.2-3)Qsk和qpkdd分别为单桩极限侧阻力和极限端阻力的标准值；qckdd相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值，可表示为qck？qck？acnqckdd承台底1/2承台宽度深度范围内（q5m）内地基土极限阻力标准值；acdd承台底地基土净面积；ηs、ηp、ηCDD为桩侧阻力群效应系数、桩端阻力群效应系数和桩帽地基阻力群效应系数，按表5.2.3-1取值；?c??icacaci??ecaceac(5.2.3)AIC和aecdd承台内部区域（周边桩边缘包络区域）和外部区域的净面积，AC=AIC+AECηic、ηecdd承台内部和外部区域土壤阻力的群桩效应系数应根据表5.2.3取值；γs、γp、γCDD分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数和承台地基阻力分项系数，按表5.2.2取值。
明挖过江隧道抗浮桩及抗浮计算
1.128
抗浮安全系数不得小于1.15（总体技术要求8.7.1）， 当抗浮系数小于抗浮安全系数时需采取抗浮措施
抗拔桩提供的向下力
抗拔系数
土层厚度Байду номын сангаас（m）
桩周长(m)
单桩侧阻力 计算值(kN)
桩长
单桩自重 单桩抗浮力
(kN)
合计(kN)
λ
h
C
f1
l
f2
f3
0
0
0.7
0
0.65
0
0.5
0
0.5
0
0.6
6
结构自重
1883.00
覆土自重 每延米竖直向下的力(kN)
200.7 2083.70
过江段抗浮计算
每延米竖直向下力（kN）
kN/延米 kN/延米
结构体积*容重(按照25kN/ 隧
覆土厚暂按
结构排开的水体积 主体结构浮力
185.09 1850.9
每延米竖直向上浮力（kN）
立方米/延米
从CAD图量得，顶板
kN/延米
抗浮系数
1.126
抗浮安全系数不得小于1.15（总体 当抗浮系数小于抗浮安全系数
抗拔桩提供的向下力
名称
极限侧阻力 标准值 （Kpa)
抗拔系数
土层厚度 （m）
桩周长(m)
单桩侧阻力 计算值(kN)
Qsik
λ
h
C
f1
杂填土
10
0
素填土
10
0
冲洪积 粉质 黏土层
60
0.7
0
冲洪积 粉细 砂层
20
向下力
桩长 l
单桩自重 (kN)
抗拔桩计算公式
抗拔桩计算公式Nk≤Tuk/2+GpNk = 330kNTuk = Σλiqsikuili = 4×0.4×(0.68×35×2.4+0.68×40×2.5+0.72×50×3.5+0.72×72×5.6) = 866.28kNGp = 0.4×0.4×14×(25-10) = 33.6kNTuk/2+Gp = 1129.32/2+39.58 = 466.74kN＞330kN满足·群桩竖向抗拔承载力《建筑桩基技术规范》 5.4.5-1Nk≤Tgk/2+GgpNk = 330kNn = 3Tgk = ulΣλiqsikli /n= 5.2×(0.68×35×2.4+0.68×40×2.5+0.72×50×3.5+0.72×72×5.6) = 938.47kNGgp = 1.68×14×(20-10)/3 = 78.4kNTgk/2+Ggp = 938.47/2+78.4 = 547.14kN＞330kN满足·桩身受拉承载力《建筑桩基技术规范》5.8.7拉力全部由钢筋提供，已知桩所受轴向拉力N = 330kN。
钢筋等级为HRB400。
预应力筋抗拉强度设计值为1000MPa，用4根直径为9mm的预应力筋N≤fyAs+fpyApsAps = 4×64 = 256mm²As = (N-fpyAps)/fy = (330×1000-1000×256)/360 = 206mm²根据《先张法部分预应力方桩》第5页非预应力筋主筋直径不应小于14mm，A组桩最小配筋率不小于0.6%根据最小配筋率则所需要钢筋截面面积至少为As+Aps = A×0.6% = 960mm²所需非预应力筋的钢筋截面面积为As = 960-256 = 754mm²配4根16的钢筋，实配面积As = 804mm²此时桩身受拉承载力fyAs+fpyAps = 360×804+1000×256 = 545.44kN。
抗拔桩施工方法及工艺要求
抗拔桩施工方法及工艺要求由于本工程的抗浮水位为1.0m，抗拔桩作为抗浮措施。
抗拔桩直径d=800mm，D=1800mm，共40根，桩长≥6m。
桩身混凝土强度等级C35,水灰比不应大于0.45,主筋保护层厚55mm。
桩箍筋用螺旋式箍筋,并每隔2.0m设一道12焊接加劲箍筋,桩纵筋1022，锚入筏板内35d,钢筋搭接长度为36d。
结合深基坑支护桩（咬合桩）的施工，本工程抗拔桩采用旋挖钻成孔扩底灌注桩施工工艺进行施工。
该工艺可以充分发挥旋挖钻机钻孔速质量好,工作效率高,移位灵活,噪音底,环保的特点。
本工程投入 1 台旋挖钻机以及扩底装置和一台 25T 汽车吊车配合来进行旋挖钻成孔扩底灌注桩的施工。
1.1 旋挖钻成孔扩底灌注桩施工工艺旋挖钻成孔扩底灌注桩施工采用静态泥浆护壁钻孔成桩工艺具体施工流程为:测量定位→钻机就位→埋设护筒→灌入护壁泥浆→钻孔→扩孔→一次清孔→检测→钢筋笼下放→二次清孔→混凝土灌注其工艺流程见下图。
图旋挖钻成孔扩底灌注桩工艺流程图1.2旋挖钻成孔扩底灌注桩投入机械设备投入机械设备一览表序号机械或设备名称型号规格数量备注1.2 .3 主要施工工艺1.3.1、旋挖钻孔桩机安装就位后，调平垫稳底座，保持钻进时不发生位移和沉陷。
桩机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一前垂线上，偏差不大于2cm。
旋挖钻孔作业分两班连续进行，对旋挖钻孔不符合要求的应及时调整，经常注意土层的变化，每2米或在土层变化处取钻渣探明土层，记入记录本中（记录本中要有该桩孔的地质剖面图），随时与地质剖面图核对。
开始挖进时，先启动卷扬机慢速钻进，并注意钻机的稳固情况，钻头导向部分全部进入土层后才正常钻进。
在上部土层中钻进时，要控制进尺，低挡慢速，大泵量，泥浆比重控制在1.2~1.3之间。
在淤泥层中钻时，可用中速，大泵量，泥浆比重控制在1.3~1.4之间。
旋挖钻机挖至强风化时需进行第一次取强风化岩样保留，在挖进5米时，在进行第二次取岩样，经相关单位确认后验孔，提出挖斗，安装相应扩大头尺寸的钻头进行钻孔扩底，扩大头全部伸开，在扩20分钟，第一根桩先在地面作试验并由卷扬机钢丝绳定准，由机长及管理人员检查，扩底扩好后提出扩头。
水池抗浮力计算及解决方法
大型排水构筑物的抗浮设计张健摘要：大型排水构筑物一般均有较深的埋深，当地下水位较高时，抗浮设计往往是很突出的问题，能否合理地解决这个问题，对工程的安全稳定性及土建造价有很大的影响。
关键词：大型排水构筑物抗浮设计配重抗浮锚固抗浮降水抗浮观察井抗浮目前，在抗浮设计上，主要采用抗与放的方法。
所谓抗，即是配重抗浮、锚固抗浮；所谓放，即是降水抗浮和设观察井抗浮。
具体采用哪一种方法，尚应根据工程的具体情况而定，同时还应着重考虑对工程造价的影响。
下面就各种抗浮方式进行探讨并做经济分析比较。
一、抗浮方式的探讨：（一）配重抗浮：小型水池一般不需要配重抗浮，因其池壁相距较近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板与土的摩擦力，抗浮安全系数很容易满足规范要求。
砼的缺点之一是自重大，但事物均有两面性，抗浮时自重越大越有利。
配重抗浮一般有三种方法，一是在底板上部设低等级砼压重；二是设较厚的钢筋砼底板；三是在底板下部设低等级砼挂重。
一、二种方法的优点是简单可靠，当构筑物的自身重度与浮力相差不大时，应尽量采用配重抗浮，对工程造价的影响小,投产后亦没有管理成本。
但构筑物的自身重度与浮力相差较大时,本方法将会增加工程量使土建造价提高，原因是配重部分要扣除浮力，导致配重部分的厚度增大；较大的埋深也将增加挖方量和排水费用，同时也会增大基底压力，引起较大的地基变形。
如采用底板上设低等级砼压重的方法，将会使壁板的计算长度H加大，而壁板根部的弯矩值与H是平方关系,这样会使壁板根部的弯矩值增长较快，弯矩值较大时，板厚和配筋也会相应增大；如采用较厚的钢筋砼底板的方法，其工程量与设低等级砼压重相差不多，壁板的弯矩值虽小，但底板的钢筋用量会有些许增加；如采用底板下设砼挂重的方法，壁板的弯矩值小，底板的钢筋用量也不会增加，但底板和挂重部分砼须用钢筋连接，施工比较麻烦，当地下水对钢筋和砼具有侵蚀性时，设砼挂重的方法须谨慎。
（二）锚固抗浮：锚固抗浮一般有两种方法：1、锚杆：锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆，当底板下有坚硬土层且深度不大时，设锚杆不失为一种即简便又经济的方法；近年来，在饱和软粘土地基中，也有采用土锚技术的，也有采用短锚加扩大头技术的。
抗浮桩
桩抗拔承载力特征值计算
JK13
1.取第4和6淤泥土3.2米与残积砂质粘性土5.5米，强风化花岗岩1米计算，不考虑桩
自重（水浮力抵消）
单桩抗拔极限承载力特征值：Rta=U∑λqsiaLi+Gpk=3.14×0.5×（0.7×8×3.2+0.7×35×5.5+0.6×55×1）=291KN
单桩竖向抗拔承载力设计值验算：Qcr≤σpcA=5.3×（3.14×0.25×0.25－3.14×0.15×0.15）×1000＝666KN(管桩选用PHC500径100壁厚AB型)
单桩抗拔承载力特征值：Rta=min(429/2;666/1.2)=291KN
取Rta=290KN
接头焊缝验算：Qct≤lwheftw=[3.14×（d1+d2）/2]×he×ftw
={3.14×[(500－2）+（500－2×12）]/2]×0.75×8×170
=1560KN>600KN 满足要求。
2.填芯长度及1号筋确定
La≥Qct/(fnUm)=400×1.2/0.3/3.14/0.3=1698mm
构造要求取La=3.0m
3.1号筋：As≥Qct/fy=400×1000×1.2/300=1600mm^2
取1号筋为6φ20
4.桩布置计算
本工程采用PHCφ500-100-AB,C80预应力静压管桩。
暂定单桩竖向承载力特征值采取2000KN,抗拔桩单桩竖向抗拔承载力特征值290KN.。
抗浮桩计算
抗浮桩计算+有实列----难得啊！一般抗浮计算：（局部抗浮）1.05F浮力-0.9G自重<0 即可（整体抗浮）1.2F浮力-0.9G自重<0 即可如果抗浮计算不满足的话，地下室底板外挑比较经济同意以上朋友的观点，一般增大底版自重及底板外挑比抗拔桩要经济很多【原创】抗浮锚杆设计总结抗浮锚杆设计总结1 适用的规范抗浮锚杆的设计并无相应的规范条文，《建筑地基基础设计规范GB50007---2002》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002》有关锚杆的部分可以参考使用，不过最好只用于估算，锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，有一些锚杆构造做法可以参考。
对于锚杆估算，推荐使用《建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002》，对于岩土的分类较细，能查到一些必要的参数。
2 锚杆需要验算的内容1)锚杆钢筋截面面积；2)锚杆锚固体与土层的锚固长度；3)锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度；4)土体或者岩体的强度验算；3 锚杆的布置方式与优缺点1) 集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。
缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。
2) 集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。
缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。
地铁车站抗浮设计中抗拔桩的结构计算分析及应用
地铁车站抗浮设计中抗拔桩的结构计算分析及应用摘要：我国地铁行业目前发展迅速，由于岩土性质、水文情况的复杂性、施工技术的多变性、设计理论的局限性，对于车站结构抗浮设计中并没有统一的计算方法。
本文通过理论计算和有限元软件分别进行计算和模拟，证明了抗拔桩在地铁车站抗浮的可行性，并可为今后地铁车站抗浮设计提供参考。
关键词：地铁车站；抗浮；抗拔桩；安全设计0 引言有些地铁车站由于站位及水文地质情况限制，车站埋深较大，抗浮水位较高，顶板覆土相对较薄，抗浮问题也就成为了结构设计中的重要问题，是保证结构安全及正常使用的关键。
虽然现行的设计规范中要求，在进行设计时需对所有地下结构物进行抗浮验算，然而规范并没有具体设计方法规定。
本文参考相关文献，采用桩体弹簧模型简化模拟抗拔桩受力，利用结构有限元分析软件SAP2000分析计算，证明了选用抗拔桩来保证地铁车站抗浮安全是可行的，并可为今后地铁车站抗浮设计提供参考。
1 工程概况1.1车站结构概述某地铁车站型式为地下三层（局部四层）双柱三跨钢筋混凝土箱型结构，车站总长148m，标准段宽21.4m，底板埋深约24.3~32.4m，覆土厚度约3.5m，依据勘察报告，抗浮设计水位取整平地面下1m，整个车站结构采用明挖顺做法施工。
经初步估算，车站四层区域底板水浮力大于顶板覆土重量及结构恒载自重的总和，不满足现行设计规范中地铁抗浮安全要求，需要进行抗浮设计。
1.2工程地质水文概况车站地处紫金山西麓，为堆积侵蚀岗地区，地势起伏较大，上部土层主要为Q3冲洪积的可塑～硬塑的粘性土及残坡积土，下部为燕山期的闪长岩。
拟建场地岩土种类较多，不均匀，性质变化较大，地下水埋藏较浅。
场地土按沉积时代、成因类型及物理力学性质各土层自上而下依次为：杂填土；素填土；粉质黏土；残积土；强风化闪长岩；中风化闪长岩。
场地基坑底部为中风化闪长岩:青灰色,岩芯为长柱、短柱状,取芯率80-90%,矿物成分主要为角闪石和斜长石,含少量黑云母,斑状结构,块状构造,裂隙较发育,敲击声脆,为较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
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抗拔桩抗浮计算书
一、工程概况：
本工程±0.00相对标高为100.55m，依据地质勘查报告，抗浮设计水位为98.00m，即±0.00以下2.55m。
本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；
本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：
二、浮力计算
基础底板顶标高为:-（4.5+5.4+0.4）=-10.30m
基础底板垫层底标高为：-(4.5+5.4+0.4+0.6+0.15)=-11.05m
浮力为F浮=rh=10x（11.05-2.55）=85KN/m²
1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；
2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）
副楼地上3层部分，面积为401m²
故上部三层q
1
=（486+550+550）x9.8/401=38.76KN/ m²
地下一层面荷载为：q
2
=16 KN/ m²
地下二层面荷载为：q
3
=14 KN/ m²
基础回填土垫层：q
4
=15x0.4=6 KN/ m²
基础底板：q
5
=25x0.6=15 KN/ m²
则F抗= q=38.76+16+14+6+15=89.76KN/ m²
F抗/F浮=89.76/85=1.056＞1.05
故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩
副楼立面示意
3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：
F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²
F1=F浮-F抗=85-51=34 KN/ m²
既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮
三、抗拔桩计算
依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条
N k≤2
T uk+G
p
抗拔桩桩型采用钻孔灌注桩，桩经采用d=600mm
桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。
依据《建筑桩基技术规范》，地质报告，抗拔系数λ=0.5 1）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值
- 1 -
- 2 -
T
uk
=∑λi q sik
u i
l i
=0.5x70x1.884x15 =989.1 KN
G p
=AL γ=(25-10)x 4
1
x ∏x 6.02
x15=63.6 KN 则2T uk +G p =21.989+63.6=558.15 KN 综上考虑，
N
k
=500KN
则抗拔桩数n=
N
F k
1xA
A1区域需要桩数n 1=
50034
1353x =92.01 取≥93根 A2区域需要桩数n 1=50034
112x =7.616 取≥8根
A3区域需要桩数n 1=500
34
343x =23.32 取≥24根
平面桩布置示意图如下
平面桩布置示意图
四、 桩对筏板冲切计算
框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书
对于桩冲切筏板，计算如下：
抗拔桩承载力特征值R a =500KN 即F L =500KN
依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条
F
L
≤0.7βh ηf t
u m h 0
β
h
=1.0
f
t
=1.71N/mm ²
u
m
=4x1200=4800mm
h 0
=600-50=550mm
η1=0.4+
β
s
2
.1=0.4+
2
2
.1=1.0
- 3 -
η2
=0.5+u
h m
s 40α=0.5+4800
4550
20x x =0.5+0.573=1.073 η
= min ［η1 η2］=1.0
则0.7βh ηf t
u m h 0
=0.7x1.0x1.71x1.0x4800x550
=3160KN ＞F L 即桩冲切筏板满足要求 五、 桩间筏板局部抗浮计算
对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核
按无梁楼盖进行计算，桩为支座，l x =3.6m ，l y =3.6m
采用经验系数法：X 、Y 向M 0=8
1q l x l y ²=85x3.6x3.6 ²/8=495.72KN ·m 最大支座截面弯矩M=0.5M 0=248 KN ·m （柱上板带）
A s =M/(0.9
f
y h 0)=248x 106
/（0.9x360x550）=1392mm ²（3.6m 宽范围内）
每延米：387 mm ²＜基础筏板构造配筋=0.15xh=900 mm ² 即筏板配筋满足要求
六、 桩身配筋
1） 按正截面配筋率0.65%xA =1838mm ² 2） 按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比
A s
=
f
y
N
=500x1000/360=1389mm ²
综合取A s =8∅18=2036 mm ² 满足要求。