抗拔桩设计

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空心预应力混凝土管桩抗拔设计的阐述

空心预应力混凝土管桩抗拔设计的阐述

空心预应力混凝土管桩抗拔设计的阐述空心预应力管桩由于工艺简明,施工方便,适用性广,造价低廉,在工程中已经得到了较为广泛的应用,由于其既作为抗压桩又作为抗拔桩,达到了缩短工期和降低投资的效果,因此设置抗拔桩来满足结构抗浮要求是一个较为常用的方法,本文对抗拔桩的设计要点作了分析,便于广大设计人员在工程设计中合理正确应用。

标签地下工程;预应力管桩;抗拔桩设计;抗浮;静荷载试验1 工程概况该工程位于市区,其地下汽车库为全埋式地下汽车库,工程剖面见图1,结构采用钢筋混凝土梁板式楼盖体系。

地下室底板面标高-6.0m,顶板面标高-2.7m,覆土面标高-1.5m,覆土厚度为1.2m。

土层情况见表1。

场地浅层地下室为孔隙潜水,补给源主要为大气降水,勘察期间测得钻孔稳定水位埋深在地下0.5~1.0m 之间。

表1土层情况土层层厚(m) 其他性状①杂填土0.5~1.2 —②粘土 0.7~1.4 软塑,饱和③淤泥 18.2~28.4 流塑,饱和④粘土 3.2~4.7 可塑,饱和⑤粉质粘土15.2~18.7 可塑,中等压缩性,w0=30.1%,e0=0.9442 抗浮整体设计计算2.1 抗浮工况结构进行抗浮分析计算时,考虑了三种工况:2.1.1 施工阶段车库顶板已施工完成,覆土尚未回填,要求在施工阶段采取可靠的降排水措施,设计不考虑施工阶段的浮力作用;2.1.2 使用阶段考虑常年稳定水位下地下水的浮力作用,以地表下0.5m作为抗浮计算水位,抗浮系数采用1.2;2.1.3 漫水工况考虑使用阶段短时水位超过室外地面,抗浮系数取1.1。

2.2 抗浮方案图1地下室剖面示意图图2管桩接桩示意图结合工程实际、当地供货情况、施工水平和甲方对工期的要求,设计时比较了钻孔灌注桩和先张法预应力混凝土管桩作为抗拔桩的方案,预应力管桩方案具有以下优点:承载力高,根据岩土勘察报告,管桩qsia要比钻孔灌注桩高20%~30%;经济性好,根据桩基施工单位报价,当地φ500钻孔灌注桩造价为176元/m,而B600 110管桩为153元/m;由于管桩为预制桩,材料供货方便,施工速度快;正常使用极限状态下管桩混凝土为压应力或零应力,工作状况合理,充分利用了管桩的预应力优势。

抗拔桩设计.doc

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抗拔桩设计抗拔桩设计时都必须满足三方面要求:其一是抗拔桩基必须是安全的和适用的,其二是抗拔桩基设计必须是合理的,其三是抗拔桩基设计必须是经济的。

CBI下面针对抗拔桩设计进行如下相关信息的介绍:抗拔桩设计时都必须满足三方面要求:其一是抗拔桩基必须是安全的和适用的,其二是抗拔桩基设计必须是合理的,其三是抗拔桩基设计必须是经济的。

此三方面要求同等重要,相互制约。

扰拔桩基设计的安全性要求包括两个方面,一是抗拔桩基与地基土相互之问的作用是稳定的,二是抗拔桩基自身的结构强度是足够的。

前者要求抗拔桩基在设计荷载作用下具有足够的抗拔承载能力,同时保证抗拔桩基不产生过量的变位和变形,后者要求抗拔桩基结构内力必须在材料强度容许范围内。

抗拔桩基设计的合理性要求抗拔桩的持力层选择、抗拔桩的几何尺寸选择和抗拔桩的布置尽可能地发挥抗拔桩基最佳承载能力。

设计中按准确的内力计算结果确定抗拔桩身材料强度等级和配筋率,无论是整体还是局部,都既满足构造要求,又不过量配置材料;同时设计结果在施工上应该可行方便:设计结果符合建筑物的使用功能。

抗拔桩基设计的经济性要求是指抗拔桩基设计中要通过运用先进技术和手段,充分把握抗拔桩基特性,通过多方案的比较,寻求最佳设计方案,最大限度地发挥抗拔桩基的承载能力,力求使设计的抗拔桩基造价最低。

拔桩桩基承找力主要取决于地基土的特性和抗力,而地基土组成复杂,空间分布极度不均,场地土性指标具有较大的随机性、离散性和变异性,从概率角度看,有限数量的地基勘测指标是不可能准确代表场地土性的,因而由此确定的抗拔桩承载力具有较大的随机性。

以往在抗拔桩基设计中都习惯于通过个人的经验和一定的安全系数来确定抗拔桩基承载力设计值,许多分析均表明,安全系数并不安全,因为它不能反映荷载、场地土性、承载力设计方法的误差等因素的随机变异性影响。

地下室施工中的抗拔桩设计

地下室施工中的抗拔桩设计

地下室施工中的抗拔桩设计地下室施工是现代建筑中常见的一种结构形式,它不仅能够充分利用地下空间,还能够提供额外的使用面积。

然而,在地下室的施工中,抗拔桩设计是非常重要的一环。

本文将探讨地下室施工中的抗拔桩设计的重要性,并介绍一些常见的抗拔桩设计方法。

首先,我们来了解什么是抗拔桩设计。

在地下室的施工中,地下水位较高或者土层比较松软时,地下室的墙体容易受到挤压和抬升的力。

为了保证地下室的建筑安全,就需要进行抗拔桩设计,即使用桩基来抵抗地下水位和地层对地下室墙体的作用力。

抗拔桩设计的方法有很多种,其中最常见的一种是直接土层方法。

这种方法适用于地下水位较高的情况。

首先,在地下室墙体施工前,需要对施工区域进行土方开挖,并依据土质情况选择合适的抗拔桩类型。

然后,在挖好的坑内安装抗拔桩,通常采用的是钢筋混凝土桩。

抗拔桩的长度和直径根据地下水位高度以及土壤承载能力来确定。

最后,将地下室墙体嵌入到抗拔桩周围,形成一个整体结构。

除了直接土层方法,还有一种常见的抗拔桩设计方法是压实土层方法。

这种方法适用于土层较松软的情况。

在施工前,需要对施工区域进行地面开挖,并将土方侧推形成一侧斜坡。

然后,在侧坡上方开挖坑底,并在坑底安装抗拔桩。

抗拔桩的数量和长度根据土层性质来确定。

最后,将地下室墙体侧倾安装在抗拔桩的背面,然后通过压实土层的方法来增加地下室墙体的稳定性。

抗拔桩设计的重要性不可忽视。

一方面,抗拔桩能够有效地抵御地下水位和土层对地下室墙体的作用力,保证地下室的结构安全稳定。

另一方面,抗拔桩还能够提高地下室的使用寿命。

正常情况下,地下室的墙体会受到地下水位的腐蚀和侵蚀,长时间使用容易出现渗漏和倾斜等问题。

而抗拔桩设计可以减少地下室墙体的变形和位移,延长地下室的使用寿命。

总之,地下室施工中的抗拔桩设计是非常重要的一环。

常见的抗拔桩设计方法有直接土层方法和压实土层方法。

抗拔桩能够有效地抵御地下水位和土层对地下室墙体的作用力,保证地下室的结构安全稳定,并延长地下室的使用寿命。

浅谈抗拔桩的设计及施工技术

浅谈抗拔桩的设计及施工技术

浅谈抗拔桩的设计及施工技术本文简单介绍了抗拔桩的荷载传输及破坏形式等基本概念,分析了抗拔桩在工程应用中的设计方法,并给出了几种抗拔桩的施工技术。

标签抗拔桩;设计方法;施工技术随着城市建设的高速发展,地上建筑越来越高,地下建筑越来越深,特别是基础浸入地下水的深度越来越大,地下建筑物如地下室等会受到地下水浮力的作用,随着深度的加大,受到的水浮力也加大,如果不采用有效措施来解决抗浮问题,地下建筑物将因过大的水浮力发生破坏或影响使用。

为了满足这种基础的受力要求,抗拔桩基础被广泛采用。

抗拔桩基础的应用越来越广泛,但目前为抗拔桩大多还只是传统上的钻孔灌注桩,只是钻孔灌注桩的受力和作用机理改变了而已。

但由于传统钻孔灌注桩中,桩身混凝土是受压的,在受压状态下桩身混凝土很难会发生破坏,桩身钢骨架也不会产生破坏。

一旦把传统钻孔灌注桩当作抗拔桩来使用,桩身混凝土在拉伸作用下很容易发生破坏,随着桩身混凝土的破坏,桩身钢骨架也随之发生破坏,这就对抗拔桩的设计和施工工艺提出了新的要求。

本文针对这一点,就抗拔桩的设计方法进行了分析,并对地下抗拔桩结构的施工给出了具体的技术措施。

1 关于抗拔桩的基本概念1.1 荷载传输规律抗拔桩的荷载传递规律与摩擦型的抗压桩类似。

桩头受到拉力,桩身拉应力开始产生在桩的顶部,桩体与土体之间产生相对移动,由此将荷载以剪应力的形式传递到土体中去,只不过桩侧摩阻力传递方向相反。

侧摩擦力的发挥与很多因素有关。

根据抗拔桩的长径比不同,桩的荷载传输方式主要有以下两种情况:1.1.1 对于短粗的桩。

由于抗拔桩是钢筋混凝土结构,弹性伸长量不大,桩身上下和土层之间相对位移量不大,这样桩身上下的侧摩擦力几乎是同时出现的,大小也相当。

这样,很小的上拔位移就可以使上拔荷载达到峰值,然后承载力迅速减少,随着位移增大,残余承载力变得很小。

1.1.2 对于长桩。

受到桩身弹性变形的影响,抗拔桩的侧摩擦力首先在桩身的上部出现,随着荷载的增加及变形的增大,桩侧摩擦力将逐渐沿桩身向下延伸,直到整个桩身都受到侧摩擦力的作用。

浅谈抗拔桩基础的设计

浅谈抗拔桩基础的设计

浅谈抗拔桩基础的设计摘要:随着国民经济的日益发展,促使城市建设的发展,地下空间的开发和利用越来越来越多,地下结构的抗浮问题日益突出。

文章简述了各种地下结构的抗浮措施的抗拔桩,重点研究了抗拔桩的受力机理、适用范围、存在的局限性和今后的发展方向。

关键词:抗拔桩抗压桩机理承载力验算引言我们国家是一个人口大国,尽管拥有丰富的土地资源,但却依然不能满足人们生活居住的需求,特别是近年城市化的加快,土地资源缺乏问题显得更加突出,因此,我们必须更好地利用仅有的土地。

在这种情况下,大批功能齐全、造型新颖的建筑便陆续涌现,特别是大型高层建筑,更是得到了飞速发展。

由于这些建筑物基础及自身功能的需要,一般均建有地下室,这些使得建(构)筑物的基础要同时承受竖向压力和拉力的作用,有时上拔荷载较大甚至成为主要作用力,这时,普通的桩显然不能满足要求,故产生了承受竖向抗拔力的桩,也就是抗拔桩。

2 抗拔桩的受力机理及与抗压桩的区别桩按受力情况主要可分为承受竖向压荷载的抗压型桩和承受竖向拉力荷载的抗拔型桩(抗浮桩)两大类。

在大多数桩群中,抗压型桩的使用也比抗拔型桩的使用要显得广泛。

但在一些特殊情况下需特别采用抗拔型桩。

抗拔桩的主要靠桩身与土层的摩擦力来受力,以抵抗轴向拉力为主的桩,如锚桩、抗浮桩等。

在地下水位较高的地区,当上部结构荷重不能平衡地下水浮力的时候,结构的整体或局部就会受到向上力的作用。

如地下水池、建筑物的地下室结构、污水处理厂等必须设置抗拔桩,同时抗拔桩也广泛应用于高耸建(构)筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等抗拔桩一般均嵌入竖硬而埋藏较浅的基岩中。

由于造价及施工条件的限制,抗拔桩一般入岩不深,需要对入岩桩段部分进行桩端灌浆处理。

如果上覆土层较厚,桩无法埋入基岩,那就只能全靠桩侧土的表面摩擦阻力抗拔,此摩擦阻力较小,抗浮效果不佳;若在桩端设置扩大头,则能大大提高桩的抗拔能力。

抗拔桩设计方法及相关问题思考

抗拔桩设计方法及相关问题思考

抗拔桩设计方法及相关问题思考摘要:在地下水位较高的地下室建筑结构设计中,要充分考虑其结构建筑的抗浮特性,因为一旦建筑物体本身的重力荷载无法适应地下室结构建筑的抗浮要求,就会致使地下室结构建筑形成上浮,进而引发地面裂缝、墙柱裂缝、坍塌等重大问题,从而严重地危害建筑物运行安全性。

所以,在从事地下建筑结构设计时,要采取一定的抗浮技术,依据实际工程中的地质技术条件选择抗拔桩桩型,以进一步提高基桩的抗浮能力。

关键字:地下基础抗浮工程;抗拔桩;应用近年来国家经济增长迅速,城市化进程加快,地产行业蓬勃发展,为提高有限的土地资源利用率,城市建设逐步向高层建筑及多层地下建筑发展,另外城区相对平坦的建设用地随着土地商业开发的增加而逐渐减少,商业开发土地逐渐边缘化,山坡地段依山就势的建筑物也逐渐增多。

随着地下建筑的层数增加,地下建筑的埋置深度大幅增加,如何在确保抗浮安全的前提下尽可能节约建设成本及公共社会资源受到了行业内的广泛关注和研究。

一、地下结构抗浮设计理论研究地下建筑抗浮措施分为主动抗浮措施及被动抗浮措施,通俗来说分为“疏”和“抗”两大类。

“疏”即通过相应的排水或隔水措施将地下水位降低,进而减小地下工程所受到的水浮力。

“抗”即通过增加结构自重或者设置抗浮构件来抵抗地下工程所受到的水浮力。

针对地下结构进行抗浮设计,应对建筑整体和局部展开抗浮验算,在达到整体抗浮稳定基础上,还要对承受上方应力较小的结构单元展开局部抗浮稳定性验算。

对建筑整体进行抗浮稳定性验算,可确保地下结构不出现整体上浮情况,而进行局部抗浮稳定性验算,能避免地下墙体、基础底板以及两柱节点由于局部应力过大出现变形或开裂问题,保证建筑免受地下水影响,维护建筑结构安全。

抗浮验算的具体步骤是:①对建筑物自重展开计算;②结合抗浮设防水位,并对抗浮设防水浮力进行计算;③验算抗浮稳定性;④比选抗浮措施方案;⑤选择抗浮措施;⑥设计基础施工图。

当前抗浮验算大多选择安全系数法,结合相关规范,基础抗浮稳定性验算公式是:公式(1)在公式(1)中,Gk指建筑物自重和压重相加之和(kN);Nw.k指抗浮作用值(kN);Kw指抗浮稳定安全系数,通常可选1.05。

抗拔桩设计计算

抗拔桩设计计算

抗拔桩设计计算1、设计依据中华人名共与国行业标准:《建筑桩基技术规范》JGJ 94-942、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、计算给定地层单桩抗拔极限承载力标准值(5、2。

18—1)Uk――基桩抗拔极限承载力标准值;u i――破坏表面周长,对于等直径桩取u=πd;qsik――桩侧表面第i层土得抗压极限侧阻力标准值,本次计算根据勘察报告取值为45KPa;λi――抗拔系数,按照表5.2、18—2取值。

本次计算λi=0.75、li――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情况得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情况得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(5.2。

17-2)其中:γ0――建筑桩基重要性系数,按照表3。

3。

3确定安全等级,本次计算按照一级(重要得工业与民用建筑物)取值为1、1;N――基桩上拔力设计值21808。

6t;Gp――基桩自重设计值。

γs――桩侧阻抗力分项系数,按照表5。

2、2取值1。

67、3、1对d=0.6m桩总桩数1、1×21808、6≦63。

6/1。

67×n + 0。

25×π×0、62×10 (根)计算置换率为桩间距(m)3、2 对d=0。

4m桩总桩数1。

1×21808。

6≦42.4/1。

67× n +0.25×π×0。

42×10(根)计算置换率为桩间距(m)4、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(5.2。

抗拔桩施工方案

抗拔桩施工方案

抗拔桩施工方案随着城市建设不断推进,基础设施建设越来越受到人们的关注。

其中,抗拔桩是一种很常见的工程方案。

在施工过程中,抗拔桩施工方案起到了至关重要的作用。

下面我们将详细介绍抗拔桩施工方案,包括它的意义、设计和施工流程。

一、抗拔桩施工方案的意义抗拔桩是指在地面上构造一个或多个桩体,通过桩体在土壤中承载荷载的作用来抵抗不利荷载。

在施工过程中,设计出合理的抗拔桩施工方案可以大大提高工程质量和效率,降低后期的维护成本,从而实现可持续发展。

二、抗拔桩施工方案的设计1. 选址和勘测选址和勘测是抗拔桩施工方案设计的重要步骤。

在选址和勘测阶段,需要对工地进行调查研究,了解工地的地质结构、土层情况和地下水位等信息,以便确定合理的抗拔桩施工方案。

2. 桩型和桩径选择桩型和桩径的选择需要考虑多种因素,如钢管桩、混凝土桩等的选择,以及桩径的大小、长度等要素。

在设计时需要充分考虑地基的承载力、钢材疲劳性能、压力水头、振动和噪声等因素。

3. 抗拔桩的布置抗拔桩的布置需要依据荷载特点及地基的地质环境合理布设。

具体而言,需要结合工程的设计重量、地质情况、地质灾害、桩基础形式、土体相互作用、荷载形式和施工工艺等因素,在选定位置布设。

三、抗拔桩施工流程1. 准备工作在抗拔桩施工前,需要进行严格的准备工作,包括施工方案的编制、机械设备的调试和工人的培训等,以确保施工操作安全有效。

2. 桩基础施工桩基础施工包括孔钻或打孔、沉管、护壁和灌浆等步骤。

需要在避免损坏现场环境和周边设施的前提下进行施工。

3. 桩基础注浆桩基础注浆是抗拔桩施工中的关键步骤之一。

在注浆过程中,需要合理分配浆液量,确保桩体内外浆液压力平衡。

4. 桩头制备桩头制备需要对桩材进行加工,以确保接头大小、形状、深度符合标准要求。

这个过程需要精确度很高,以确保抗拔桩质量。

5. 安装桩头安装桩头是抗拔桩施工的关键一环。

需要根据设计和施工方案安装桩头,并利用扳手、卡盘、罩体等机械工具使桩体与桩头紧密接合。

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抗拔桩设计水池抗浮设计方案的分析与比较毕雅明(同济大学建筑设计研究院环境工程设计分院,上海200092)提要对目前在水池抗浮设计中常用的各种方案进行了较为深入的分析,并针对各种抗浮措施在其适用条件及经济性、可行性上进行比较。

有利于在工程设计中采用更为经济、合理的抗浮方案。

关键词水池抗浮,抗浮设计,抗浮措施Analysis and comparison about Anti-floatingon concrete water pool designAbstract In-depth analysis about variousanti-floating design projects of commonly used on concrete water pool design, and measures against various anti-floating in its application conditions and the economy, feasibility. Be benefit to chose a more economical and reasonable anti-floating program in design works.Keywords anti-floating of water pool, anti-floating design, Anti-floating measures1 概述在市政、环境、水利和工业项目建设中,有大量的埋地式水池构筑物。

对于建设在地下水位较高地区的埋地式水池,其抗浮措施是设计中必需解决的重要问题之一。

目前在抗浮设计中常用的方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等多种。

这些方法各有特点,针对不同的建设场地和不同结构体型的池子,选用不同的抗浮措施,会对结构受力和工程造价产生较大的影响。

2抗浮设计方案的分析与比较水池的抗浮计算公式为:G/F≥1.05式中:G为不含池内盛水的水池自重等永久作用荷载,当构筑物为沉井等侧壁与土体紧密接触的结构,可计入侧壁上的磨擦力;F为地下水浮力。

下图为水池考虑整体抗浮时的抗浮力示意图:其中:G1为池体自重;G2为池内压重;G3为池顶压重;G4为池壁外挑墙址上压重;G5为池底板下部配重;N1为池底抗浮桩或锚杆的抗拔力。

在水池内设置支承结构时,水池还需验算局部抗浮,其抗浮力示意图如下:此时各抗浮力均为每一支承单元内的值。

2.1自重抗浮自重抗浮即通过提高池体结构自重G1来达到抗浮的目的。

此种方法一般适用于水池自重与地下水浮力相差不大的情况下。

增加自重一般通过增加水池池壁或加厚底板来实现,这样会增加混凝土用量,但由于结构厚度的增加,可以减小池内配筋,降低配筋率,所以适当的增加结构厚度,其造价的增加幅度并不很大。

同时,此方法加大了结构件的截面,提高了结构刚度,对池体结构本身进行了加强。

采用自重抗浮对于原设计水池截面配筋率相对较大的水池最为经济适用,若原水池截面配筋率不大,增大截面后有可能使结构构件为满足最小配筋率而增加钢筋用量,这样池体造价会大幅上升,宜考虑采用其它抗浮措施。

根据工程实践,在自重与地下水浮力相差在10%以内的情况下,通过增加结构自重抗浮具有较好的经济性。

若自重与地下水浮力相差达15%,考虑到1.05的抗浮系数及由于结构尺寸加大新增的浮力,结构自重需增加的量一般可表达为:0.15G1×25/(25-10)×1.05=0.2 63G1可见此时池体需加重25%以上才能满足抗浮,此时应考虑结合其它措施抗浮,以达到经济合理的效果。

2.2压重抗浮压重抗浮是通过在池内、池顶或池底外挑墙趾上压重来抗浮。

池内压重即增加G2抗浮,一般需将池体落深,在池内填筑压重混凝土或浆砌块石等其它材料来达到抗浮的目的。

此法增加了基坑深度和池壁高度,但一般不会增加池底所受的不均匀荷载反力,对底板的内力影响较小。

池顶压重则增加G3,常用于埋地式水池或半埋地的水池,如自来水厂的清水池、吸水井和一些埋地式污水处理构筑物等等。

采用此法,可充分利用池顶覆土种植绿化或作为活动场地。

但池顶压重会大大增加池顶板和底板的荷载,使顶底板的结构厚度和配筋都相应增加。

在外挑墙趾上压重增加了G4,它不增加基坑深度,但一般均需将底板外挑较大范围,增加基坑面积,并且对邻近建构筑物或管线等的布置造成一定的影响,另外会增加池底所受的不均匀荷载反力,使池底板的内力增大。

此法可直接利用外挑墙趾上的回填土自重或填筑毛石等自重较大的材料抗浮,若直接利用回填土,考虑到回填土的不均匀性及填挖的不确定性,一般应乘0.8~0.9的折减系数。

它常用于一般中小型的水池抗浮,但不宜用在平面尺寸较大的水池,对需考虑局部抗浮的水池也不适用。

2.3池底配重抗浮池底配重抗浮即增加G5,是在水池基础底板以下设配重混凝土,通过底板与配重混凝土的可靠连接来满足抗浮要求。

其典型例子就是在沉井结构设计中,如果井体的自重不足以满足抗浮要求,可在底板与封底混凝土间设置拉结短筋,利用封底混凝土的自重抗浮。

此法用于一般水池时,其受力情况近似池内压重抗浮,它不需增加池壁高度,但要保证底板与配重混凝土的可靠连接,并且其配重材料一般应采用标号不小于C15的混凝土。

基底配重抗浮一般比池内压重抗浮更为经济,但若池内压重可在工程所在地就地取材采用块石等,则造价可能比基底配重更低。

2.4打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮打抗拔桩抗浮或打土层锚杆抗浮对池体的受力情况相似,它们是通过桩或锚杆的抗拔力N1来抗浮。

此类方法对大体积埋地水池的抗浮相当有效,它不仅能满足池体的整体抗浮,还能通过合理布桩或锚杆,很好地解决大形水池的局部抗浮问题。

打抗拔桩或打土层锚杆是利用桩或锚杆的锚固力来抗浮,抗拔桩的抗拔力由桩体与土的摩擦力和桩身抗拉强度中取小值,一般情况下由桩体与土的摩擦力控制。

为增加桩体摩擦力,桩径越小则同体积桩体的表面积越大,摩擦力也越大。

另外,由于大部分水池为平板基础,若单桩抗拔力过大,对底板的集中荷载作用明显,必须进行局部加强或改变底板结构形式才能承受抗拔力,这样使造价进一步増加。

所以,抗拔桩一般宜选用桩径较小,单桩抗拔力相应较小的桩进行密布。

抗拔桩的桩长宜尽量控制在单节桩的长度范围内,这样可以减少接桩费用及避免由于接桩不牢固造成抗拔力损失。

由于桩端承载力对抗拔力无帮助,所以一般无需打入硬土层。

锚杆抗浮分为岩石锚杆和土层锚杆二种。

岩石锚杆适用于基础直接座落于基岩上的情况,由于锚杆直接插入基岩灌浆,岩石锚杆的抗拔力较大。

在一般土层中则为土层锚杆,影响土层锚杆抗拔力的因素比较多,对设计和施工的要求也比较高。

岩石锚杆和土层锚杆设计适用的规范为“ GB 50330-2002”和“GB50007-2002”中有关内容,上海地区可按上海市标准“DBJ08-40-94”中有关内容设计。

采用锚杆技术造价相对较低,同时锚杆的布置密度相比抗拔桩较密,对池底板的整体作用更接近于均布荷载,有利于底板的防渗裂。

但锚杆施工具有一定的专业性,其浆液的配制及施工过程的技术控制对锚杆的抗拔效果有决定性作用,所以应由专业队伍施工。

与锚杆技术相比,抗拔桩较为常用,且施工方法属于常规技术,易于控制质量。

当水池座落于软弱土层上时,抗拔桩结合承重桩和沉降控制桩一起设计,可具有很好的经济性。

2.5其它抗浮方式除上述抗浮方案外,还有降水抗浮和设观察井抗浮等方式,它们是通过降低地下水位或通过观察地下水在低水位时才允许排空水池的方法抗浮。

此类方法由于易造成生产运行和管理方面的不便,在市政给排水工程设计中应用很少,此处就不再展开论述了。

2.6工程设计实例此处以“山东省枣庄市台儿庄区污水处理厂工程”中二沉池为例,选择几种不同的抗浮方案进行比较。

本工程地质土层情况为:1层粉质粘土层f ak=160Kpa 厚1.2m2层粘土混姜石层f ak=180Kpa 厚2m3层粘土层f ak=200Kpa f rb=28Kpa 厚度>10m地下水抗浮设计水位为场地设计地面下1.3m。

二沉池为内径42m圆形锥底水池,内底面埋深3.4~4.5m,地上部分高1.6m。

池体自重G1=27508KN;浮力F=39285KN其截面简图如下:分别采用压重抗浮、打抗拔桩抗浮和打土层锚杆抗浮的方案进行计算比较。

(1)压重抗浮:采用池内压重与池周外挑墙址上压重结合的方式。

将原锥形池底做成平底后在池内填筑毛石混凝土形成锥底,另外底板外挑墙址上填土分层压实。

其截面简图如下:此法增加工程量如下:池壁增加钢筋混凝土重G1’=1096KN池内填筑毛石混凝土重G2=25386KN池壁外挑墙址上土重G4=2436×0.8=1949KN总浮力变为F’=53048KN总抗浮力为∑G =G1+G1’+G2+G4=55939∑G/F’=55939/53048=1.054>1.05满足(2)打抗拔桩抗浮:采用D400预应力混凝土管桩,壁厚95mm,桩长10m。

单桩抗拔力设计值N1=200KN共需桩数=(1.05F-G)/200=(39285×1.05-27508)÷200=69根经布桩后取72根总抗浮力为∑G =G1+72N1=41908∑G/F=41908/39285=1.07>1.0 5满足(3)打土层锚杆抗浮:采用锚杆长8m,直径150,锚固体为M30水泥砂浆,杆体采用1Ф25螺纹钢筋。

锚杆抗拔力设计值N1=πd f rb /1.3=(28×π×0.15×8)÷1.3=81KN共需锚杆数=(1.05F-G)/81=(39285×1.05-27508)÷81=170根总抗浮力为∑G =G1+170N1=41278∑G/F=41278/39285=1.051>1.05满足抗浮设计技术经济比较根据以上对比可见,本池由于平面尺寸及浮力较大,自重较轻,其自重与地下水浮力相差达30%,所以采用压重抗浮的造价大大增加,明显不经济。

采用打抗拔桩或土层锚杆抗浮较为合适,其中尤以土层锚杆更为经济,但土层锚杆对施工队伍的要求较高。

本工程考虑到做土层锚杆抗浮在当地缺乏经验,所以未采用锚杆抗浮;另外,整个工程仅此池子下打桩对施工管理和工期有所影响。

最后经工艺调整后将水池整体抬高0.5米后采用压重抗浮。

3结论综上所述,抗浮设计的原理虽然简单,但其方案的不同对结构受力及工程造价会产生较大的差异。

工程设计中,为了达到经济、可靠、易操作的目的,抗浮设计方案往往由几种不同的措施组合而成。

另外,进行抗浮设计时还必需综合考虑工程所在地的具体情况,做到就地取材,因地制宜,尽量符合当地的施工力量现状和习惯做法,以便在确保质量的前提下做到既经济又合理。

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