地下室樁基設計

1、<p><b>　　地下室樁基設計</b></p><p>　　摘要：地下結構的廣泛應用解決了空間擁擠問題，因地下水位變化，做好地下室首要任務之一即做好地下室基礎設計，地下水位低時，地下室采取抗壓樁，地下水位較高時，地下室則需設計抗拔樁，本文主要分析了當地下水位較高時地下室基樁應按抗拔樁設計的過程。 </p><p>　　關鍵詞：地下結構；浮力；抗拔樁；荷載

2、 </p><p>　　Abstract: the underground structure of the widely used to solve the problem of heavy space, by change of ground water, completes the basement is one of the primary task to the basement foundation

3、design, underground water level is low, the basement take compressive pile, the underground water level is higher, the basement will need to design of tension piles, this paper mainly analyzes the underground water level

4、 when high basement should be according to the foundation pile resistance to pull ou</p><p>　　Keywords: underground structure; Buoyant; Tension piles resistance; load </p><p>　　中圖分類號：O434.19 文獻標

5、識碼：A文章編號： </p><p>　　為了保證城市的發(fā)展不占用過多的土地，當前的城市發(fā)展選擇了大力開發(fā)地下空間。由于地下結構工程是最近幾年迅速發(fā)展起來的，還沒有具體的設計規(guī)范，設計中存在大量的不確定性，特別是抗浮設計?？垢≡O計是地下結構設計的重點，如果設計不合理，容易出現工程事故，影響生命安全并造成經濟損失。近年來，研究人員越來越重視地下結構的抗浮問題，但是還未提出一套科學合理的抗浮設計方法。本文主要分析了浮

6、力計算的原理和抗拔樁的設計思路。 </p><p><b>　　1.設計水位選取 </b></p><p>　　地下水位受自然環(huán)境和人類活動影響很大，呈不同的變化規(guī)律，設計應根據選取的不利狀態(tài)合理的利用地勘報告所給出的水位變化，確定抗浮設計水位及抗壓設計水位。 </p><p>　　2.浮力計算的方法 </p><p>

7、　　圖1為計算模型，這種情況最普遍，潛水水面是設計水位，隔水層在下層，不需要折減浮力的計算值，水浮力計算公式為：（為抗浮設計水位高度，值為最高靜水水位和基底標高之差）。 </p><p><b>　　圖 1計算模型 </b></p><p>　　3.樁基設計受水位變化的影響 </p><p>　　3.1水位變化幅度 </p>&l

8、t;p>　　氣候條件變化影響水位的變化，勘測部門應該長期跟蹤觀測擬建場地和勘察水文地質，記錄好各項數據并總結出觀察期內的歷年的水位最高值和最低值，作為設計人員設計的參考數據。 </p><p>　　3.2樁的受力性狀 </p><p>　　樁的受力性狀由地下建筑受力狀態(tài)決定，其根本原因在于地下水位的變化。比如，單建式地下室埋深淺、水位高且變化范圍大時，水位變化會造成荷載組合形式的變化

9、，可能會導致抗壓樁取代抗拔樁。因此，設計人員應該分情況分別討論這兩種情況，但是，設計過程中這個問題往往被忽略。各工況下沒有科學的荷載組合方法和統(tǒng)一的荷載，下文將分析一種變化水位的樁基設計方法。 </p><p>　　3.3考慮水位影響的抗拔樁設計方法 </p><p>　　設計思路：①計算浮力：根據最高和最低的結構設計水位計算水浮力，②荷載組合：恒載有結構自重和地下室頂板覆士，活載有車庫內

10、車輛和地下室頂板處車輛，水浮力取抗浮設計狀態(tài)下的浮力。有上浮問題的地下室在驗算地下室抗浮能力時不考慮活荷載，恒荷載分項系數應取0.9，水浮力分項系數取1.0 </p><p>　　當0.9恒載<1.0水浮力時，為抗浮狀態(tài)，樁形式為抗拔樁，抗拔樁設計公式為： </p><p>　　樁數=（最大水浮力X 1.0 - 恒載X0.9）/抗拔樁承載力 </p><p>

11、　　當0.9恒載>1.0水浮力時，為抗壓狀態(tài)，樁形式為抗壓樁，抗壓樁設計公式為： </p><p>　　樁數=（活載X1.0+恒載X 1.0 - 最小水浮力X0.9）/樁豎向承載力設計值 </p><p>　?、鄞_定單樁承載力與樁數?？拱螛兜拇_定可以分為兩種情況：a樁基始終處于抗拔狀態(tài)，選取合適的持力層確定樁長，計算出單樁抗拔承載力，即可計算出總樁數。b水位變化，基樁處于抗壓狀態(tài)，根

12、據地勘報告數據得出樁抗壓承載力設計值后，確定樁數?？箟涸O計總樁數與抗浮設計總樁數中的較大值即為最終樁數。 </p><p>　?、芸拱螛稑渡韽姸仍O計；⑤抗拔樁樁身裂縫控制。為防止樁身裂縫過大，引起鋼筋銹蝕，則需驗算使其最大裂縫寬度滿足規(guī)范要求。 </p><p><b>　　4.工程算例 </b></p><p>　　某單層單建式地下車庫，框架

13、結構，基礎采用樁基加抗水底板，柱距8.4mx8.4m，柱底承擔的結構自重標準值為2620 kN，活荷載標準值為1057 kN，枯水期最低水位高度2m，抗浮設計水位4m，采用采用24m Φ600灌注樁，樁身混凝土強度等級C35，取抗拔樁承載力800 kN，單樁豎向承載力設計值1000 kN。 </p><p><b>　　4.1計算水浮力 </b></p><p>　　

14、(1)抗浮狀態(tài)下，設計水浮力為：； </p><p>　　(2)抗壓狀態(tài)下，設計水浮力為：。 </p><p><b>　　4.2計算樁數 </b></p><p><b>　　由上述公式得 </b></p><p>　　(1)抗浮狀態(tài)下，樁數為： </p><p>　　（4

15、0X8.4X8.4X 1.0 ?2620X 0.9）/800=0.58取n=1 </p><p>　　(2)抗壓狀態(tài)下，樁數為： </p><p>　?。?057X 1.0 +2620 X 1.0 ?8.4X8.4X20 X 0.9）/1000=2.4取n=3 </p><p>　　因此，樁數取n=3。 </p><p>　　4.3抗拔樁樁身

16、強度設計 </p><p>　　根據《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）正截面受壓承載力公式： </p><p>　　N≤ Ap?fc?ψcψc取0.7 </p><p>　　Ra ＝Ap?fc?ψc /γz ＝（3.14X6002/4）X16.72X0.7/1000/1.35 ＝ 2450kN>1000kN(滿足要求) </p><

17、;p>　　4.4樁身抗裂計算 </p><p>　　選用8?14，滿足灌注樁最小配筋率及構造要求，As=1232mm2 </p><p>　　ρte ＝ As / Ate=1232/282600=0.004<0.01 取ρte ＝0.01 </p><p>　　σs =Nq/As=155X1000/1232=125.9 N/mm2（Nq =（40X8.4

18、X8.4X 1.0 ?2620X 0.9）/3=155 kN） </p><p>　　ψ ＝ 1.1 - 0.65ftk / (ρte?σs)=1.1-0.65X2.2/0.01X125.9=-0.039<0.2取ψ＝0.2 </p><p>　　ωmax ＝αcr?ψ?σs?(1.9cs + 0.08deq / ρte ) / Es=2.7X0.2X125.9X（1.9X55+0.

19、08X14/0.01）/ 200000 =0.074mm<0.2mm（滿足要求） </p><p><b>　　5.結束語 </b></p><p>　　上文可總結為兩點：(1)設計抗浮樁要考慮抗壓和抗浮兩種狀態(tài)的最不利組合，即最不利荷載組合和水位變化的最高最低水位。只有這樣才能保證地下室結構在抗壓和抗浮兩種狀態(tài)下結構的安全。(2)地下室樁基當按抗拔樁設計時不僅

20、要計算單樁抗拔承載力，而且需驗算樁身強度及裂縫是否滿足要求。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 裴豪杰.地下結構的抗浮設計探討[J]．福建建筑，2004；86(1)：59―60． </p><p>　　[2] 李?，李峰 抗拔樁設計方法.中國煤炭地質，2003；15（1）：48-50 </p&