特殊桩基设计：软土地区扩底抗拔桩

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1、第十七章软土地区扩底抗拔桩第一节概述沿海地区的常年地下水位较高，一般年平均水位埋深为O.5---1.Om.地下结构工程的抗浮设计显得尤为重要.目前抗拔桩基础仍为各种抗拔措施的首选形式。传统的等截面抗拔桩，仅靠桩土间的侧摩阻力提供抗拔阻力，并非最为理想Q为了提高桩的竖向抗抗拔承载能力，通常可以将桩身做成变截面形式，其主要目的是使桩体不仅能发挥桩一土问侧摩阻力，而且还能充分发挥桩身扩大部分的扩孔阻力。这种变截面桩通过改变桩身截面，以较小的材料增加获取量著的承载力的提高.已成为桩基础发展的有效途径之一。根据变截面形状、位置的不同，可衍生出不同的形式:扩底桩

2、、多级扩径桩、分段变截面桩和组合型桩等，其中仅对桩端截面进行扩大而成的扩底抗拨桩，由于施工工法相对简单、效果明显，成为最主要的变截国抗拔桩型。国内外扩底桩的应用愈来愈广泛.设计理论也随之发展，而这种桩型在抵抗上拔荷载的能力方面更显示出巨大的潜力。1972年在国际大电网会议曾举出这样一个实例:某钻孔桩的底部采用机械扩孔，使其下端桩径由原来的等截面直桩桩径。当于半径扩大O.225m).而抗拔承载力却增加了50%以上，净增200t左右。桩身的混凝土用量只增加了O.53t.即从5.41t增至5.94t0美国的DownsDL相ChieurzdR等人根据长期实践

3、和现场真型试验结果分析而得:带扩大头的圆柱形桩，其抗拔阻力随扩大头直径的增加而迅速增大。而且在很大的上拔变位变化幅度内，上拔阻力随上拔位移量持续不断地增加，呈现所谓的"有后劲"的现象，和等截面抗拔桩受力性状不同，扩底桩一般在小位移时不会达到其上拔阻力的峰值。我国的冶金、电力部门所作的研究证明:机扩桩、掏挖孔桩和爆扩桩中的扩大头所担负的抗拔阻力占总的抗拨承载力的百分比很大。冶金部第七J台金建设公司1968年对桩杆直径为300mm，桩埋人士中深度为3.0---3.4m.扩大头直径为900mm的爆扩桩，做了真型上拔试验，同时还做了短桩(等截面桩)的桩侧壁摩

4、阻力专项试验，以分析侧阻力的作用和地位。试验证明扩大头所担负的抗拔阻力达到整个抗拔承载力的芝分之二以上。第二节扩底抗拔桩的形式与施工方法一、扩底桩型扩底桩的桩型设计及施工工艺选择主要取决T土层条件，士层特性同时影响了扩底桩编写人:王卫东吴江斌(华东建筑设计研究院有限公司)第二节扩底抗拉拉的形式与施工方法485的桩长和扩大头的形状。总体来说岩石和硬土地区以短桩为主且扩大头的扩展角度较大;软土地区以长桩为主，且由于受成孔稳定性的限制.扩大头扩展角度较小。扩底桩的承载特性与土性、桩长及扩底形状因素有关。1.现有的扩底抗拔桩形式扩底抗拔桩的形状与土层条件和施

5、工工艺有较大的关系。人工挖孔桩的扩展角度较大，爆扩桩的扩大头形状较难控制，通常呈球形。目前扩大头的形状主要如图17-2-]所示。dd←D斗fDJJDJ•D•件宏发(2001)IIamparuth1(200I){α(b)(c)(d)图17-2-1已高丈献检出的扩大头m状2.软土地区小扩展角扩底抗拨桩型受土层和施工工艺的影响，软土地区当前采用的扩底桩的扩底端呈圆锥台状，具有小扩展角的特点，见图]倍左右.且不应大于桩身直径的1.5m，直径小时取小值，同时应满足抗剪要求，锥台面扩展角00布拉怡8____12。相对于国内其他地区而言，扩底的扩展角度较小.但效果

6、UU明显。为了充分发挥扩底端的作用，要求扩底端起始位置进入较硬土层宜为1---3D~且不小于1m。F上海工程界进行了小扩展角扩底桩与等截面桩抗拔承载力的对由比试验。试验场位于市区，属、滨海平原地貌，试验桩长范围内可分为6个士层，为典型的E海软土地层，各士层的分布与物理力学参图17-2-2上海地区数指标参见图17-2-3。据不同的桩径与桩长，足尺试验共分为两扩底形状组，见图17-2-3。第一组试桩桩径为450mm，桩长均为27肌桩尖进入第⑤层盼质黠士3.1m;第二组试桩桩径400mrn，桩长均为20m.桩尖进入第⑤层黠土3.5mo每组3根试桩.其中一根

7、为等截面桩.另两根为扩底桩，各试桩的具体参数见表17-2-106号桩在扩底施工时由于操控原因其扩底段的长度达到了2.5m。足尺试验试桩基本参数表l7-2-1桩身直径扩底直径总桩长扩底民扩展角组号桩号充盈系数(mm)(mm)(m)(m)(0)第1号15027无。1.032号450800271.58.31.04组3号450800271.58.31.06第4号40020无。1.25一5号400800201.59.51.20一组6号400800202.55.21.07486第十七章软土地区扩底抗拔桩。。。①杂填上松散-00←-一一-F气-丐03.73MPa]

8、②柑质量占上可塑一软翻N=-J.6叶飞-卜一一一一一①黯泥质物质辑土掩塑。。町的只.::;:0.70MPaN