[实用新型]自张式人字形桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种承载桩，尤其涉及一种自张式人字形桩。

背景技术

随着大型地下室在高水位地区的频繁建设，依靠传统竖直抗拔桩单纯进行抗拔设计就凸现出造价高、工期长、抗拔效果不佳等缺点。

等截面竖直桩上拔时，拉拔力主要由桩侧摩擦力承担，通过桩身逐渐将荷载传递到深部土体。此时随着桩顶位移的增加，桩身拉应力逐渐向下部扩展，直到桩尖为止。当桩尖处桩土相对位移达到临界值时，该处摩阻力已达到极限，则整个桩身的摩擦力也已达到甚至超过了峰值，而后桩的抗拔力将逐渐下降。

由于生产日益发展，建(构)筑物的基础承受上拔力的情况愈来愈多。而利用桩基来提供抗拔力是较为常用形式，这种受拔力的桩称为抗拔桩。以下基础就常用抗拔桩来满足工程要求的抗拔力：

1)高压输电线塔；

2)电视塔等高耸建筑物；

3)承受浮托力为主的地下结构，如深水泵房，地下室或其他工业建筑中的深坑；

4)在水平荷载作用下出现上拔力的建(构)筑物；CS)膨胀土或冻胀土地基上的建筑物；

5)海洋石油的钻采平台及洋面或潜水系泊系统的桩基；

6)高层建筑物主楼与裙楼连接处的桩基。

抗拔桩作为抗拔基础的一种主要形式，相对于其它抗拔基础，有着很多突出的优点：象重力式基础和深埋式锚板抗拔基础，其抗拔承载力主要取决于回填土的土料以及压实质量。首先取决于回填土的抗剪强度；其次是基础的上拔容许变形量要求严格控制时，还取决于回填土的压实密度和变形模量。由于开挖基坑时对地基土的扰动很大，回填土的均匀度和力学指标不好控制掌握，这些都对发挥原状土的强度和变形特性不利；而对于抗拔桩，无论是挖孔、机扩孔或者灌注桩，桩周土相对地未受扰动或者扰动较少，其强度和变形特性与原状土相差不多，有利于发挥原状土的强度和变形特性。同时，抗拔桩还具有不需要开挖基坑，埋设后又要回填土等施工工序，有效缩短工期等优点。

进入21世纪后，随着高层建筑和基坑工程的大量涌现，抗拔桩使用越来越多。而现在为止还没有成熟的有关抗拔桩的计算设计理论。相比于抗压桩，抗拔桩在荷载作用下的荷载传递机理及计算方法是不太成熟得多。迄今抗拔桩设计方法仍处借鉴抗压桩设计一方法阶段，即以桩的抗压侧摩阻力值导入一个经验折减系数后作为抗拔桩侧摩阻力值以估算抗拔承载力。

抗拔桩的抗拔承载力由桩侧抗拔力阻力、桩重和桩底部在受到上拔荷载作用时形成的真空吸力三部分组成。但是真空吸力在总抗拔力中占的比例较小，并且往往在受荷后期可能会消失而常常不计。Tomlinson，M.J.认为粘土中桩的短期抗拔侧摩阻力一般与抗压侧摩阻力相等，但短桩(L/d＝5＞的长期抗拔侧摩阻力会小于抗压侧摩阻力。当为圆柱性桩时，3-4个月后长期抗拔承载力可降低0.5左右。其原因可能是由于上拔荷载作用下初期在桩底产生的真空吸力的消失及孔隙水压力的产生与消散使土层内水分向桩转移而使粘土发生软化的缘故。对于稠度指标愈小的土(往往是超压密粘土层)，这种长期承载力降低的现象愈明显。

抗压桩的桩侧摩阻力常被称为正摩阻力，而抗拔桩侧阻力和前者的作用方向相反，称之为负摩阻力。通常认为抗拔桩侧摩阻力小于抗压桩侧摩阻力。但是实测结果往往相互矛盾，抗拔桩侧摩阻力可以小于、等于甚至大于抗压桩的侧摩阻力，可见其内在规律远非象估计的那样简单。而现行抗拔桩设计中，都认为抗拔桩侧摩阻力小于抗压桩侧摩阻力。

我国对在砂质土层的钻孔桩进行荷载试验得到的实测资料分析后，得出抗拔桩侧摩阻力为抗压桩侧摩阻力的0.16-0.34，入土深度愈浅比值愈小。

江苏地区淤泥粉质粘土层采用潜水工程电钻施工的钻孔灌注桩(桩径600mm，桩长20m)得到资料显示，拔压侧摩阻力比值为0.6-0.80。从粉沙中的冲吸式等截面钻孔灌注桩(桩径450mm，桩长12m)的抗拔侧摩阻力与抗压侧摩阻力比值为0.9左右。

我国港口工程技术规范规定了一个从抗压桩侧阻力确定抗拔桩侧阻力的折减系数0.8。

上述比值有较大离散性，原因是多方面的：

(1)抗压桩的桩侧摩阻力有的采用实测值，有的选用经验方法划分的数值，

(2)灌注桩施工难以控制，计算桩径与实测桩径有较大出入，而桩侧即使只有不大的突出部分也能使抗拔承载力有明显提高，

(3)土层的多样性等。影响单桩抗拔承载力的因数是多方面的，主要因数有：

(1)桩的类型及施工方法；

(2)桩的长度；

(3)地基的类别；

(4)土层的形成历史；

(5)桩的加载历史；