桩基础的抗震设计

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1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008常用桩型及有关疑难解析2010.04目录一、人工挖孔嵌岩桩1、概述2、竖向受压承载力性状3、工程桩检测4、某工程案例解析二、预应力混凝土管桩三、后注浆灌注桩四、地下水与抗浮设计五、两类共同作用与变刚度调平设计六、桩基础的抗震设计（液化土中的桩基设计）七、常见问题释疑1、抗浮设计应注意的问题（1）抗浮设防水位如何取值比较合理？基础工程设计时当地下水位较高时，应进行抗浮验算。近年来由于对抗浮水位的确定不合理以及抗浮桩设计不合理而导致的建筑物上浮事故已有多起，造成极大的经济损失；此外抗浮水位设置过

2、高，对工程造价有重大影响，因此合理确定抗浮水位是个重要的问题。抗浮设防水位是岩土工程师综合建筑基础埋置深度、场地岩土工程条件、地下水类型及赋存状态、含水层分布、区域性气候资料、地下水补给排泄条件等等，提出的合理化建议。需要明确的是，在有渗流时，地下水的水头宜通过渗流计算进行分析评价；对节理不发育的岩体宜通过实测数据确定，有确切经验时可根据经验确定。有工程师认为将历年最高水位作为抗浮设防水位是安全的，并不竟然。徐州某地下水泵房建于山腰基岩上，山顶人工湖面距水泵房基底高差大于7m，勘察期间未见地下水，工程师未按抗浮设计。建成后局部浮起，造成泵房

3、整体倾斜。究其原因是因为施工爆破基岩，造成基岩裂隙，形成贯通的地下水，对基底产生巨大压力。对于此类工程在施工中发现地下水，即应砌筑水井以观测水位，并以稳定水位作为抗浮设防水位。四、地下水与抗浮设计（2）抗浮水头压力的确定当前抗浮设计，习惯将水头压力直接作用于基础底板作为抗浮设计水位，这是不合理的。为使抗浮设计更经济，应区别对待水头压力。当基础埋置在分布稳定且连续的含水层土中时，基础底板承受水头高度为h的水浮力（图（a））；当埋置在非饱和隔水层中，且采取措施保障地基土工作期间始终处于不饱和状态，则认为基础底板不受上层水的浮力作用（图（b））；

4、若隔水层饱和则应考虑浮力作用，但宜计入渗流作用，对水浮力进行折减（图（c）），折减水头应由有经验的勘察单位确定。（a）置于透水层中（b）置于非饱和隔水层中（c）置于饱和隔水层中基底土质不同对抗浮设防水位的影响（3）几种抗浮措施降低抗浮水位：结构用无梁楼板；用机械停车替代两层地下车库。增加配重：素填土，素混凝土，钢渣混凝土其中素填土具有良好的经济效益。抗拔桩：小直径短桩，后注浆长桩，扩底桩抗浮锚杆：用于基岩较浅场地。工程中应根据实际情况选择其中一种或两种组合的抗浮方案。不要拘泥于一种方式。通常一个经济合理的抗浮方案均是采取多项措施的结果。（4

5、）抗浮的安全度问题！！！长久以来抗浮的安全度并未得到足够重视，常常引发工程事故。首先，荷载分项系数以前取0.9，现在取1.0，导致荷载项没有安全储备。再者，结构自重取值偏大，某些地下车库工程每层结构自重取13kN/m2，实际上，结构自重仅有梁板及面层，往往达不到。抗浮水位一般取值比勘察时期水位高1~2m，但当丰水期水位达到地面时，水浮力往往大于结构自重。需要指出的是：用配重抗浮的设计，其安全系数仅为1.0。采用抗浮桩或者抗浮锚杆的，安全系数为2.0。这是工程师要重点重视的。此外，基底土层的隔水性相当关键。如果基底土层为非隔水层（如粗砂等），

6、那么实际水头浮力则与静水压力相当，同时用配重抗浮，那么安全系数仅为1.0。如果没有其他措施，一旦丰水期使得地下水上升，可能使得建筑物上浮。（5）抗拔桩（锚杆）布置应注意的问题！！！抗浮桩的设计关键在于布桩。工程实践中，根据单桩抗拔承载力特征值与浮力超重部分相平衡的原则。设荷载标准值换算的均布荷载为40kN/m2，水浮力90kN/m2，那么布桩所需抵抗的浮力为50kN/m2，由此可能出现图（a）、（b）两种布桩模式。在假定基础筏板刚度极大的情况下，桩顶反力均匀分布，这两种方式并无不妥之处。通常筏板厚度在设计时并不是根据刚度来确定板厚，基础筏板

7、刚度并不足以调整桩顶作用的均匀分布。虽然按桩顶承担均匀的拉力来设计，但用于筏板受到极大的浮力上拱，使得靠近柱的基桩分担的浮力较小，而远离柱的基桩分担的浮力偏大。（b）均布于筏板下（a）集中于柱下抗浮桩布桩模式筏板刚度愈小，这种不均匀分布的趋势则更为剧烈；极端的，当筏板抗弯刚度为0时，可以发现柱以外的基桩所平衡的水浮力并不是计算的50kN/m2，而是90kN/m2。工程实践中已经发现因为不合理布桩设计导致的工程事故。某些工程采用预应力管桩抗浮，少数基桩远离柱布置，那么这些基桩则率先破坏，从而余下的基桩被各个击破，导致抗浮桩设计失败。因此应避免

8、采取（b）方案，而应尽量将桩布置在柱下、基础梁下。（6）抗浮锚杆可否当作支座？当抗浮锚杆具备足够刚度时，可当作弹性支座；弹性刚度宜由抗拉试验确定。可极大减小基础梁板配筋。（7）主