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。
抗拔试验桩(锚杆)设计注意点
抗拔试验设计注意点基桩抗拔载荷试验要点：1、《地规》附录T.0.2试桩钢筋按钢筋强度标准值计算的拉力应大于预估极限承载力的1.25倍。
2、《地规》附录T.0.5当采用工程桩作试桩时，桩的配筋应满足在最大试验荷载作用下桩的裂缝宽度控制条件，可采用分段配筋。
【建议单独设置抗拔试验桩，则可不控制裂缝，特别是预制桩用工程桩做抗拔试验，会出问题。
】锚杆抗拔载荷试验要点：锚杆分为基本试验和验收试验，基本试验为极限抗拔试验，验收试验规定永久锚杆达到特征值的1.5倍、临时锚杆达到特征值的1.2倍。
对于抗浮锚杆，由于不做试锚杆，现场验收一般按基本试验做。
1、《地规》附录Y.0.1验证杆体与砂浆粘结强度特征值的试验达到极限状态，试验锚杆杆体承载力标准值大于预估破化荷载的1.2倍；。
2、《地规》附录Y.0.2试验时最大试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。
【0.9的倒数既是1.11，即标准值的1.11倍。
】3、《地规》附录Y.0.10-1试验大荷载按0.85Asfy确定。
【0.85的倒数既是1.176，即设计值的1.176倍。
】3、《边坡规范》附录C.2.2试验时最大试验荷载不宜超过锚杆杆体标准值的0.85倍，普通钢筋不应超过其屈服值的0.9倍。
【0.9的倒数既是1.11，即屈服值的1.11倍。
】3、广东《地规》规定：最大试验荷载产生的应力不超过钢丝、钢绞线、钢筋强度标准值的0.8倍。
【0.8的倒数既是1.25，即标准值的1.25倍。
】4、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22-2005中9.1.1条规定锚杆最大试验荷载不宜超过锚杆杆体极限承载力的0.8倍。
【0.8的倒数既是1.25，即钢筋极限承载力标准值的1.25倍。
】综上所述，试验锚杆杆体的强度标准值建议取试验荷载的1.25倍，即抗拔特征值的2.5倍。
预应力混凝土管桩作为抗拔桩的设计研究
预应力混凝土管桩作为抗拔桩的设计研究一、预应力混凝土管桩的结构特点其结构特点主要包括：1.桩身采用钢筋混凝土结构，具有较高的抗弯强度和抗压强度；2.管桩内的钢筋通过预压预应力技术进行承载，提高桩身整体的承载能力。
二、预应力混凝土管桩的抗拔原理具体来说，预应力混凝土管桩在施加预应力后，内部的钢筋将产生预应力，桩身受到外荷载作用时，钢筋受拉，部分预应力得以释放，依靠桩身内部的钢筋与混凝土形成的复合材料的协同作用，增加桩身的抗拔能力。
三、预应力混凝土管桩的设计要点1.确定预应力设计参数：包括桩身的几何形状、桩身内部的钢筋布置形式和预应力的大小。
2.确定荷载特性：根据工程实际情况确定预应力混凝土管桩受到的荷载特性，包括水平荷载、竖向荷载等。
3.确定荷载传递路径：预应力混凝土管桩在抗拔过程中，需要将荷载从桩身传递到土体中。
4.确定桩身的受力状态：根据设计要求和预应力参数，确定桩身在荷载作用下的受力状态，包括受压区和受拉区的位置以及受力大小。
5.确定抗拔设施：根据桩身的受力状态，采取相应的抗拔设施，包括端承、摩擦抗拔和锚固抗拔等。
四、预应力混凝土管桩的应用范围2.适用于地基较松散、土壤条件较差的地区，通过增加桩身的承载能力和抗拔能力，提高工程的稳定性和安全性。
3.适用于地下结构工程，预应力混凝土管桩可以提供较大的承载能力，减小地下结构的变形和沉降。
总之，预应力混凝土管桩作为抗拔桩具有结构简单、施工方便、承载能力较大等优点，广泛应用于各种工程中。
在设计过程中，要合理确定预应力参数，确定荷载特性和传递路径，并采取相应的抗拔设施。
同时，应根据工程实际情况选择合适的预应力混凝土管桩，以确保工程的稳定和安全。
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某工程抗拔桩设计
杨意德
(福州市建筑设计院350001)
〔提要〕本文介绍某工程抗拔桩设计，并对抗拔桩设计的若干问题作了探讨。
〔关键词〕抗拔桩，抗拔承载能力
The Design of Uplift Piles for a Basement
Abstract: In this paper, the design of uplift piles is introduced and several issues about design of uplift pile are commented
Key words : uplift pile , uplift bearing capacity
1工程概况
某工程位于福州湖东路东段，北临五四河、南朝湖东路，建筑面积65000m2，室内±0.00相当于罗零标高7.50m，室外地面标高为-0.15m。
主楼分南、北两楼，南楼地下一层、地上二十九层，北楼地下二层、地上三十三层，南、北两楼地下室与四周大面积二层纯地下车库连成一体。
主楼基础采用Φ800冲孔灌注桩加桩底压桨。
北楼裙房地下室和室外二层地下车库部分由于没有足够的荷载重量，抗浮稳定不满足要求，需要设置抗拔桩。
经分析采用Φ600和Φ700两种桩径冲孔灌注桩作为抗拔桩，能解决地下室抗浮问题。
2地质概况和地下室抗浮设防水位确定
根据钻探，场地土层自上而下分布详表1。
表1 场地土层分布
地下水按埋藏条件可分为上层滞水和承压水两种。
上层滞水主要埋藏于杂填土中，受大气降水和地表水补给，并与五四河有水力联系。
勘探期间场地平均标高约6.0m（罗零，下同）,钻孔混合水稳定水位为4.25-5.18m，近几年地下水最高水位 5.7m。
下部承压水埋藏于⑹、⑻、⑾等层。
承压水虽和上层滞水有水力联系，但由于含水层埋藏深度超过20m，不直接影响地下室的上浮稳定。
地下室抗浮设防水位应是建筑物设计使用年限内可能产生的最高地下水位。
由于福州地区缺少长期地下水观测资料，要准确确定抗浮设防水位还比较困难，目前只能根据近期地下水调查资料和周围地下水补给、排泄条件预测可能出现的最高水位。
本场地近年地下水高水位为 5.7m，由于现行城市排水设计标准低于抗浮设防标准，暴雨时虽因室外地面（标高7.35m）高于湖东路面和五四河岸约 1.4m，地面雨水可经湖东路和五四河排泄，地面不会积水，但周围的湖东路面和五四河岸（标高 5.95m），可能短时间积水、抬高地下水位，影响地下室上浮稳定。
经分析选择6.30m作为地下室抗浮设防水位。
3桩的抗拔承载力验算
桩的抗拔极限承载力标准值一般按经验公式⑴计算并应满足⑵式要求(2)。
∑
=
i
i
ski
k
l u
q
Uλ------------------------ (1)
p
s
k
G
U
N+
≤γ/-------------------------⑵
式中符号物理意义详规范(2)
q sik 为桩的极限侧阻力标准值，由于经验数值的局限性，为了比较可靠地确定它的数值，在3根不同直径
的静压载荷试验工程桩中安装了振弦式钢筋计，测试桩身轴力，推算各土层桩侧阻力。
钢筋计布置在主要土层交界面，每根桩共布置九个断面，每个断面布置三个钢筋计，取三根桩极限侧阻力测试值的最小值作为桩极限侧阻力标准值。
各土层桩极限侧阻力测试结果(4)和桩极限侧阻力标准值如表2所示。
桩的抗拔侧阻力和抗压侧阻力有相似之处，但随着上拔量的增加，其侧阻力会因土层松动及侧面积减少等原因而低于抗压侧阻力，用抗压试验实测极限侧阻力计算抗拔承载力时还应该用抗拔系数λ加以折减。
根据现有工程经验：砂性土λ=0.55,粘性土λ=0.75。
表2 各土层桩侧阻力
为得到较大的抗拔承载力，桩长取27.5m。
按⑴式计算的桩抗拔极限承载力标准值：Φ700桩为1913KN, Φ600桩为1640KN。
两层地下室底板底标高-8.5m（罗零-1.0m）,浮托力为73KN/m2,经核算在北楼裙房地下室和室外两层地下车库柱下布置两根Φ600或两根Φ700冲孔灌注桩作为抗拔桩，基本上能满足抗浮稳定要求。
4桩身抗拉承载力与抗裂验算
按规范(3)计算桩身抗拉承载力，选用C35水下混凝土，Ⅲ级钢，混凝土保护层厚度50mm,以Φ700桩为例，计算结果需配置钢筋As=2950mm2。
抗裂验算要根据使用环境确定桩抗裂控制等级，由于本场地地下水对混凝土结构中钢筋不具腐蚀性，桩允许出现裂缝但裂缝最大宽度不得超过0.2mm。
经抗裂验算，桩身需配置钢筋As=3420mm2，最大裂缝宽度ωmax =0.181mm<0.2mm。
筋，钢筋伸入承台的锚固长度大于40d。
5桩身质量检测
除桩基施工严格按有关规范要求进行外，为确保抗拔桩的质量，每个柱下承台至少有一根桩进行动测，抽检数量超过50℅。
从检测结果看桩身质量基本完好，90℅以上是一类桩。
6结语和讨论
1．桩上拔力计算时应合理选定地下室抗浮设防水位。
地下水位的选择不仅要考虑地下水位的历史变化，还应根据城市排水设施和能力对地下水位的变化作出预测。
2．在没有条件作桩抗拔试验时，利用桩抗压静载试验求得桩侧阻力计算桩的抗拔承载能力是可行的。
3. 抗拔桩的配筋由抗裂计算控制，抗裂计算要根据使用环境和地下水的腐蚀性确定裂缝控制等级。
参考文献
[1] 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
[2] 建筑桩基技术规范(JGJ 94-94)
[3] 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)。