大型地下结构抗浮桩设计研究

大型地下结构抗浮桩设计研究 来源：考试大2010年2月23日【考试大：中国教育考试第一门户】
近年来，随着国民经济的日益发展，促使城市建设的发展，高层及超高层建筑的涌现，基础埋置越来越深，同时，作为车库等功能的广场式建筑的纯地下室部分、裙房或相对独立的地下结构物（如下沉式广场、地下车库、地下铁道等）的开发和利用越来越广泛，由此，地下结构物的抗浮问题日益突出。 来源：考试大
在我国沿海地区曾出现过多起因地下水浮力而导致地下室破坏的事故。在这些事故中，有的地下室底板隆起，导致底板破坏；有的地下建筑物整体浮起，导致梁柱结点处开裂及底板破坏等等。
地下室上浮的意外事件可能发生在各种地层中，包括透水性极低的软件粘土层或极稳定的卵石层中。低水位也不保证不会发生上浮，因地下水位可能因暴风雨、地表逸流或施工不慎等因素突然升高，地下水浮力一旦超过结构物重量及侧壁摩擦力时则上浮随之发生，建筑物将产生变形等破坏。不能保证正常使用中的安全，必须采取有效的处理措施。地下结构物的抗浮问题成为影响结构工程设计和工程投资效益的难题之一，并引起结构工程师的重视和广泛关注。 来源：考试大
2、抗浮方法
工程抗浮设计包括整体抗浮验算和局部抗浮验算。通过整体抗浮验算虽然可以保证地下结构物不会整体上浮，但不一定能保证结构物底板不开裂等变形现象，因此，还应对结构物底板进行局部抗浮验算。在具体的设计中应根据工程特点、地质情况、场地条件和环境等因素（如基坑的支护形式、基坑深度、基坑底的土层条件等），综合考虑，因地制宜，选择一个最佳有效的抗浮方案。
2.2摩擦抗浮法土壤与地下结构物间存在摩擦力，这种力量也可以抵抗地下结构物的上浮。该力的大小依土壤的侧压力及各土层的摩擦情况而定。但是这种侧压力的大小很难准确确定，所以它的可靠度不高，如需采用，其设计的安全系数应当提高，并且要在地下结构物有相当的位移后，才能真正地起动这种摩擦力。若地下水位不时变动则这种位移也会变动。这种位移的数量及其随水位变动的性质，往往不能适用于某些地下结构物，在实际工程中，对规模较大的地下结构物的抗浮，很少采用此法作抗浮措施。
2.4利用临时挡土设施法一般来说，在基坑开挖时用以挡土的连续墙除在与地下结构物接触的部分外，大部的墙体在开挖区回填后就没有任何利用价值了。若能妥善相连或直接与地下结构物结合，即可利用挡土的连续墙来抵抗地下水浮力。此法除剪力键的安置费，无其它额外费用，并且可靠性很高。此外还可以将连续墙与土壤间的摩擦力计入考虑，其安全系数也将由此提高。采用此法得先验算挡土连续墙的抗拔力等，并视该工程的挡土连续墙和地下结构物外墙之间的间距等情况而定，如间距太大，则需浇筑大量的混凝土和不易安装剪力键，由此增加造价和浪费。此法一般适用于挡土连续墙的抗拔力足够，且挡土连续墙和地下结构物外墙之间的间距较小等条件的地下结构物抗浮。
3、抗拔桩设计
由于造价及施工条件的限制，抗拔桩一般入岩不深，需要对入岩桩段部分进行桩端灌浆处理。如果上覆土层较厚，桩无法埋入基岩，那就只能全靠桩侧土的表面摩擦阻力抗拔，此摩擦阻力较小，抗浮效果不佳；若在桩端设置扩大头，则能大大提高桩的抗拔能力。
3.1受压桩的承载力组成中有端承力部分，而抗拔桩则无。
3.2.1单桩或群桩呈非整体破坏时，桩的抗拔极限承载力标准值。
一一桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
一一管桩第i层土（岩）的侧阻力修正系数；
3.2.2群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值一一桩群外围周长。
4、结论
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