预应力混凝土管桩在地下室抗浮中的应用.docVIP

预应力混凝土管桩在地下室抗浮中的应用摘? 要：通过地下室t况分析，以工程实例说明了结合地下室基础形式及使用要求选择抗浮措拖的没 计思路，并根据场地工程地质条件，通过技术对比分析，阐明了预应力混凝士管桩为扰拔捌：的优越性及施工要点。 ??? 关键词：抗拔桩 抗浮没防水位 地下室抗浮? 预应力混凝土管桩 ? ??? 地下建筑物包括地下车库、商场、水池等，通称地下室，其所受地下水浮力的大小等于地下室排开的地下水的重量。在地下室结构荷载不大、地下水位较高的情况下，地下室所受浮力将大于地下室自重7支作用其上的固定荷载之和，此时，由于结构荷载或暴雨形成的地下水分布不均匀，地下室将产生不均匀上浮，从而导致地下室结构破坏。根据文献的规定，地下室需进行抗浮稳定性验算，且应满足下式要求： ??? 当不满足式(1)时，地下室需采取抗浮措施，包括增大地下窒结构荷重、顶板堆载、抗拔桩、抗浮锚杆、降水或利用基坑侧壁支护结构抗浮等。 ??? 地下室抗浮应根据其基础形式、使用要求以及场地岩土工程条件、周围环境条什等，按照施工可行、经济合理韵原则进行设汁，下面以工程实例说明预应力管桩与顶板堆载在地下审抗浮中的综合应用。 ??? 1 工程实例 ??? 某小区为解决停车位严重不足的问题，需利用休闲空地修建2层地下停车庠(负1层为半地下室)，长100.0m，宽40.0m，层高3.70m，底板哼400mm，±0.00(室外地而)绝对标高为5.40m，地下室底板底绝对标高为0.20m框架剪力墙结构，顶板上需进行休闲景观设计。 ??? 根据勘察资料，场地地貌译元属珠江河口三角洲，地下室抗浮设防水位为黄海高释5.20m，场地内地层及其桩基承载力指标等列于表l。 ??? 2 地下室地基基础选型分析 ??? 2.1 地下室工况分析 ??? 地下室抗浮应结合基础形式进行设计，且应考虑地下室在使用过程中两种极限工况。 ??? 极限工况1：在枯水期，地下水下降至地下室底板以下，地下水对地下室的浮力为零，地下室基础承受的竖向压力最大，包括全部固定荷载及活荷载，由于地下室底板下的淤泥②及淤泥质粘土③的强度低、分布不均匀，天然地基不能满足强度及变形要求。极限工况2：丰水期，地下水上升至抗浮设防水位，地下水浮力大于地下室自重，地下室需采取抗浮措施，天然地基或复合地基不能满足地下室抗浮要求。 ??? 综上所述，地下室需采用桩基，其承载力应同时满足抗压及抗浮要求。 ??? 2.2 桩基承载力 ??? 根据地下室工况和文献[1]、[2]的相关规定， ??? 桩基承载力应满足： ??? 极限工况1(抗压)： ??? ??? 式中：N1、N2一抗压、抗拔桩数量；Ra一基桩竖? 向抗压承载力特征值；形一地百室自重；G一地下室上作用的永久荷载；￡一地下室活荷载设计值；u一桩截面周长；qsia一桩周土层侧阻力特征值；Li一土层厚度；qsia一桩的端阻力特征值；Ai一桩的底面积；Rta一基桩竖向抗拔力特征值；Ai一抗拔侧阻力折减系数；P一地下水浮力(按抗浮设防水位计算)；Gw一桩的水下重量(常用于安全储备)。 ?? ?2.3 桩基选型对比分析 ?? ?(1)与钻孔桩相比，预应力管桩的经济效益明显：若不考虑桩的重量，根据表1及文献[1]，在相同工程地质条件下、预应砼管桩的三项指标均比钻孔灌注桩高。由(3)、(5)式可知，同比条件下，采用预应力管桩所需桩的数量比钻孔桩数量要少。此外，预应力管桩比钻孔桩更经济。 ??? (2)钻孔桩的侧摩阻力较易退化：随着地下水位的升降，地下室工况将发生交替变化，桩的受力方式也随之发生改变。对地下室工程桩而言，桩的侧摩阻力并非定值，存在退化效应，机理如下： 当地下水位低于某临界水位时，桩或桩端土处于受压状态，并产生压缩变形，桩周土受到向下的剪力；反之，桩处于受拉状态，产生拉伸变形，桩周土受到向上的剪力。多次反复之后，桩周土受到重塑，抗剪强度逐步降低，桩土接触面粗糙程度下降，从而导致桩周土对桩的侧摩阻力减弱，抗拔力降低。 ??? 与预应力混凝土管桩相比，一方面，钻孔桩的桩身刚度较弱；另一方面，因受施工工艺影响，钻孔桩桩底常残留沉渣，桩侧常形成泥皮。所以，在相同压力作用下，钻孔桩桩身变形量及桩端土的沉降量较大，桩土间产生的相对位移较大，在桩的受力变化过程中，钻孔桩的桩周土受重塑的程度更严重，桩土界面的粗糙程度要下降得更快，桩周土对桩的侧摩阻力更易退化。 ??? (3)钻孔桩的抗拔力离散性大，发挥作用不同步：影响钻孔桩抗拔力的因素很多，包括地质条件的差异、泥皮厚度、桩土接触面粗糙程度、混凝土质量、钢筋弯曲、塌孔、缩径、断桩等，故而，钻孔桩的抗拔力具有较大的离散性。同样，上述因素也影响桩的抗拔力的同步发挥，在相同的桩土相对位移下，地质条件差、泥皮厚度大、桩土接触面平滑、钢筋弯曲的桩的抗拔力