地基与基础工程-抗拔桩基承载力验算

《建筑桩基技术规范》规定：

5.4.5 承受拔力的桩基，应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力：

N_k≤T_gk/2+G_gp （5.4.5⁃1）

N_k≤T_uk/2+G_p （5.4.5⁃2）

式中 N_k——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力；

T_gk——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值，可按本规范第5.4.6条确定；

T_uk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值，可按本规范第5.4.6条确定；

G_gp——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数，地下水位以下取浮重度；

G_p——基桩自重，地下水位以下取浮重度，对于扩底桩应按本规范表5.4.6⁃1确定桩、土柱体周长，计算桩、土自重。

5.4.5 桩基的抗拔承载力破坏可能呈单桩拔出或群桩整体拔出，即呈非整体破坏或整体破坏模式，对两种破坏的承载力均应进行验算。

【8.4.1】 桩基抗拔极限承载力

条件：某建筑桩基安全等级为二级的建筑物地下室采用一柱一桩，基桩上拔力基本组合设计值为400kN。采用钢筋混凝土预制方桩，边长为400mm，桩长为22m，桩顶入土深度为6m，桩端入土深度为28m，场区地层条件见表8.4.1。

表8.4.1 场地地层条件及主要土层物理力学指标

注：地下水位离地表为0.5m。

要求：计算桩基抗拔极限承载力标准值。

【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.4.6条的规定，群桩呈非整体破坏，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算。

T_uk=∑λ_iq_siku_iL_i

λ_i为抗拔系数，由《建筑桩基技术规范》表5.4.6⁃2查得。

桩长L与桩径d之比小于20时，λ取大值。所以L/d=22/0.4=55>20，λ取大值。

（1）深度6～12m，为淤泥质黏土，则λ₁=0.8

λ₁q_s1kuL₁=0.8×28×1.6×6=215.0kN

（2）深度12～22.72m，为黏土，则λ₂=0.8

λ₂q_s2kuL₂=0.8×55×1.6×10.7=753.3kN

（3）深度22.72～28m，为中密粉砂，λ₃=0.7

λ₃q_s3kuL₃=0.7×100×1.6×5.3=593.6kN

（4）桩基抗拔极限承载力标准值

T_uk=∑λ_iq_siku_iL_i

=215.0+753.3+593.6=1561.9kN

【8.4.2】 （2010年一级考题）

某多层地下建筑采用泥浆护壁成孔的钻孔灌注桩基础，柱下设三桩等边承台，钻孔灌注桩直径为800mm，其混凝土强度等级为C30（f_c=14.3N/mm²，γ=25kN/m³）。工程场地的地下水设防水位为-1.0m；有关地基各土层分布情况、土的参数、承台尺寸及桩身配筋等，如图8.4.1所示。

图 8.4.1

假定按荷载效应标准组合计算的单根基桩抗拔力N_k为1200kN；土层及岩层的抗拔系数λ均取0.75。试问，按《建筑桩基技术规范》的规定，为避免群桩呈非整体破坏，满足基桩抗拔承载力要求的基桩最小嵌固入岩深度l（m），与下列何项数值最为接近？

（A）1.90 （B）2.30 （C）2.70 （D）3.10(www.xing528.com)

【答案】 （B）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》式（5.4.6⁃1），有

T_uk=∑λ_iq_siku_il_i

=0.75×0.8π×（70×2.4+120×4.1+240×l）=1244+452l

根据《建筑桩基技术规范》5.4.5条的规定，基桩自重为

G_P=（2.4+4.1+l）×（25-10）×0.8²×π/4=49+7.54l

代入《建筑桩基技术规范》式（5.4.5⁃2），即，可得

（1244+452l）/2+49+7.54l≥1200

解得l≥2.27m

故（B）正确。

【简解】 由T_uk=∑λ_iq_siku_il_i=0.75×0.8π×（70×2.4+120×4.1+240×l）=1244+452l和G_P=（2.4+4.1+l）×（25-10）×0.8²×π/4=49+7.54l 代入，可得

1200≤（1244+452l）/2+49+7.54l 解得l≥2.27m

【8.4.3】 （2009年岩土考题）

某地下车库作用有141MN浮力，基础及上部结构和土重为108MN。拟设置直径600mm、长10m的抗拔桩，桩身重度为25kN/m³。水的重度取10kN/m³。基础底面以下10m内为粉质黏土，其桩侧极限摩阻力为36kPa，车库结构侧面与土的摩擦力忽略不计。按《建筑桩基技术规范》，为避免群桩呈非整体破坏，估算需设置抗拔桩的数量至少应大于下列哪个选项？（取粉质黏土抗拔系数λ=0.70）

（A）83根 （B）89根 （C）108根 （D）118根

【答案】 （D）

【解答】 根据《建筑桩基技术规范》式（5.4.6⁃1），有

T_uk=∑λ_iq_siku_il_i=0.7×36×π×0.6×10=474.8kN

代入《建筑桩基技术规范》式（5.4.5⁃2），即，可得

解得：，故取n=118根

【8.4.4】 （2012年一级考题）

某工程由两幢7层主楼及地下车库组成，统一设一层地下室，采用钢筋混凝土框架结构体系，桩基础。工程桩采用泥浆护壁旋挖成孔灌注桩，桩身纵筋锚入承台内800mm，主楼桩基础采用一柱一桩的布置形式，桩径800mm，有效桩长26m，以碎石土层作为桩端持力层，桩端进入持力层7m；地基中分布有厚度达17m的淤泥，其不排水抗剪强度为9kPa。主楼局部基础剖面及地质情况如图8.4.2所示，地下水位稳定于地面以下1m，λ为抗拔系数。

提示：按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）作答。

图 8.4.2

主楼范围以外的地下室工程桩均按抗拔桩设计，一柱一桩，抗拔桩未采取后注浆措施。已知抗拔桩的桩径、桩顶标高及桩底端标高同图8.4.2所示的承压桩（容重为25kN/m³）。试问，为满足地下室抗浮要求，荷载效应标准组合时，基桩允许的上拔力最大值（kN）与下列何项数值最为接近？

提示：单桩抗拔极限承载力标准值可按土层条件计算。

（A）850 （B）1000 （C）1700 （D）2000

【答案】 （B）

【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.4.6条式（5.4.6⁃1）：

故选（B）。