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关于抗拔桩分段配筋的讨论

摘要:抗拔桩的设计中，桩身配筋除了满足正截面受拉承载力要求外，还需

满足正常使用极限状态下桩身的裂缝控制验算，抗拔桩设计的关键其实就是配筋

的设计和裂缝的控制。桩身的轴力随着基桩埋深的加深减小，抗拔桩的轴力减小，

以桩顶最大轴力设计桩身通长钢筋是不经济的，可根据实际情况对抗拔桩进行分

段配筋，以节省造价。

关键词：抗拔桩，抗拔桩裂缝验算，抗拔桩分段配筋。

1引言

随着城市建设的快速发展，土地可使用的建设面积急剧下降，地上的使用空

间越来越小，对地下空间的利用越来越大。地下室基础埋深越来越深，通常情况

下，都存在抗浮问题，可采取增加压重或设置抗浮构件等措施来抵抗水浮力，设

置抗拔桩是最为普遍的方法。

2抗拔桩受力原理

抗拔桩通常也叫做抗浮桩，是指当建筑工程地下结构在低于周边土壤水位，

建筑物底板或基础存在浮力作用时，建筑物本身的自重及压重不足以抵消土壤中

水对结构产生的上浮力而布置的桩。抗拔桩的主要作用机理是依靠桩身与土层的

摩擦力来抵抗轴向拉力。

抗拔桩属摩擦桩，其工作原理与摩擦型承压桩是非常相似的，都是桩侧摩阻

力以剪力的形式传递给桩周土体，但是抗拔桩与承压桩的侧摩阻力的方向是完全

相反的，当抗拔桩受到拉拔荷载时，桩相对土向上运动，桩侧表面开始受土向下

摩擦阻力，荷载通过侧阻力向桩周土中传递。抗拔桩周土产生的应力状态、应力

路径和土的变形都不同于承压桩，所以抗拔的摩阻力一般小于承压的摩阻力，因

此在计算桩侧摩阻力时，抗拔桩比承压桩多了一个抗拔系数λi，根据桩周土类别

的不同，规范中λi取值范围为0.5~0.8，砂土中抗拔摩阻力比抗压小的多，而在

饱和粘土中，较快的上拔可在土中产生较大的负超静孔隙水压力，可能会使桩的

拉拔更困难，但由于其不可靠，所以一般不计入抗拔力中。

根据《建筑桩基技术规范》的基桩构造要求，灌注桩正截面应按规定配置钢

筋，配筋率0.65%~0.2%，对于受荷载特别大的抗拔桩应根据计算确定配筋率，

抗拔桩应通长配筋。一般在抗拔桩的设计中，配筋除了满足正截面受拉承载力要

求外，还需满足正常使用极限状态下桩身的裂缝控制验算。随着基桩埋深的加深，

抗拔桩的轴力减小，所以所需的钢筋截面面积也相应减少，，若按桩顶的最大轴

力设计计算基桩桩身钢筋，并以此钢筋等截面通长布置桩身，会造成一定的浪费，

而根据《建筑桩基技术规范》的构造要求，抗拔桩桩身钢筋可变截面通长配筋，

由此可对抗拔桩进行分段配筋，以提高抗拔桩的经济性。

3抗拔桩的设计

根据《建筑地基基础设计规范》，建筑物基础存在浮力作用时，应进行抗浮

稳定性验算，抗浮稳定性应符合下式要求：

（1）

式中：Kw–抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1.05。建筑物自重及压重

为恒载，应采用标准值作为代表值；水浮力应取最高设计水位工况下浮力作用值，

也采用标准值作为代表值。当不满足抗浮要求时，设置抗拔桩。

对于设计等级为甲、乙级建筑桩基应通过单桩现场上拔实验确定单桩抗拔极

限承载力。群桩的单桩抗拔极限承载力难以通过实验确定的，可通过计算确定，

对于设计等级为丙级建筑桩基可通过计算确定单桩抗拔极限承载力，但应进行工

程桩抗拔静载实验检测。群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力极限标准值:

（2）

抗拔桩基承载力验算:

（3）

式中：Nk-按荷载效应标准组合计算的基桩拔力；Gp–基桩自重，地下水位

以下取浮重度。

抗拔桩桩身正截面设计应满足受拉承载力：

（4）

式中：N-荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值。在目前我们的工程应用

中，一般都采用的是普通非预应力钢筋，因此该公式简单表示为：

（5）

也就是说，拉力设计值全部由桩身纵向钢筋承担，用这个公式可以算出桩身

主筋配筋量As，保证桩身钢筋强度满足要求。

正常使用极限状态问题即桩身裂缝控制的问题：由于抗拔桩长期处于地下水

环境，根据耐久性规定，参照《混凝土结构设计规范》按环境类别和腐蚀性介质

弱、中、强等级诸因素划分抗拔桩裂缝控制等级，对不同裂缝控制等级桩基采取

相应措施，一般设计使用年限50年。对于严格要求不出现裂缝的一级和一般要

求不出现裂缝的二级裂缝控制等级基桩，宜使用预应力钢筋，而我们平时用得最

多的允许出现裂