浅析地下建筑结构抗浮桩的应用及施工技术

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1、浅析地下建筑结构抗浮桩的应用及施工技术浅析地下建筑结构抗浮桩的应用及施工技术　摘要：本文介绍了地下建筑结构中抗浮桩的应用。还详细阐述了地下构筑物在使用期的永久性抗浮和桩头防水的构造措施及施工期临时性的综合抗浮措施。　　　　在地下水位较高地区的地下车库、地下水池、地下商场、地下泵房、船坞、地下储液罐等地下建筑结构的抗浮问题应引起高度重视。当这些地下建筑结构自重荷载不足以抵抗地下水的浮力时，往往会产生整个或局部地下建筑结构上浮现象，从而导致地下墙、柱或底板开裂，或地下构筑物倾斜，这将直接危害正常使用及结构安全。本文对地下建筑结构抗

2、浮桩应用以及工后使用期和施工期的综合抗浮技术措施加以分析。　　对地下建筑结构抗浮桩进行设计，应做到既安全又经济合理。首先应慎重分析工程地质和水文地质资料，针对地下水位可能的丰水期和枯水期分别考虑，并且区别施工阶段和竣工后使用阶段的不同工况。软土地基中的抗浮桩一般既是丰水期的抗浮桩，又是枯水期的抗压桩，两者应综合应用合理设计。　　以地下建筑结构自重作为抗浮力　　地下建筑结构抗浮设计的前提是分析清楚浮力与抗浮力。地下建筑结构的浮力等于地下水位以下至地下建筑结构底板底这部分等体积的水重量。地下水位一般取水文地质资料提供的50年一遇的

3、最高地下水位，若无此水位资料，应以室外地坪标高为最高水位。地下建筑结构的抗浮力只计永久荷载，包括地下建筑顶板上的填土荷载，根据国家标准《建筑结构荷载规范GB50009-XX》第条规定。浮力S与抗浮永久荷载G应满足公式　　　式中为地下建筑结构的重要性系数，对安全等级为二级或设计使用期为50年的地下结构取；对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的取。地下建筑结构在使用期间不同程度地存在活荷载，此活荷载只作为抗浮设计的安全储备，而不列入计算。当计算结果不满足公式时，则应采取永久性的抗浮桩或锚杆构造。　　抗浮桩的设计　　作为地

4、下建筑结构的抗浮桩，应满足国家行业标准《建筑桩基技术规范JGJ》的要求，并按公式、计算。　　式中：——按荷载效应标准组合计算的单桩拔力；　　——单桩的抗拔极限承载力标准值；　　——桩基自重，地下水位以下取浮重度，对于扩底桩将另行计算；　　——抗拔系数，对砂土取～，对黏性土和粉土取～，当桩长与桩径之比小于20时，取小值；　　——桩侧表面第层土的抗压极限侧阻力标准值；　　——桩侧周长，对于等直径桩取，为桩径，对于扩底桩另行计算；　　——桩周第层土的厚度。　　按公式确定的基桩极限抗拔承载力适用于丙级建筑桩基；对于甲级和乙级建筑桩基；

5、则应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。　　基桩的抗拔侧阻力和抗压侧阻力是有区别的，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，故在利用一般工程地质勘察报告所提供的抗压侧阻力来确定抗拔侧阻力时，需引入拔压的侧阻力比例系数，即抗拔系数，也称拔压比。抗拔侧阻力取决于桩周土层的力学性质，其拔压比根据试验，灌注桩高于预制桩，长桩高于短桩。上拔荷载下群桩的破坏模式因桩距大小不同而呈基桩分离的非整体拔出破坏和桩土呈整体拔出破坏，故规范JGJ94—XX第条规定了群桩抗拔效应公式。换言之，从经济合理角度分析，适当扩大

6、抗拔桩的间距是有利的。　　抗拔桩的桩型选择　　地下建筑结构底板下的桩，应视不同的地质条件因地制宜地选择。当底板下为淤泥质黏土、黏土类地基时，利用配筋到底的沉管灌注桩是一种比较经济合理的方法。当沉管灌注桩不适用时，或当底板下为粉土、砂土时，可利用配筋到底的钻孔灌注桩作抗浮桩。当底板下为硬可塑类黏土或风化基岩时，可利用人工挖孔桩。　　为了提高基桩的抗拔承载力，采用扩底桩是有效的途径。例如人工挖孔灌注桩和钻孔灌注桩均可施工为扩底桩。扩底桩的抗拔承载力破坏模式。随土的摩擦角大小而变，内摩擦角越大，受扩底影响的破坏柱体越长。桩底以上长度

7、在4～10范围内，破坏柱体直径增大至扩底的直径按此模型并经过试验，给出扩底桩抗拔承载力计算周长。　　若地下建筑结构底板下的地质条件不宜设置抗浮桩，可采用抗浮注浆锚杆。注浆锚杆的间距常为2m，且应大于或按设计，以防止“群锚”效应，即多根锚杆的锚固效率低于单根锚杆锚固力之和。锚杆常用Ⅱ、Ⅲ级，钢筋直径，钻孔直径常为100～200mm，且宜取3倍锚杆直径，但不应小于1倍锚杆直径加50mm。锚杆长度应满足锚固要求，锚杆深入基岩长度应大于。注浆常用掺有早强剂的高标号水泥浆、水泥砂浆或细石混凝土，其抗压强度标准值不得低于30MPa注浆压力

8、不低于，设计为二次重复高压的注浆压力不宜低于2MPa。对设计等级为甲级的建筑物，抗浮锚杆的抗拔承载力应通过现场试验确定。　　抗浮桩构造　　在常规性的抗浮构造措施不足时，应专门设置地下室底板下的抗浮桩。抗浮桩不仅增加了桩身自重,更重要的是利用桩周土体的摩阻力来抗浮。　　抗浮桩应