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浅谈抗拔桩设计及施工技术【摘要】本文简单介绍了抗拔桩的荷载传输及破坏形式等基本概念，分析了抗拔桩在工程应用中的设计方法，并给出了几种抗拔桩的施工技术。 【关键词】抗拔桩；设计方法；施工技术 随着城市建设的高速发展，地上建筑越来越高，地下建筑越来越深，特别是基础浸入地下水的深度越来越大，地下建筑物如地下室等会受到地下水浮力的作用，随着深度的加大，受到的水浮力也加大，如果不采用有效措施来解决抗浮问题，地下建筑物将因过大的水浮力发生破坏或影响使用。为了满足这种基础的受力要求，抗拔桩基础被广泛采用。 抗拔桩基础的应用越来越广泛，但目前为抗拔桩大多还只是传统上的钻孔灌注桩，只是钻孔灌注桩的受力和作用机理改变了而已。但由于传统钻孔灌注桩中，桩身混凝土是受压的，在受压状态下桩身混凝土很难会发生破坏，桩身钢骨架也不会产生破坏。一旦把传统钻孔灌注桩当作抗拔桩来使用，桩身混凝土在拉伸作用下很容易发生破坏，随着桩身混凝土的破坏，桩身钢骨架也随之发生破坏，这就对抗拔桩的设计和施工工艺提出了新的要求。本文针对这一点，就抗拔桩的设计方法进行了分析，并对地下抗拔桩结构的施工给出了具体的技术措施。 1 关于抗拔桩的基本概念 1.1 荷载传输规律 抗拔桩的荷载传递规律与摩擦型的抗压桩类似。桩头受到拉力，桩身拉应力开始产生在桩的顶部，桩体与土体之间产生相对移动，由此将荷载以剪应力的形式传递到土体中去，只不过桩侧摩阻力传递方向相反。侧摩擦力的发挥与很多因素有关。根据抗拔桩的长径比不同，桩的荷载传输方式主要有以下两种情况： 1.1.1 对于短粗的桩。由于抗拔桩是钢筋混凝土结构，弹性伸长量不大，桩身上下和土层之间相对位移量不大，这样桩身上下的侧摩擦力几乎是同时出现的，大小也相当。这样，很小的上拔位移就可以使上拔荷载达到峰值，然后承载力迅速减少，随着位移增大，残余承载力变得很小。 1.1.2 对于长桩。受到桩身弹性变形的影响，抗拔桩的侧摩擦力首先在桩身的上部出现，随着荷载的增加及变形的增大，桩侧摩擦力将逐渐沿桩身向下延伸，直到整个桩身都受到侧摩擦力的作用。 1.2 破坏形式 抗拔桩的破坏形式主要与下面几个因素有关：土的分层和性质、桩土间的摩擦性质和桩的长径比。桩壁较为光滑，桩土之间摩擦角小，破坏面往往发生在桩土界面上；桩壁较为粗糙，桩土之间摩擦角大，破坏面向土体中扩展。具体而言，抗拔桩的破坏形态可以分为以下基本形态： 1.2.1 桩身破坏是沿着桩和土交界面形成一个圆柱状的剪切面，其抗拔力由桩身重量和沿桩身的抗剪强度承担，如图1（a）所示。 1.2.2 圆锥台状破坏面，其抗拔承载力由桩重和截锥台范围内的土重承受，如图1（b）所示。 1.2.3 地基表面附近形成一锥体状，而其下面为一圆柱状的组合剪切破坏面，如图1（c）所示。 1.2.4 曲面状破坏面，其抗拔承载力由桩重和曲面以上的土重和沿曲破坏面的抗剪强度来承担，如图1（d）所示。 图1等截面桩的荷载传递与破坏形态 2 抗拔桩的设计 2.1 抗拔桩承载力验算 根据《建筑桩技术规范》（JGJ94― 2008），桩的抗拔极限承载力标准值一般按经验公式（1）计算并应满足（2）式要求： （1） （2） 式中，NK为按荷载效应标准组合计算的单桩拔力；Tuk为单桩的抗拔极限承载力标准值；GP为桩基自重，地下水位以下取浮重度；λi为抗拔系数，砂土取0.50～0.70，黏性土和粉土取0.70～0.80，当桩长l与桩径之比小于20时，λ取小值；qsik为桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；Ui为桩侧周长，对于等截面桩取U=πd，d为桩径；li为桩周第i层土的厚度。 按公式（2）确定的基桩极限抗拔承载力适用于丙级建筑桩基；对于甲级和乙级建筑桩基，则应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。 2.2 抗拔桩的配筋及裂缝控制 抗拔桩设计的关键问题是桩的配筋设计，而配筋的设计又往往与它的裂缝控制有直接的关系，抗拔桩的裂缝控制又与结构的服役条件和形态有关。 根据《混凝土结构设计规范》（GB50010 ―2002），钢筋混凝土构件裂缝验算针对的是构件的正常使用极限状态。而锚桩和抗拔桩所处的应用状态正是承载力的极限状态，只有当它们作为工程桩时，才会分别转化为抗压桩和抗拔桩，因此，对它们作裂缝验算应考虑它们转化后的服役状态。 从抗拔桩的裂缝控制来看，可根据其应用形态分为以下三种：（1）设置锚桩的主要目的是验证地基土对桩的极限支承力，所以锚桩在裂缝验算时应当取承载力极限值。另外，锚桩转化为工程桩时，是抗压桩，在试桩时产生的裂缝是临时性裂缝,若裂缝不大最终会闭合，因此对于锚桩的裂缝的控制可以适当放宽。（2）对于