陳擁軍

摘要：地下室工程應用日益廣泛，地下室抗浮承載力不足引發(fā)的工程問題也愈來愈多。本文分析地下水位對地下結構的抗浮計算原理，并用工程實例闡明采用PHC管樁作為抗浮樁的優(yōu)越性和單樁抗拔承載力特征值的決定。

關鍵詞：預應力混凝土管樁；抗拔樁設計；抗拔承載力特征值

中圖分類號：TU473.1*3

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422（2013）07-0170-02

1.前言

隨著高層建筑的大量建造，帶動各類地下建筑的興建，如地下車庫、地下商場、地下水池等，尤其是在居住小區(qū)四周均為高層建筑時中間留有休閑空地往往用未建地下車庫，上面覆蓋土層綠化改善環(huán)境，這種地下車庫由于上部結構自重較輕，作用其上的總重不足抵擋地下室結構所受地下水浮力時，導致地下室上浮或結構破壞，有時遇暴雨形成地下水的分布不均，引起地下室結構不均勻上浮及傾斜，這給工程設計施工帶來許多新的技術問題，本文結合具體工程進行分析。

2.工程實例

某小區(qū)利用休閑空地修建2層地下室，車庫長101.3m、寬39m、層高3.7m、柱網為7.8m，頂板上有不同厚度的覆土經計算單位面積平均堆載值為2.0KN/m²，根據勘察資料場地各土層物理力學指標及設計計算參數如表1。

3.地下室樁基選型

PHC樁與鉆孔灌注樁兩種樁型的比較，PHC樁由于工業(yè)化生產，樁身質量穩(wěn)定可靠，鉆孔灌注樁用泥漿護壁水下砼灌注易發(fā)生斷樁、縮徑、塌孔及沉渣過厚等缺陷，成樁質量差，從表1可知在相同工程地質條件下，PHC樁的側摩阻力與端阻力均比鉆孔灌注樁高，PHC樁施工速度快，無泥漿污染，基于以上分析并根據場地的巖土工程勘察資料，該地下車庫最終選擇PHC樁作為工程樁。

4.抗浮設計

根據地質條件設計該地下車庫時應考慮兩種最不利的水位：（1）當地下水對地下車庫的浮力為零時，地下車庫基礎承受的豎向壓力最大時，N1Ra≥W+G+L，；（2）當地下水作用于地下車庫的浮力最大，即該時地下水為歷史記載的最高水位則N2Rta+W+G≥1.05F，。式中N1、N2——抗壓、抗拔樁數量；Ra——基樁豎向抗壓承載力特征值；W——地下室自重；G——地下室上作用的永久荷載；L——地下室活荷載設計值；U——樁截面周長；qsia——樁周土層側阻力特征值；li——土層厚度；qpa——樁的端阻力特征值；Ap——樁的底面積；Rta——基樁豎向抗拔力特征值；入i——抗拔側阻力折減系數；F——地下水浮力（按抗浮設防水位計算）；GW——樁的水下重量（常用于安全儲備）。

5.PHC樁抗拔試驗與單樁承載力特征值的確定

根據場地勘察資料，通過對地下車庫所受荷載，頂板覆土及地下水浮力的計算選用φ400AB型管樁。

5.1PHC樁抗拔試驗裝置

PHC樁抗拔試驗時采用樁芯內埋設鋼筋澆灌砼進行抗拔試驗如圖1、圖2。

5.2單樁豎向抗拔承載力特征值的確定

抗拔樁試驗按《建筑基樁檢測技術規(guī)范》進行，三根抗拔樁試驗曲線如圖3，試樁豎向抗拔極限承載力1#、2#樁為900KN，3#樁為800KN，單樁抗拔承載力特征值取433KN，另外三根豎向抗壓極限承載力試驗值，1#樁為2711KN、2#樁為2136KN、3#樁為2098KN，單樁豎向抗壓承載力特征值為1208KN，已知基樁豎向抗壓承載力特征值和基樁抗拔承載力特征值代入上列公式即可求得抗壓、抗拔樁數量，經計算確定抗壓樁數169根，抗拔樁數為193根，為了同時滿足抗壓、抗拔樁數量應選擇兩者的大值采用193根。

6.結語

6.1豎向抗拔樁的荷載傳遞機理及破壞形態(tài)目前還不很清楚，抗拔樁的破壞形態(tài)與施工因素有關如樁長、樁材、施工工藝、各土層與樁土界面特性等有關，因此設計抗拔樁的承載力計算值僅作參數，樁基規(guī)范只提供砂土λ=0.5-0.7，粘性土-粘土λ=0.7～0.8，其它土層均無提供，就本工程抗拔樁土層大部分為砂卵石層土質較好，抗拔折減系數比較難定，因此設計抗拔樁的承載力特征值一般應通過現場單樁上拔靜載試驗確定。

6.2地下車庫抗浮樁的布置有兩種，一種是集中布置在結構柱下，該樁不但承受抗壓，同時也承受抗拔，另一種是分散布置，將樁布置在底板下。布置在柱下的抗浮樁數量比較少，但對單樁抗浮承載力的要求比較高，樁長也比較長，優(yōu)點是抗壓、抗拔相結合合二為一，分散布置在基礎板下的抗浮樁數量較多，而樁長可以比較短，抗浮力的分布比較均勻，板的受力情況較好，這兩種布置方法在選擇上應根據浮力大小、地質條件以及抗浮的要求而定。

6.3試驗表明PHC樁在抗拔力不超過樁身受拉承載力情況下，不但可作承壓樁，同時也可用作抗拔樁，大大方便施工、縮短工期節(jié)約投資，為PHC樁多功能用途開辟新途徑。