扩底抗拔钻孔灌注桩的设计与应用

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1、扩底抗拔钻孔灌注桩的设计与应用：结合工程实例介绍了扩底抗拔钻孔灌注桩在河南地区某工程中的应用情况。实践表明，扩底抗拔钻孔灌注桩应用情况良好，其经济性较常规钻孔灌注桩好，且根据现有施工队伍的施工能力，扩底钻孔灌注桩的施工质量可以得到有效保证，值得在工程中推广应用　　关键词：扩底钻孔灌注桩；抗拔桩；单桩承载力；施工技术　　一抗拔桩作为常规抗浮措施之一　　抗拔桩为解决抗浮的常用方法之一，其有钢筋混凝土预制方桩、预应力混凝土管桩、钻孔灌注桩等形式。因此，国内工程当中多采用设置抗拔桩的方法解决水浮力问题。　　二扩底抗拔灌注桩设计问题　　所谓扩底抗拔钻孔灌

2、注桩，即在常规钻孔灌注桩底端设置扩大端头，端头直径比桩身略大，设置在较好的土层当中，因其具有一定长度，从而充分发挥扩大端头的作用。在施工过程中，成孔采用机械直接钻孔取土，在扩大端头部位改用伸缩切刀片头在深部扩孔（也可采用其他方法进行扩孔），再行取土，经测量扩大头满足设计要求后，沉入钢筋笼、浇筑混凝土。其基本工作原理为：当上拔力较小时，桩位移较少，上段等截面桩身侧摩阻力起作用；随着上拔力增加，侧摩阻力增加并逐渐达到峰值；随着位移再增加，钻孔灌注桩扩大端头将向上挤压上部土体，上部土体和扩大端头周边的土体将对端头产生反作用力，以阻止其上拔；随着位移不

3、断增加，端头产生的抗拔力不断增大，直至扩大端头上部一定范围内的土体产生破坏失去抗力。扩大头附近土体形成倒梨形塑性变形区，根据经验，一般情况下，扩大头产生的抗拔力约占总抗拔力的50%左右，效果十分明显。鉴于扩底抗拔灌注桩目前应用较少，且应用过程中有许多问题尚未解决，笔者将这些问题总结如下。　　（1）桩型选择问题　　对于河南等软土地区，应尽量采用长细比较大的桩型，同时确保扩大头位于土性较好的土层当中。桩径一般采用600mm～800mm，扩大头直径一般采用900mm～1200mm，扩大头长度一般取2m左右为宜。　　（2）承载力计算公式问题　　无论是抗

4、压桩还是抗拔桩，承载力计算公式一直是岩土工程界人士不断探讨的问题。目前，计算方法多种多样，包括：有限单元法，弹性理论法，荷载传递法，剪切位移法等等。而国家行业标准《建筑桩基技术规范》提供的抗拔计算公式，考虑到了抗拔桩带有扩大头的情况，但没有考虑扩大头实际长度问题，也没有考虑扩大头对上方土体作用而引起的桩周摩阻力的变化问题。因此笔者认为，任何一个承载力计算公式，无论公式推导多么严谨、参数设置多么科学，如果计算参数选取不当，都无法很好地解决工程实际问题；同时对于工程设计应用来说，计算公式越简单越好，这样可以方便广大设计人员熟练掌握、运用，而如何科学

5、合理地选择计算参数才是关键。故建议采用工程建设规范《地基基础设计规范》的公式进行估算。　　（3）桩身极限摩阻力标准值确定　　常规工程设计中，桩身极限摩阻力标准值均采用勘察单位提供的数据，不同单位、技术人员提交的设计参数会有较大差异，该差异会直接对单桩抗拔力造成较大影响。郑州地区大量的工程实测结果表明，根据勘察报告计算所得的抗拔力通常小于根据静载荷试验确定的抗拔力，有时实测数据比理论计算数据提高50%。因此，作为工程设计人员应能够根据勘察报告提供的原位测试数据独立确定桩基计算参数，而不是简单套用勘察报告数据。建议采用上海市工程建设规范《岩土工程勘

6、察规范》中的方法确定，公式如下：?对于黏性土：PS≤1000kPa，fS=PS/20；?PS>1000kPa，fS=0.02PS+25；对于粉性土以及砂土fS=PS/50　　（4）抗拔系数确定　　桩的抗拔侧阻力与抗压侧阻力有相似处，但随着上拔量的增加，其侧阻力会因土层松动等原因而低于抗压侧阻力。故抗拔侧阻力=抗压侧阻力×λ，其中λ为抗拔系数。《岩土工程勘察规范》给出砂土λ=0.5，黏土、粉土λ为=0.6；《建筑桩基技术规范》给出砂性土抗拔系数λ一般可达到0.5～0.7，黏性土和粉性土则可达到0.7～0.8。从大量的钻孔灌注桩试桩结果分析看

7、来，砂性土抗拔系数λ一般可达0.85，黏性土和粉性土则可达0.9，可见，目前河南地区所采用的抗拔系数普遍偏小。因此，应根据工程实际情况，确定合理的抗拔系数，并尽可能通过试桩确定。　　（5）裂缝（配筋）验算　　对于水下抗拔桩，需根据桩身抗拔力：结合工程实例介绍了扩底抗拔钻孔灌注桩在河南地区某工程中的应用情况。实践表明，扩底抗拔钻孔灌注桩应用情况良好，其经济性较常规钻孔灌注桩好，且根据现有施工队伍的施工能力，扩底钻孔灌注桩的施工质量可以得到有效保证，值得在工程中推广应用　　关键词：扩底钻孔灌注桩；抗拔桩；单桩承载力；施工技术　　一抗拔桩作为常规抗浮

8、措施之一　　抗拔桩为解决抗浮的常用方法之一，其有钢筋混凝土预制方桩、预应力混凝土管桩、钻孔灌注桩等形式。因此，国内工程当中多采用设置抗拔桩的方法解决水