抗拔桩

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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。

抗拔桩的作用

抗拔桩的作用

抗拔桩的作用抗拔桩是指在建筑施工中使用的一种技术手段,用于增加桩基的稳定性和抗拔能力。

桩基是建筑物最重要的承重结构之一,而抗拔桩则是保证桩基稳定的关键措施之一。

本文将从桩基的重要性、抗拔桩的作用原理和常见的抗拔桩技术等方面进行阐述。

桩基在建筑工程中占据着不可替代的重要地位。

它能够将建筑物的荷载传递到地下的更加稳固的土层或岩体中,起到支撑和分散荷载的作用。

然而,由于不同地质条件下土层的承载力存在差异,一些特殊情况下桩基容易发生倾斜、沉降或抬升等问题,威胁到建筑物的安全稳定。

因此,为了保证桩基的稳定性,抗拔桩成为一种必要的措施。

抗拔桩的作用原理是通过增加桩基与土层之间的摩擦力或阻力,提高桩基的抗拔能力。

摩擦力是指桩身与土层之间的相互作用力,其大小与桩身表面积、土层的压实程度等因素有关。

阻力则是指桩基在抗拔时所受到的土层反作用力,其大小与土层的强度和桩基形状等因素有关。

抗拔桩的作用就是通过增加这些力的大小,使桩基能够更好地承受外部荷载和地下水力的作用,确保桩基的稳定。

根据不同的工程需求和地质条件,抗拔桩有多种技术方法。

常见的抗拔桩技术包括钢筋混凝土抗浮桩、压实桩、摩擦桩和锚杆桩等。

钢筋混凝土抗浮桩是在桩身上增加一层混凝土外壳,增加了桩身的重力,提高了抗浮能力。

压实桩是通过振动或冲击等方式将桩身与土层紧密结合在一起,增加了桩身与土层之间的摩擦力。

摩擦桩是通过桩身与土层之间的摩擦力来抵抗外部荷载,其受力机制与摩擦锚杆类似。

锚杆桩是通过在桩身周围布置锚杆,将桩基与土层之间的力分散到较大范围内,增加了桩基的抗拔能力。

除了以上技术外,还有一些辅助措施可以提高抗拔桩的效果。

例如,在桩基施工中,可以采用预应力锚杆或加固带等方式增加桩基的抗拔能力。

同时,在设计和施工过程中,要根据具体的工程要求和地质条件,合理选择抗拔桩的类型和布置方式,确保桩基能够承受设计荷载,并且在使用过程中不会出现沉降或倾斜等问题。

抗拔桩是保证桩基稳定的重要手段之一,其作用是通过增加桩基与土层之间的摩擦力或阻力,提高桩基的抗拔能力。

抗 拔 桩

抗 拔 桩

抗拔桩英文:uplift pile含义:也叫做抗浮桩,是指当建筑工程地下结构如果有在低于周边土壤水位的部分时,为了抵消土壤中水对结构产生的上浮力而打的桩。

作用用途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。

承受竖向抗拔力的桩称为抗拔桩。

抗拔桩广泛应用于大副地下室抗浮、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。

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、污水处理厂的生化池等必须设置抗拔桩。

一、抗拔桩基本施工1.施工工艺流程场地平整→测量定位→护筒埋设→钻机对位→复验桩点→制备护壁泥浆→钻孔并投放泥浆护壁→成孔至设计高程→提钻→清孔→置换泥浆→检查成孔质量→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→水下灌注砼→控制桩顶标高→养护→成桩→资料整理及报验。

2.主要工序施工方法和技术要求(1) 测量放线及复验依据护坡桩设计文件及桩位平面图,定出桩位及高程控制点,报项目部技术负责人,经复核无误后方可施工。

(2) 护筒埋设、钻机就位根据现场情况,选择埋设护筒,护筒直径 1.0m,护筒埋深 1.50m,上设 2个溢水口,护筒中心应与桩中心对齐,其顶部应高出地面300mm,护筒与孔壁之间应用粘土填实。

作好测量标识和测量记录。

钻机对位允许偏差2cm。

钻机就位后应保持机身平稳,调直机架挺杆,不允许发生倾斜、移位现象。

(3) 泥浆护壁成孔①钻进过程中时常检查钻杆垂直度,确保孔壁垂直。

②本次工程采用泥浆护壁,随钻机钻进随注浆,穿过不利地层时泥浆比重可适当增至1.3~1.5。

③钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度,防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。

④待接近设计孔深时注意钻进速度,控制孔深。

成孔后泥浆比重应控制在 1.25以内。

桩基工程第五章抗拔桩

桩基工程第五章抗拔桩
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பைடு நூலகம்
5.1 概 述
▪ 承受竖向抗拔力的桩称为抗拔桩(uplift pile)。抗拔桩广 泛应用于大型地下室抗浮、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。由于抗拔桩的应用日 益广泛,因此对抗拔桩受力性状的研究也十分重要。
▪ 本章从单桩竖向抗拔静荷载试验入手,主要介绍了抗拔桩的 受力机理、抗拔桩与抗压桩的异同、抗拔桩的设计方法等方 面的内容。
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2.工程 地质 情况
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▪ 3.试验方法检测设备与执行标准
▪ 单桩竖向静荷载试验执行标准为《浙江省建筑地基基础设计 规范》DB33/1001-2003和中华人民共和国行业标准《建 筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003。本工程试桩抗拔试 验采用支墩——反力架装置,并采用千斤顶反力加载——百 分表测读桩顶上拔量的试验方法。加载方法采用千斤顶反力 加载,并采用分级观测及上拔量观测。试验采用维持荷载法, 终止加载条件按《建筑桩基检测技术规范》和设计要求综合 确定。卸载方式按规范进行。
由于黏性土极限位移只有612mm砂性土为815mm所以当长桩桩土界面相对位移大于桩土极限位移后桩身上部土的侧阻已发挥到最大值并出现滑移此时上部桩侧土的抗剪强度由峰值强度跌落为残余强度此时桩身下部土的侧阻进一步得到发挥
第5章 抗拔桩受力性状
▪ 5.1 概 述 ▪ 5.2 单桩竖向抗拔静荷载试验 ▪ 5.3 抗拔桩的受力机理 ▪ 5.4 抗拔桩与抗压桩的异同 ▪ 5.5 抗拔桩的设计方法
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图5-1 锚桩法竖向抗拔静载试验装置示意图
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5.2.1 试验的目的与适用范围 ▪ 《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)中规定,对

抗拔桩施工方案

抗拔桩施工方案

抗拔桩施工方案抗拔桩施工方案一、施工概述抗拔桩施工是指在建筑物或其他结构中设置抗拔桩,以增加结构的稳定性和抗风能力。

本方案旨在介绍抗拔桩施工的主要步骤和注意事项。

二、施工准备1. 设计方案:根据具体工程要求和设计图纸,确定抗拔桩的数量、位置和尺寸。

2. 材料准备:准备好适当数量和规格的抗拔桩材料,如钢筋、混凝土等。

3. 机械设备:选用合适的机械设备,如挖掘机、混凝土搅拌机等。

4. 现场准备:清理现场,确保施工进行的顺利。

三、施工步骤1. 桩基施工:根据设计图纸,在桩基位置挖掘足够深度和直径的坑,然后倒入适量的混凝土。

在混凝土未完全凝固之前,插入预先制作好的桩身,确保与混凝土紧密连接。

2. 桩身施工:根据设计要求,制作好抗拔桩的桩身,并进行除锈处理。

然后,在桩基混凝土固定后,将桩身与桩基紧密连接。

3. 关节施工:根据设计要求和桩身长度,设置合适的抗拔桩连接关节。

确保连接牢固,不产生松动。

4. 封顶施工:根据设计需求,进行抗拔桩的封顶施工。

确保封顶部分与桩身连接紧密,不产生空隙。

四、施工注意事项1. 施工期间,要严格按照设计要求和施工图纸进行施工,不得随意更改。

2. 施工过程中,要注意保持施工现场的清洁,并及时清理垃圾和泥浆。

3. 施工人员必须穿戴好安全装备,并遵守安全操作规程,保证施工安全。

4. 施工过程中,要定期检查抗拔桩的施工质量,确保各项要求得到满足。

5. 施工结束后,要进行验收,并制作详细的施工记录,以备后续工作参考。

通过以上施工方案的实施,可以保证抗拔桩的施工质量和施工安全,提高结构的稳定性和抗风能力,为工程的顺利进行提供保障。

抗拔桩施工工艺

抗拔桩施工工艺

抗拔桩施工工艺介绍抗拔桩施工工艺是一种专业的建筑工程技术,用于防止建筑物在地震、风灾以及其他自然灾害中被拔出或倒塌。

本文将详细介绍抗拔桩施工工艺的定义、原理、设计要点和实施步骤。

抗拔桩施工工艺的定义抗拔桩施工工艺是指采用不同的工程方法,通过预埋或贯入地下的桩基来确保建筑物在地震、风灾以及其他自然灾害中的稳定性,防止建筑物被拔出或倒塌。

抗拔桩施工工艺的原理抗拔桩施工工艺的原理在于增加建筑物与地基之间的摩擦力和阻力。

通过利用地下桩基的垂直和水平抗拔能力,有效减小建筑物受外力影响下的位移和变形。

可以采用不同的抗拔桩施工方法,如岩石锚杆法、摩擦桩法、钻孔灌注桩法等。

抗拔桩施工的设计要点抗拔桩施工的设计要点主要包括以下几个方面:地质勘察和设计参数确定在进行抗拔桩施工前,进行全面的地质勘察,了解地下的土层、地层的特征和强度参数。

根据地质勘察资料,确定设计参数,包括桩的类型、长度、直径、间距等。

桩基类型选择根据地质条件和设计要求,选择合适的桩基类型。

常用的桩基类型有摩擦桩、端承桩、摩擦-端承桩等。

根据地下土层情况和建筑物的重量和高度,选择最合适的桩基类型。

桩基布置和施工方法确定根据设计要求和地上建筑物的荷载,确定桩基的布置方式和施工方法。

不同的布置方式和施工方法对于抗拔效果有着重要的影响。

合理布置桩基并严格控制施工过程,能够提高抗拔桩施工工艺的效果。

监测与检测在抗拔桩施工过程中,需要对桩基进行监测与检测。

监测与检测可以及时掌握桩基的施工质量和工程变形情况,保证施工的安全性和效果。

抗拔桩施工工艺的实施步骤抗拔桩施工工艺的实施步骤主要包括以下几个阶段:预处理和准备阶段在施工前,需要进行地质勘察和设计参数确定。

同时准备施工所需的材料和设备,确保施工的顺利进行。

桩基施工阶段按照设计参数和布置要求,进行桩基的施工。

根据桩基类型的不同,采取合适的施工方法和技术。

检测与监测阶段在桩基施工过程中进行监测与检测工作,及时发现和解决问题,确保施工质量和工程效果。

抗拔桩与抗压桩的区别

抗拔桩与抗压桩的区别

抗拔桩与抗压桩的区别
抗压桩是指主要承受竖向下压荷载的桩,应进行竖向承载力计算,必要时,还要计算桩基沉降及验算软弱下卧层的承载力。

而抗拔桩是指主要承受竖向上拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。

施工上无区别:二者均要保证有效桩长、桩顶设计标高、进入桩端持力层的深度满足设计要求。

桩身构造上有区别:抗拔桩为预制桩时尽量少设接头,最好不设接头,并且接头质量要保证;抗拔桩为灌注桩时桩身要求通长配筋。

而抗压桩无此两项要求。

桩与承台的连接不同:
1.桩顶嵌入承台的长度二者相同,对于大直径桩不宜小于100mm,对于中等直径桩不宜小于50mm;
2.桩顶钢筋锚入承台的锚固长度不同:对于抗拔桩,由于承受较大上拔力,为确保桩顶主筋有足够的握裹力不致从承台中拔出,规定抗拔桩的桩顶钢筋锚入承台的锚固长度不小于40d,压桩的桩顶钢筋锚入承台的锚固长度不小于30d。

3.抗拔桩承台顶部为受拉区,有抗拔要求的承台如按一般抗压桩的承台仅配置承台底部的钢筋,则从受力来看是不对的,故抗拔桩承台顶部应配筋。

抗拔桩技术交底

抗拔桩技术交底

抗拔桩技术交底背景在建设工程中,桩基是一种重要的基础工程,也是承受大楼或其他建筑物重量的主要组成部分。

对于桩基工程,抗拔桩技术是关键的要素,它保证了建筑物在地震或其他自然灾害等恶劣环境下的安全性。

然而,如何正确地应用抗拔桩技术是一个需要深入研究和交底的问题。

抗拔桩的定义抗拔桩是一种保证建筑物在地震或其他自然灾害等恶劣环境下不容易移位或倾斜的一种基础工程技术。

抗拔桩的分类抗拔桩可以分为两种类型:1.预应力锚杆抗拔2.微型桩抗拔预应力锚杆抗拔预应力锚杆抗拔是一种通过将钢筋深埋入地下,并施加适当的预应力,以达到提高桩的持力能力的目标。

它适用于土建工程中的普通岩土地基,如孔洞,软岩或中等硬度的岩石,通过对钢筋和锚杆的设计及施工质量的控制,来提高桩的整体强度。

微型桩抗拔微型桩抗拔是一种借助小型桩杆来增加桩体支持力的一种技术。

该技术适用于多样化的岩土地基,如弱岩土地基、砂、碎石等地基。

这种桩具有小直径、长长度、高拔力压缩或抗拉强度,安装简单,适用于需要快速启动的项目,如救灾工程,或者需要采用紧急基础解决方案的临时建筑。

技术交底抗拔桩技术交底是在涉及到抗拔桩的设计、施工和验收等方面,由建设方向技术专业人员提出的问题进行梳理和解决。

抗拔桩技术交底应该包括以下内容:1.施工计划,包括施工任务,人员配置及岗位安排等;2.工程监测,如何及什么时候对工程过程进行检测;3.技术处理,如何应对可能出现的问题或突发状况;4.资源保障,如人力、机械、物资以及资金等方面的保障计划。

抗拔桩技术是基础工程当中一项重要的技术,它对建筑物的安全性起到了至关重要的作用。

我们应该根据实际建筑工程的需要,选择不同种类的抗拔桩,并且在设计、施工和验收等环节都要严格把控,确保工程的质量和安全。

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抗拔桩的研究与应用概述摘要近年来,随着高层建筑的不断涌现,基础的埋置越来越深,地下结构抗浮问题日益突出,在我国沿海地区曾出现过多起因地下室浮力而导致地下室破坏的事故。

地下结构抗浮措施主要有:增加自重法、降排截水法、抗拔桩和抗浮锚杆以及新型的抗浮技术措施挤扩支盘桩等。

不同的抗浮技术措施都各有其适用性,而合理的选择抗浮技术措施也越加重要。

本文阐述了抗拔桩的研究背景和现状,以及几种常见的抗拔桩的破坏形态,最后根据抗拔桩的受力机理总结了抗拔桩的设计原理和施工工艺。

关键字:抗拔桩;破坏形态;成桩工艺;承载力第1章绪论1.1研究背景我国人口基数庞大,随着城市化建设的大规模发展,人居矛盾日益突出。

因此,合理开发、提高土地利用率成为了房建者愈加关注的热点,也必然要求土木研究人员不断完善理论体系,针对现实存在的问题做出相应的解决方案。

21世纪以来,随着我国经济建设的快速发展,地下空间的利用成为了新的发展方向,也越来越多地受到人们的重视。

但在我国沿海地区,地下水位普遍较高,在高水位土层中的地下建筑物、构筑物往往会承受较大的水浮力,这就给地下建筑物、构筑物的施工带来一定的难度。

为减小水浮力对地下建筑的影响,通常需采取一定的措施。

目前,地下工程的抗拔措施一般有锚板基础法、增加自重法和设置抗拔桩基础等。

而采用抗拔桩基础已成为地下建筑物、构筑物抵抗地下水浮力的最主要措施之一。

抗拔桩基础在沿海软土地区的应用非常广泛,地下广场、地下变电站、地下商场以及地铁等地下工程中很多都采用抗拔桩基础,高耸的塔式建筑物,如高压输电塔、电视塔以及通讯塔等一般都设置抗拔桩基础,承受水平荷载的建筑物、构筑物,如高桩码头因船舶停靠和系泊也需设置抗拔桩来承受水平力,抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建筑物抗拔、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,由于抗拔桩的应用日益广泛,经济高效,便于施工的抗拔桩必将成为研究的重点。

1.2 研究现状虽然抗拔桩在实际工程中应用广泛,但是到目前为止,对抗拔桩的工作机理研究却相对较少,更没有形成完善的、成熟的计算理论体系。

在实际工程设计时,抗拔桩基的设计计算大多依靠规范给出的公式或根据以往的经验。

规范给出的计算方法是依据抗压桩的设计方法,利用抗压侧摩阻力乘以折减系数作为抗拔桩的抗拔承载力。

实际上,影响抗拔桩抗拔承载力的因数有很多,例如土质、桩型、桩的施工方法、荷载特性、土中应力历史及桩土界面的几何与材料物理特性等。

其中桩型对抗拔桩承载力的影响相比其他因素显得更为明显。

目前对抗拔桩的研究大多是来自模型试验,较少有足尺试验。

但模型试验得出的结论由于试验方法、试验条件以及尺寸效应等原因与实际工程的结果会有较大的出入,所以抗拔桩的研究还有很大的发展空间。

图-1是通过整理相关文献得到的近几年抗拔桩的研究趋势,我们可以看到2000年以来抗拔桩的研究一直是个热点,而研究的方向图-1 抗拔桩的研究趋势大致集中在预应力抗拔桩、水泥土加芯抗拔桩、扩底抗拔桩、抗拔桩承台连接方式、抗拔桩的受力机理研究、新工艺下抗拔桩的设计等方面。

随着科技的发展,计算机软件的开发利用,借助于计算机有限元模拟的实验仿真类论文也越来越多,相信抗拔桩的研究会一直受到关注,而新工艺下的经济、高效的抗拔桩研发也会备受期待。

1.3应用现状抗拔桩的应用范围很宽广,有输电线路杆塔基础、海上石油钻井平台下的桩基础、高耸结构物(如塔桅结构、烟囱、高层楼房)的桩基础、桩静荷载试验中所用的锚桩、索道桥和斜拉桥中的锚桩基础等都属与抗拔桩基础。

通常在其承受竖向拉拔荷载的同时,还承受一定比例的水平向荷载。

例如输电线路杆塔基础和叉桩结构等。

此外,在特定环境条件下,原来的承压桩可能承受拉拔荷载。

例如深埋水泵房一类的取水结构、港工中船坞等,其底板下的桩群会因地下水位升高、建筑物承受巨大浮托力而使桩顶产生拉应力,水闸、船闸一类建筑除浮托力作用外,还可能受到水流的脉动压力(有压有拉)。

又如在地震荷载作用下,砂土或轻亚黏土地基液化、土呈浓的悬浮液状态使泵房、船坞等基础底板连同上部封闭筒结构一起上浮,则其底板下的桩群所受的拉力将更加可观。

在建筑物、构筑物的基础设计中,桩基础被广泛采用,可以承受下压、水平、上拔三种荷载的作用。

随着建设的需要,抗拔桩将更加广泛的应用到地下水位较低的地区,解决施工以及投入使用的抗浮问题。

第2章不同抗拔桩的破坏形式2.1等截面抗拔桩的破坏形式抗拔桩的破坏形态与许多因素有关,对于等截面抗拔桩,破坏形态可以分为三个基本类型:(1)沿桩—土侧壁界面剪破,如图-2(a)所示,这种破坏形态在工程实际中比较常见。

(2)与桩长等高的倒锥台剪破,如图-2(b)所示,软岩中的粗短灌注桩可能出现完整通长的倒锥体破坏,倒锥体的斜侧面也可呈现为曲面。

(3)复合剪切面剪破:即下部沿桩—土侧壁面剪破,上部为倒锥台剪破,如图-2(c)所示;或者为在桩底与桩身相切,沿一定曲面的破坏,如图-2(d)所示。

复合剪切面常在硬黏土中的钻孔灌注桩中出现,而且往往桩的侧面不平滑,凹凸不平,黏土与桩黏结得很好。

当倒锥体土重不足以破坏该界面上桩—土的黏着力时即可形成这种滑面。

图-2 等截面抗拔桩的破坏形态2.2扩底抗拔桩的破坏形态(1)基本破坏模式扩底桩破坏形态与等截面桩不同,其扩大头的上移使地基土内产生各种形状的复合剪切破坏面。

这种基础的地基破坏形态相当复杂,并随施工方法、基础埋深以及各层土的特性而变,基本的破坏形式如图-3所示。

图-3 扩底柱上拔破坏形式(2)圆柱形冲剪式破坏当桩基础埋深不很大时,虽然桩杆侧面滑移出现得较早,但是当扩大头上移导致地基剪切破坏后,原来的桩杆圆柱形剪切面不一定能保持图-3中中段那种规则的形状,尤其是靠近扩大头的部位变得更加复杂,也可能演化成图-4中的“圆柱形冲剪式剪切面”,最后可能在地面附近出现倒锥形剪切面,其后的变形发展过程就与等截面桩中的相似。

只有在硬黏土中,前述间条状剪切面才可能发展成为倒锥形的破坏面。

如果扩大头埋深不大,桩杆较短,则可能仅出现圆柱形冲剪式剪切面或仅出现倒锥形剪切破坏面,也可能出现一个介于圆柱形和倒锥形之间的曲线滑动面(状如喇叭)。

在计算抗拔承载力时,宜多设几种可能的破坏面,择其抗力最小者作为最危险滑动面。

图-4 圆柱形冲剪式剪切面(3)有上覆软土层时上拔破坏形态土层隐藏条件对桩基上拔破坏形态影响极大。

例如浅层有一定厚度的软土层,而扩大头又埋入下卧的硬土层内一定深度处。

这种设计的目的是保证扩底桩具有较高的抗拔承载力。

虽然如此,这种承载力只可能主要由下卧硬土层的强度来发挥,而上覆的软土层至多只能起到压重作用。

所以完整的滑移面就基本上限于下卧好土层内开展如图-5,而上面的软土层内不出现清晰的滑动面,而呈大变形位移。

图-5 有上覆软土时上拔破坏形态(4)软土中扩底桩上拔破坏形态均匀软黏土地基中的扩底桩在上拔力作用下,软土介质内部不易出现明显的滑动面。

扩大头的底部软土将与扩大头底面黏在一起向上运动,所留下的空间会由真空吸力作用将扩大头四周的软土吸引进来,填补可能产生的空隙(见图-6)。

与此同时,由于相当大的范围内土体在不同程度上被牵动而一起运动,较短的扩底桩周围地面会呈现一个浅平的凹陷圈,而在软土内部则始终不会出现空隙,一直到桩头快被拔出地面时才看得到扩大头与底下的土脱开。

图-6 软土中扩底桩上拔破坏形式第3章抗拔桩的设计3.1抗拔桩的设计原则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。

3.1.1抗拔桩基设计计算和验算内容根据承载能力极限状态和正常使用极限状态设计的要求,执拔桩基需进行下列计算和验算:(1)根据抗拔桩基的使用功能和受力特征分别进行抗拔桩基的竖向承载力计算和横向承载力计算;对于某些条件下的抗拔群桩基础宜考虑由抗拔桩群、土、承台相互作用产生的承载力抗拔群桩效应。

(2)对抗拔桩身(包括桩身混凝土和钢筋)进行计算,对于抗拔桩身露出地面或抗拔桩侧为可液化土,极限承载力小于50kPa(不排水抗剪强度小于10kPa)的土层中的细长抗拔桩尚应进行抗拔桩身弯屈验算;(3)根据使用条件不允许混凝土出现裂缝的抗拔桩基应进行抗裂驻算;对使用上需限制裂缝宽度的抗拔桩基,应进行裂缝宽度验算。

3.2 几种常见的抗拔桩不同形态的抗拔桩在受力机理和抗拔效率上是有很大差距的,例如从国内外扩底桩的抗拔实践中得到证明。

某钻孔桩的底部若用机械扩孔,使其下端桩径由原来的等截面血桩桩径0.85m仅扩大到1.30m,而抗拔承载力却增加了50%以上,净增2000kN左右,而桩基的混凝土用量只增加了10%左右。

这充分说明抗拔桩的设计很重要,下面几幅图是经常使用的一些抗拔设计。

当对桩顶施加向上的竖向上拔荷载时,桩身混凝土受到上拔荷载拉伸产生相对于土的向上位移,从而形成桩侧土抵抗桩侧表面向上位移的向下摩阻力。

此时桩顶上拔荷载通过桩侧表面的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身轴力和桩身拉伸变形随深度递减。

当桩顶荷载较小时,桩身混凝土的拉伸也在桩的上部,桩侧上部土的向下摩阻力得到逐步发挥,此时在桩身中下部桩土相对位移等于零处,其桩摩阻力因尚未开始发挥作用而等于零。

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