软土地区抗拔桩的设计方法分析.pdf

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1、第2期(总第145期)2010年4月中圄千跋工农CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2(5eriaINo．145)Apt．2010软土地区抗拔桩的设计方法分析颜建平(上海市城市建设设计研究院，上海200125)摘要：抗拔桩常用于地下构筑物的抗浮。以研究现状及现行规范为基础，分析探讨了各规范关于软土地区抗拔桩的设计方法．内容包括目前各规范关于抗拔桩的各项规定及不足。最后结合实测数据对新版JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》提出的计算方法进行了复核，分析了桩身强度验算以及桩身抗裂验算等。关键词：

2、软土地区；设计；抗拔桩；抗拔力；桩身强度中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1004-4655(2010)02-0072-02在我国沿海软土地区．抗拔桩是一种常见的建构筑物基础形式。处于高地下水位中的结构，当有下列情况时常需验算结构抗浮稳定性：深、大地下室及地下车库：覆土浅、结构大而深的明挖结构，如车行地道、车行隧道、雨污水构筑物等；从隧道向地面过渡的敞口段等。目前关于承压桩的研究非常多．设计方法在各规范中都有详尽的规定．但抗拔桩工作机理的认识则要肤浅得多．设计方法在各规范中规定也不尽一致。本文分析各规范

3、中对抗拔桩的各项规定。结合实测数据对JGJ94--2008《建筑桩基技术规范》提出的计算方法进行了复核．可供设计人员参考。1各规范计算方法1．1GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》规范中第8．5．8条规定：当桩基承受拔力时，应对桩基进行抗拔验算及桩身抗裂验算。但规范对抗拔力、抗浮安全系数、桩身强度验算、桩身抗裂验算等并无具体的规定。1．2JGJ94ml994《建筑桩基技术规范》本规范已于2008年10月1日起废止．由JGJ94—2008替代．在此仅作计算方法的对比。该规范中第5．2．17条规定：承受拔力

4、的桩基，应按公式(1)同时验算群桩及其基桩的抗拔承载力，并按现行GB50010--2002《混凝土结构设计规范》验算基桩材料的受拉承载力。帕Ⅳ≤仉饥+Gp(1)式中：讹为建筑桩基重要性系数；N为基桩上拔力设收稿日期：2009一11一17作者简介：颜建平(1978--)。男，工学硕士，工程师，主要从事结构工程的设计与研究工作。计值，kN；以为基桩的抗拔极限承载力标准值，kN；％为桩侧阻抗力分项系数；G，为基桩(土)自重设计值。kN，地下水位以下取浮重。规范中第5．2．18条规定见式(2)。Uk=∑Aiq矗l‘ifi(

5、2)式中：Ai为抗拔系数；q,a为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，kPa；崛为桩截面周长，nl；磊为桩周第i层土的厚度。m。规范中第5．5．8条规定：对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑桩基，应验算桩身的裂缝宽度。其裂缝宽度不得超过O．2mm。1．3上海市标准DGJ08—11—1999《地基基础设计规范》规范中第6．2．7条规定：单桩竖向抗拔承载力设计值宜通过现场抗拔静载荷试验确定。当没有进行桩的竖向抗拔静载荷试验时。单桩竖向抗拔承载力设计值可按式(3)进行估算。r，Rd’=生三Ai后li+G，(3)7·式中：

6、风7为单桩竖向抗拔承载力设计值，kN；以为桩截面周长，m；讷桩的抗拔承载力分项系数，一般取1．6；A；为桩周第i层土的抗拔承载力系数；．后为桩周第i层土的极限摩擦阻力标准值，kPa；Z为桩周第i层土的厚度，m；G。为单桩自重设计值，kN，自重分项系数取1．0。地下水位以下应扣除浮力，浮力分项系数取1．2。可看出，此条规定与1994年版的《建筑桩基技术规范》5．2．17条规定有相似之处，但也有所区别。关于抗拔桩的桩身强度设计问题及桩身抗裂问题，本规范并无具体的规定。1．4比较从上述规范的规定中不难看出．由于规范编制时

7、中田千跋工张颜建平：软土地区抗拔桩的设计方法分析2010年第2期间的不同以及对抗拔桩认识的不同．对抗拔桩的设计并不统一，有的采用特征值．有的采用标准值，有的采用设计值。给设计人员带来极大的困扰。2JGJ94"--2008《建筑桩基技术规范》计算方法抗拔桩的设计包括承载力设计、变形控制设计、强度设计、构造要求设计、桩身抗裂设计等，下面针对新规范做简要的论述。GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》第3．0．4条规定：地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定．即按单桩承载力确定桩数

8、时．传至承台底面的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用单桩承载力特征值。此规定与JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》第3．1．7条相照应。2．1单桩抗拔承载力特征值桩的抗拔承载力取决于桩身材料强度及桩与土之间的摩阻力。1)鉴于地质条件的复杂性及施工质量的差异．为保证桩基设计的安全性和可靠性．对于设计等级为甲级和乙级的建筑桩基