抗拔桩抗浮计算
明挖过江隧道抗浮桩及抗浮计算
1.128
抗浮安全系数不得小于1.15（总体技术要求8.7.1）， 当抗浮系数小于抗浮安全系数时需采取抗浮措施
抗拔桩提供的向下力
抗拔系数
土层厚度Байду номын сангаас（m）
桩周长(m)
单桩侧阻力 计算值(kN)
桩长
单桩自重 单桩抗浮力
(kN)
合计(kN)
λ
h
C
f1
l
f2
f3
0
0
0.7
0
0.65
0
0.5
0
0.5
0
0.6
6
结构自重
1883.00
覆土自重 每延米竖直向下的力(kN)
200.7 2083.70
过江段抗浮计算
每延米竖直向下力（kN）
kN/延米 kN/延米
结构体积*容重(按照25kN/ 隧
覆土厚暂按
结构排开的水体积 主体结构浮力
185.09 1850.9
每延米竖直向上浮力（kN）
立方米/延米
从CAD图量得，顶板
kN/延米
抗浮系数
1.126
抗浮安全系数不得小于1.15（总体 当抗浮系数小于抗浮安全系数
抗拔桩提供的向下力
名称
极限侧阻力 标准值 （Kpa)
抗拔系数
土层厚度 （m）
桩周长(m)
单桩侧阻力 计算值(kN)
Qsik
λ
h
C
f1
杂填土
10
0
素填土
10
0
冲洪积 粉质 黏土层
60
0.7
0
冲洪积 粉细 砂层
20
向下力
桩长 l
单桩自重 (kN)
抗拔桩计算
根数 24
桩顶标高 -5.992 -7.06 -8.26
桩顶标高 -5.992 -7.06 -8.26
桩底标高 -10.992 1.06 1.068 ②a粉质粘土 1.2 ③粘土 ⑧粘土 ⑧a含碎石粉 3.732 质粘土 ⑩1粉砂岩 ⑩2粉砂岩 桩长 基桩抗拔极 限摩阻力Tuk 桩自重Gp 单桩抗拔承 载力 总抗拔承载 力
根数 20 抗拔承载力 计算 桩底标高 土层 土层中桩长 ②1粉质粘土 0 0 1.068 1.20 0.0 2.732 0 0 5
增桩抗浮计算 备注 侧壁摩阻力 25 15 30 70 70 75 200 300 抗拔系数 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.6 0.5 0.5 0 0 42.27578402 110.84 0.00 231.7364405 0 按保守取用 0 按保守取用
-22.76
-22.76
2.732
384.85 35.34 402.52 9660.46
抗拔桩抗浮计算
抗拔桩抗浮计算书之宇文皓月创作一、工程概况：本工程±0.00相对标高为100.55m，依据地质勘查陈述，抗浮设计水位为98.00m，即±0.00以下2.55m。
本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：二、浮力计算基础底板顶标高为:-（4.5+5.4+0.4）=-10.30m基础底板垫层底标高为：-(4.5+5.4+0.4+0.6+0.15)=-11.05m浮力为F浮=rh=10x（11.05-2.55）=85KN/m²1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）副楼地上3层部分，面积为401m²（486+550+550）x9.8/401=38.76KN/m²²²²²则F抗²F抗/F浮=89.76/85=1.056＞故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩副楼立面示意3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²浮-F抗=85-51=34 KN/ m²既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮三、抗拔桩计算依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条抗拔桩桩型采取钻孔灌注桩，桩经采取d=600mm桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。
依据《建筑桩基技术规范》，地质陈述，抗拔系数λ=0.5 1）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力尺度值=0.5x70x1.884x15=989.1 KN∏则抗拔桩数A1取≥93根A2取≥8根A3取≥24根平面桩安插示意图如下平面桩安插示意图四、 桩对筏板冲切计算框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书对于桩冲切筏板，计算如下：依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条²=1.0则=3160KN即桩冲切筏板满足要求五、 桩间筏板局部抗浮计算对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核采取经验系数法：X 、Y=85x3.6x3.6²/8=495.72KN ·m最大支座截面弯矩·m （柱上板带）（0.9x360x550）=1392mm ²（3.6m 宽范围内）每延米：387mm²＜基础筏板构造配筋=0.15xh=900mm ² 即筏板配筋满足要求六、 桩身配筋1） 按正截面配筋率0.65%xA =1838mm ² 2） 按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比²∅18=2036mm ² 满足要求。
承载力及桩数、抗浮计算
管桩抗浮及承重承载力计算1.抗浮验算：1.1底板面-3.9501.结构自重：覆土1.0m ： 16×1.0=16.0kN/m 2顶板自重(厚度0.25m)： 25×0.25＝6.25kN/m 2底板自重(厚度0.50m)： 25×0.50=12.5 kN/m 2面层150mm 0.15×20=3 kN/m 2柱、梁重 约3 kN/m 2ΣN=40.75 kN/m 22.水浮力F 浮=1.2×(5.45-0.5)×10=59.4kN/m 2∵F 浮>ΣN ∴不满足抗浮要求F 拔=(59.4-40.75)×7.8×7.8=1134kN3.抗拔桩计算取直径400预应力管桩， 桩长24m 单桩设计抗拔承载力：∑+=p i si i s p d G l f U R λγ'=6.06.14.0⨯⨯π(7.1×15+7.3×20+3.9×50+5.7×55) +π×0.4×0.08×13×24=358.5kN+31.3=390kN单根柱下抗拔桩根数=1134/390.0=2.90取3根1.2底板面-3.301.结构自重：覆土1.0m ： 16×1.0=16.0kN/m 2顶板自重(厚度0.25m)： 25×0.25＝6.25kN/m 2底板自重(厚度0.50m)： 25×0.50=12.5 kN/m 2面层150mm 0.15×20=3 kN/m 2柱、梁重 约3 kN/m 2ΣN=40.75 kN/m 22.水浮力F 浮=1.2×(4.8-0.5)×10=51.6kN/m 2∵F 浮>ΣN ∴不满足抗浮要求F 拔=(51.6-40.75)×7.8×7.8=660kN3.抗拔桩计算取直径400预应力管桩， 桩长24m 单桩设计抗拔承载力：∑+=p i si i s pd G l f U R λγ'=6.06.14.0⨯⨯π(7.6×15+7.3×20+3.9×50+5.1×55) +π×0.4×0.08×13×24=346.4kN+31.3=377.8kN单根柱下抗拔桩根数=660/377.8=1.747取2根1.3靠外墙处抗浮计算（以-3.95算）1.结构自重：ΣN=40.75 kN/m 2每沿米40.75×5.1/2=103.9kN/m外墙自重0.3×25×3.55=26.625 kN/m外挑土重0.5×16×4.8=38.kN/m合计168.5 kN/m2.水浮力 F 浮=1.2×(5.45-0.5)×10=59.4kN/m 2每沿米59.4×5.1/2=151.4kN/m∵F 浮<ΣN ∴满足抗浮要求靠外墙抗浮满足要求，可不打桩，考虑沿外墙下每1~2跨打一根桩，以保持整个车库的变形协调。
水池抗浮力计算及解决方法
大型排水构筑物的抗浮设计张健摘要：大型排水构筑物一般均有较深的埋深，当地下水位较高时，抗浮设计往往是很突出的问题，能否合理地解决这个问题，对工程的安全稳定性及土建造价有很大的影响。
关键词：大型排水构筑物抗浮设计配重抗浮锚固抗浮降水抗浮观察井抗浮目前，在抗浮设计上，主要采用抗与放的方法。
所谓抗，即是配重抗浮、锚固抗浮；所谓放，即是降水抗浮和设观察井抗浮。
具体采用哪一种方法，尚应根据工程的具体情况而定，同时还应着重考虑对工程造价的影响。
下面就各种抗浮方式进行探讨并做经济分析比较。
一、抗浮方式的探讨：（一）配重抗浮：小型水池一般不需要配重抗浮，因其池壁相距较近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板与土的摩擦力，抗浮安全系数很容易满足规范要求。
砼的缺点之一是自重大，但事物均有两面性，抗浮时自重越大越有利。
配重抗浮一般有三种方法，一是在底板上部设低等级砼压重；二是设较厚的钢筋砼底板；三是在底板下部设低等级砼挂重。
一、二种方法的优点是简单可靠，当构筑物的自身重度与浮力相差不大时，应尽量采用配重抗浮，对工程造价的影响小,投产后亦没有管理成本。
但构筑物的自身重度与浮力相差较大时,本方法将会增加工程量使土建造价提高，原因是配重部分要扣除浮力，导致配重部分的厚度增大；较大的埋深也将增加挖方量和排水费用，同时也会增大基底压力，引起较大的地基变形。
如采用底板上设低等级砼压重的方法，将会使壁板的计算长度H加大，而壁板根部的弯矩值与H是平方关系,这样会使壁板根部的弯矩值增长较快，弯矩值较大时，板厚和配筋也会相应增大；如采用较厚的钢筋砼底板的方法，其工程量与设低等级砼压重相差不多，壁板的弯矩值虽小，但底板的钢筋用量会有些许增加；如采用底板下设砼挂重的方法，壁板的弯矩值小，底板的钢筋用量也不会增加，但底板和挂重部分砼须用钢筋连接，施工比较麻烦，当地下水对钢筋和砼具有侵蚀性时，设砼挂重的方法须谨慎。
（二）锚固抗浮：锚固抗浮一般有两种方法：1、锚杆：锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆，当底板下有坚硬土层且深度不大时，设锚杆不失为一种即简便又经济的方法；近年来，在饱和软粘土地基中，也有采用土锚技术的，也有采用短锚加扩大头技术的。
【建议收藏】地下室抗浮计算工具表格
基本数据：
计算浮力柱网面积"A1"= 27
计算覆土柱网面积"A2"= 27
水容重"γ0"= 9.8
土容重"γ1"= 18
钢筋砼容重"γ2"= 25
抹灰层容重"γ3"= 20
室外地坪标高"H1"＝ 1
底板结构面标高"H2"＝ -0.1
地下水位埋深"H3"＝ 1
计算水头高"H"
=H1H2-h4+h2=
1.5
1=
砼板重力 w2=γ2*(h1+h2)= 14.5 kN/m^2
耐磨层、批挡等重 w3=20*h3= 2 kN/m^2
混凝土墙重W4= 0 kN
地下室自重及恒载标准值 W＝(w1＋ w2＋w3)*A2+W4＝
361.8
kN
地下水浮力标准值 F＝ f0*A1＝
794
kN
抗拔桩直径 d＝ 500 mm来自首建筑标高0.100m 中柱计算
西面（H10xX9轴）
基本数据：
计算浮力柱网面积"A1"= 63.5
计算覆土柱网面积"A2"= 63.5
水容重"γ0"= 9.8
土容重"γ1"= 18
· 25
抹灰层容重"γ3"= 20
室外地坪标高"H1"＝ 1.25
底板结构面标高"H2"＝ 0.1
地下水位埋深"H3"＝ 1.25
kN
397 kN
531 1.34
预制管桩抗浮计算书
抗拔桩承载力计算因A轴所有柱承受上部传来荷载较小，现对A轴上部分对抗浮不利的抗拔桩进行抗拔验算，具体步骤详见如下：（一）取A轴x 轴承台为计算单元:1、计算条件：1.1 单元面积为3.86*9.3/4=8.98 m21.2 底板处水头：3.5*1=3.5T/m21.3 此承台为2桩承台2、单桩浮力计算：1.1 单元浮力1.2F=1.2*8.98*3.5=37.7 T1.2 单元板自重0.9G=0.9*8.98*0.35*25=7.1 T1.3 承台上柱下传荷载 N= 13.5 T1.4单桩上拔力设计值N l =(1.2F-0.9G-N)/5=8.55 T3、单桩的抗拔极限承载力标准值据广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》第5.2.9条：桩身抗拔承载力设计值R pl=3.75*0.1256*10E6=471KN 式（5.2.9-2）又U k=∑λi q sikμi l iμi=πd=1.256m ; q si查表5.2.8-1取值74Kpaλi查表5.2.18-2取值：1）第4层λ=0.6 ； 2）第5层λ=0.75U k=0.6*74*1.256*2.5+0.75*74*1.256*22.5=1707.8 KN则Ua= U k/γ=1707.8/1.67=1022 KN 〉R pl故取单桩抗拔承载力特征值：Ua= 471KN 〉N l=85.5 KN则此桩抗浮满足要求。
（二）取A轴x3轴承台为计算单元:1、计算条件：1.1 单元面积为5.53*4.65=25.72 m21.2 底板处水头：3.5*1=3.5T/m21.3 此承台为2桩承台2、单桩浮力计算：1.1 单元浮力1.2F=1.2*25.72*3.5=108.0 T1.2 单元板自重0.9G=0.9*25.72*0.35*25=20.25 T1.3 承台上柱下传荷载 N= 34.7 T T1.3单桩上拔力设计值N l =(1.2F-0.9G-N)/2=26.53 T3、单桩的抗拔极限承载力标准值:据广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》第5.2.9条：桩身抗拔承载力设计值R pl=3.75*0.1256*10E6=471KN 式（5.2.9-2）又U k=∑λi q sikμi l iμi=πd=1.256m ; q si查表5.2.8-1取值74Kpaλi查表5.2.18-2取值：1）第4层λ=0.6 ； 2）第5层λ=0.75U k=0.6*74*1.256*2.5+0.75*74*1.256*22.5=1707.8 KN则Ua= U k/γ=1707.8/1.67=1022 KN 〉R pl故取单桩抗拔承载力特征值：Ua= 471KN 〉N l =265.3KN则此桩抗浮满足要求。
抗浮桩
桩抗拔承载力特征值计算
JK13
1.取第4和6淤泥土3.2米与残积砂质粘性土5.5米，强风化花岗岩1米计算，不考虑桩
自重（水浮力抵消）
单桩抗拔极限承载力特征值：Rta=U∑λqsiaLi+Gpk=3.14×0.5×（0.7×8×3.2+0.7×35×5.5+0.6×55×1）=291KN
单桩竖向抗拔承载力设计值验算：Qcr≤σpcA=5.3×（3.14×0.25×0.25－3.14×0.15×0.15）×1000＝666KN(管桩选用PHC500径100壁厚AB型)
单桩抗拔承载力特征值：Rta=min(429/2;666/1.2)=291KN
取Rta=290KN
接头焊缝验算：Qct≤lwheftw=[3.14×（d1+d2）/2]×he×ftw
={3.14×[(500－2）+（500－2×12）]/2]×0.75×8×170
=1560KN>600KN 满足要求。
2.填芯长度及1号筋确定
La≥Qct/(fnUm)=400×1.2/0.3/3.14/0.3=1698mm
构造要求取La=3.0m
3.1号筋：As≥Qct/fy=400×1000×1.2/300=1600mm^2
取1号筋为6φ20
4.桩布置计算
本工程采用PHCφ500-100-AB,C80预应力静压管桩。
暂定单桩竖向承载力特征值采取2000KN,抗拔桩单桩竖向抗拔承载力特征值290KN.。
地下室抗浮验算及抗拔桩设计方案(简版)
地下室抗浮验算及抗拔桩设计方案（简版）一、工程概况某超高层办公楼带商业裙房，地下为连通的3层大地库，抗浮水位为0.00，地库覆土厚度1.2米，方法论筏板底标高为-15.7米，试设计纯地库桩基。
二、计算模型对纯地库或进行抗浮验算：首先在PMCAD中按正常层楼建立3层地下室结构模型，其中恒载按现实情况输入，第2、3标准层活载取0，第1标准层活载取157（=10*15.7），活载分项系数为1.05，对该模型进行结构推算，若柱底轴力为正值，则仅需配置抗压桩，若轴力为负值，则需要配置抗拔桩，抗拔数为轴力绝对值除以抗拔单桩承载力特征值；三、抗浮水位概念《高层建筑岩土工程涌泉勘察规程》（JGJ72-2004）规定：“场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合规章下列规定：1、当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用最高水位；并无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合比赛场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；2、场地有承压水且与潜水漂流有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；3、只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定”。
四、地下水的类型和渗透性1、上层滞水：是指于埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下水。
它的分布范围有限，其来源典型是由大气物资供应降水补给。
因此，它的动态变化，与气候、隔水透镜体厚度及分布范围等因素有关。
2、潜水：埋藏的地表以下第一稳定隔水层以上的具有自由水面在地下水称为潜水。
潜水一般埋藏在第四纪松软沉积层及基岩的风化层中。
3、承压水：承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。
它承受一定的静水压力。
在地面打井至承压水层时，水便在田新井中上升甚至喷出地表，已经形成所谓上升泉水。
由于承压水的上面存在隔水顶板的作用，它的区里埋藏区与地表补给区不一致。
因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。
抗拔桩抗浮计算(严选内容)
抗拔桩抗浮计算书一、工程概况：本工程±0.00相对标高为100.55m，依据地质勘查报告，抗浮设计水位为98.00m，即±0.00以下2.55m。
本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：二、浮力计算基础底板顶标高为:-（4.5+5.4+0.4）=-10.30m基础底板垫层底标高为：-(4.5+5.4+0.4+0.6+0.15)=-11.05m浮力为F浮=rh=10x（11.05-2.55）=85KN/m²1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）副楼地上3层部分，面积为401m²故上部三层q1=（486+550+550）x9.8/401=38.76KN/ m²地下一层面荷载为：q2=16 KN/ m²地下二层面荷载为：q3=14 KN/ m²基础回填土垫层：q4=15x0.4=6 KN/ m²基础底板：q5=25x0.6=15 KN/ m²则F抗= q=38.76+16+14+6+15=89.76KN/ m²F抗/F浮=89.76/85=1.056＞1.05故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩副楼立面示意3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²F1=F浮-F抗=85-51=34 KN/ m²既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮三、抗拔桩计算依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条N k≤2T uk+Gp抗拔桩桩型采用钻孔灌注桩，桩经采用d=600mm桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。
依据《建筑桩基技术规范》，地质报告，抗拔系数λ=0.51） 群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值Tuk=∑λi q siku il i=0.5x70x1.884x15 =989.1 KNG p=AL γ=(25-10)x 41x ∏x 6.02x15=63.6 KN 则2T uk +G p =21.989+63.6=558.15 KN 综上考虑，Nk=500KN则抗拔桩数n=NF k1xAA1区域需要桩数n 1=500341353x =92.01 取≥93根 A2区域需要桩数n 1=50034112x =7.616 取≥8根A3区域需要桩数n 1=50034343x =23.32 取≥24根平面桩布置示意图如下平面桩布置示意图四、 桩对筏板冲切计算框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书 对于桩冲切筏板，计算如下：抗拔桩承载力特征值R a=500KN即F L=500KN依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条F L≤0.7βhηf t u m h0βh =1.0 ft=1.71N/mm²u m=4x1200=4800mm h0=600-50=550mmη1=0.4+βs2.1=0.4+22.1=1.0η2=0.5+uhms40α=0.5+4800455020xx=0.5+0.573=1.073η= min［η1η2］=1.0则0.7βhηf t u m h0=0.7x1.0x1.71x1.0x4800x550=3160KN ＞F L即桩冲切筏板满足要求五、桩间筏板局部抗浮计算对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核按无梁楼盖进行计算，桩为支座，l x=3.6m，l y=3.6m采用经验系数法：X、Y向M0=81q lx l y²=85x3.6x3.6²/8=495.72KN·m最大支座截面弯矩M=0.5M0=248 KN·m（柱上板带）A s=M/(0.9fy h0)=248x106/（0.9x360x550）=1392mm²（3.6m宽范围内）每延米：387 mm²＜基础筏板构造配筋=0.15xh=900 mm²即筏板配筋满足要求六、桩身配筋1）按正截面配筋率0.65%xA =1838mm²2）按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比N=500x1000/360=1389mm²A s=fy综合取A s=8∅18=2036 mm²满足要求。
抗浮验算
一.抗浮计算（顶板覆土1500）:[ 地下室抗浮荷载 ] 自然地面整平下500。
柱网：8.1x6.35=51.435m2地下室自重为：1、土重 1.5X18=27KN/m22、板重 (0.3+0.40)x25=17.5 KN/m23、梁+柱重： X向截面500X1000，Y向截面450X800 梁自重：(0.5X0.8X8.1+0.45X0.5X6.35)X25/8.1X6.35=2.27 KN/m2柱自重：0.5X0.6X4.0X25/8.1X6.35=0.58 KN/m2面层：0.05x23=1.15 KN/m2总计： Q w= (27+17.5+2.27+0.58+1.15)=48.5KN/m2 [ 地下室水浮力荷载 ]Q f=(4.3+1.5+0.45-0.5)x10=57.5KN/m2[ 抗浮验算 ]Qw=48.5KN/ m2< Qf=57.5KN/ m2自重抗浮不满足！抗拔力为1.05X(57.5-48.5)x51.435=486KN二.边跨抗浮计算:边跨跨度：8.1x3.25地下室自重为：1、土重 1.5X18=27KN/m22、板重 (0.3+0.40)x25=17.5 KN/m23.墙：0.3x8.1x4.3x25/8.1x3.25=9.9 KN/m24.挑边土：0.5x(8x5.3+18x0.5)x8.1/8.1x3.25=7.9 KN/m25.面层: 0.05x23=1.15 KN/m2总计： Q w=63.45KN/m2>57.5x1.05 KN/m2边跨抗浮满足。
三.四层框架部分地下室自重为：1、土重 1.8X18=32.4KN/m22、板重 (0.3+0.40)x25=17.5 KN/m23.四层框架梁板：0.15x4x25=15 KN/m24.面层: 0.05x23=1.15 KN/m2总计： Q w=66.05KN/m2>57.5x1.05 KN/m2抗浮满足。
地下室抗浮中抗拔桩如何验算与设计
地下室抗浮中抗拔桩如何验算与设计抗浮设计中常用的抗浮措施有结构配重、抗拔桩、抗浮锚杆等。
结构配重包括地下室顶板配重和地下室底板配重，原则上于抗浮荷载不太大的情况；当浮力较大时一般采用抗拔桩和抗浮锚杆等较小构件抗浮。
不同的抗浮措施有其各自的优缺点，适合不同的水文地质、工程地质条件。
当地质条件较差较佳或基础埋深不能增加时，极大结构工程师采用的抗浮措施是抗拔桩或抗浮锚杆。
此外不同的抗浮措施上部对上部结构中也会产生一定的影响，例如对高、低层间的沉降和结构底板内力的分布等，从而影响工程造价和建筑物用到的使用功能。
抗拔桩有等截面抗拔桩，扩底抗拔桩。
（1）等截面抗拔桩破坏模式归纳起来有沿桩土界面的剪切破坏、桩侧受热的倒锥形破坏和复合破坏3种（见下图）。
桩土界面的剪切破坏是界面既定工程中最常见的破坏模式，桩侧土体的倒锥形破坏往往发生在软岩中的短粗灌注桩，复合破坏发生在硬质粘土中的灌注桩，且桩侧面较为粗糙，桩与土体界面的粘结力较大，倒锥形部分的土体自重不至于破坏桩土界面的粘结力。
对等曲面抗拔桩抗拔力计算通常采用缆线沿桩、土界面的剪切破坏模式。
（2）扩底抗浮桩扩底抗浮桩相对于等曲率抗浮桩最小值而言，其受力机理更复杂，由于目前形成的基本共识包括：①扩底抗浮桩上浮时，桩应力摩阻力与扩大头挤压上部土体消除的侧的发展并不同步，在扩大头上部侧摩阻力以后发展到极限时，扩大头端部对土体的挤压应力只发展一小部分，同时，该部分应力还将随着桩体变形的增加而不断增大。
②扩底抗浮桩极限抗浮力随深度变化有一临界值h，当桩长＞h时，桩长的增加并不能导致极限抗浮力的显著增加，当桩长＜h时，极限抗浮力随桩长的增加而快速增大。
③扩底抗浮桩破坏时，其破裂面较等截面抗浮桩复杂，其破裂面不仅与土体性质、埋深和施工方法有关，还与扩大叶紫珠形式有关，主要用途其主要破裂面类型包括圆柱形破裂面、喇叭形破裂面及圆柱形冲剪式破裂面等。
因此对扩底抗浮桩抗拔力计算方法有圆柱面剪切法、圆柱形破裂面法和裂痕喇叭形破裂面法（见下图）。
高地下水位抗拔桩、抗浮锚杆及自重抗浮等方案优化研究
高地下水位抗拔桩、抗浮锚杆及自重抗浮等方案优化研究发布时间：2022-11-11T02:49:25.654Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：黄晴1 谢虎2 王成忠3[导读] 为实现对新技术、新工艺的应用提供了重要的参考依据，对项目质量安全具有现实意义。
中国建筑第五工程局有限公司湖南省长沙市 410000摘要：高地下水位地理环境下的建筑物修建工程日益增加，为了提高抗浮施工质量，保证地下室抗浮安全，研究高地下水位抗拔桩、抗浮锚杆及自重抗浮等方案优化。
简述工程概况，分析当前项目施工重难点。
通过抗浮桩体配筋与裂缝控制，考虑抗浮桩抗拔承载力，验算桩身抗裂，优化抗拔桩方案；通过抗浮锚杆优化设计与布置，选取内部钢筋材料，验算锚固承载力，布置锚杆，优化抗浮锚杆方案；通过大板结构顶板加厚，加大建筑结构基础自重，控制底板配筋，优化自重抗浮方案。
经实验论证分析，地下水位在雨季后逐渐稳定，波动较小，在基坑降水和开挖阶段，本文优化方案实施后的建筑沉降变形较小，基础底部孔隙水压力分布较为均匀，日均泄排水量在70m3/d左右，证明抗浮效果良好。
关键词：高地下水位；配筋量；抗拔桩；承载力；抗浮锚杆；自重抗浮；中图分类号：TU93 文献标识码：A引言近年来，建筑物修建在高地下水位地质情况下的情况越来越多，国内外的抗浮方案类型也越来越多，但在不同情况下的方案选型上仍有继续研究的必要，同时抗水板的施工质量问题一直备受关注。
目前国内已有施工完的相关工程，形成了相应的研究成果，但这些成果仍需完善，还应继续研究。
面对此业态，为了更好地助力房建施工技术发展，打造特色竞争优势，确保方案合理、降低施工难度、减少工程造价，提高项目经济效益，需要在确保工程施工质量与安全的前提下，对原有抗浮方案进行优化设计[1]。
本文进行了高地下水位抗拔桩，抗浮锚杆及自重抗浮等方案优化研究，确定最终抗浮方案，为实现对新技术、新工艺的应用提供了重要的参考依据，对项目质量安全具有现实意义。
抗浮验算
1、地下建筑物埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土，当场地无积水时，可不考虑水的浮力作用。
2、地下水最高水位的确定
在计算浮力时，地下水最高水位对浮力的大小起着关键作用，其取值原则如下：
2.1若有长期水文观测资料或历史水位记录时，浮力的计算可取历史最高水位；若无长期水文观测资料或历史水位记录时，可采用中水期最高稳定水位。
2、潜水：埋藏在地表以下第一稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水称为潜水。潜水一般埋藏在第四纪松软沉积层及基岩的风化层中。
3、承压水：承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。在地面打井至承压水层时，水便在井中上升甚至喷出地表，形成所谓上升泉水。由于承压水的上面存在隔水顶板的作用，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。
3.2地下室在稳定地下水位作用下，浮力按静水压力计算，临时高水位作用下的浮力，在粘性土地基中可适当折减，折减系数由勘察部门提出，在砂土不折减。
4、具体计算中相关的系数取值如下：
4.1抗浮稳定验算时，地下室结构自重及顶板上覆土重（有效重度）以其标准值乘以分项系数0.9，水浮力的分项系数取1.0。水的浮托力为10kN/m3×hw1×1.0。
2、加大地下室上部覆土的厚度，当厚度不能增加时，也可以采用上部压重，以满足抗浮要求。
3、加大地下室底板的挑出长度。采取这一措施时，地基梁的受力将有很大的变化，需进行复核。
4、在底板下加抗浮桩或锚杆，采取这一措施时，需验算结构处于正常状态下的结构受力和变形。
2、场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；
3、只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定”。
抗浮桩抗拔桩的抗压承载力计算
抗浮桩抗拔桩的抗压承载力计算抗浮桩和抗拔桩是土木工程领域中重要的抗压承载力计算问题。
本文将详细介绍这两种桩的概念、计算方法以及相关指导意义，旨在帮助工程师和学生更好地理解和应用这些知识。
抗浮桩是指在水下工程中，为了抵抗水流或地下水的浮力作用而设计和施工的桩基础。
水的浮力对桩基础产生的压力可以是极大的，如果不采取适当的措施，可能会导致桩基础浮起，损害工程的稳定性。
因此，正确计算抗浮桩的抗压承载力非常重要。
对于抗浮桩的抗压承载力计算，一般采用经验公式或理论公式进行。
其中，经验公式主要根据历史工程经验总结得出，适用于一定范围的工程。
而理论公式则基于力学原理和土力学理论，通过对土体和水的力学特性进行分析和计算，得出更为精确的结果。
抗浮桩的抗压承载力计算主要涉及以下几个因素。
首先是桩的净侧阻力，即土体对桩身产生的抵抗力。
其次是桩的端阻力，即桩端与土体之间的摩擦力。
此外，还需要考虑桩体的自重和水流对桩身的冲刷力。
对于抗拔桩的抗压承载力计算，主要考虑桩的净侧阻力和桩的端阻力。
净侧阻力是土体对桩身产生的阻力，其大小取决于土壤类型和桩身的变形。
端阻力则是桩端与土体之间的摩擦力，也受土壤类型和桩身变形的影响。
因此，对于抗拔桩的抗压承载力计算，需要准确评估土壤的性质和桩身变形情况。
在进行抗浮桩和抗拔桩的抗压承载力计算时，工程师需要掌握土力学和结构力学等方面的知识，能够准确评估土体的力学特性，并使用适当的公式和方法进行计算。
此外，还需要合理选择桩的尺寸和布置方式，以及采取合理的加固措施，确保桩基础的稳定性和安全性。
总之，抗浮桩和抗拔桩的抗压承载力计算是土木工程领域中非常重要的问题。
正确计算和评估桩基础的抗压承载力，能够为工程的设计和施工提供指导，确保工程的稳定性和安全性。
因此，工程师和学生需要深入研究和理解相关知识，并灵活应用于实际工程中。
通过不断探索和实践，我们将能够更好地应对和解决相关问题，为社会发展做出贡献。
地下结构抗浮设计
深圳阳光花园地下室上浮事故
•
为全埋的单建式地下一层人防工程，长 48.9m，宽21.5m，结构设计抗浮方式主要为压重抗浮。 该工程所处地原为填海造地滩涂，常年地下水位较高。 • 该地下室于1999年4月18日开始开挖基坑并用井 点降水，8月13日地下室主体结构施工完毕，8月21日 基坑土方回填。 • 施工单位在未采取其它抗浮措施的情况下，于8 月23日停止降水，4天后南侧上浮6cm，数天后又回落 至3.5cm；后因大雨，地下结构整体上浮倾斜（南侧上 浮达68cm，北侧上浮13cm），并造成回填土塌陷，外 墙柔性防水层接脱落，严重影响结构的整体使功能。
1995年12月当主体结构施工到地上9层时地下室基底主梁和塔楼相交处出现裂缝当时认为是差异沉降引起但后来一个月在原有裂缝处又发现新的裂缝并逐渐扩展柱脚和柱顶也出现了反对称的裂缝内庭室内地板发生了明显的上拱现象上拱值最大为213mm表现为结构受地下水浮力作用引起的破坏
地下结构抗浮设计
地下结构上浮事故实例 地下结构抗浮设计规范
试验方案
F F
W
F摩
W
F摩
F土
F浮
F土
F浮
模型结构明臵
模型结构埋臵
试验模型示意图
5 4 3
6
700
350
1 2
1200
7 8 9 10
1000
１．模型池 ２．水位管 ３．角钢支架 ４．力传感器 ５．位移计 ６．调节螺栓 ７．结构模型 ８．土样 ９．透水碎石 10．排水孔
试验模型照片
饱和土样制备
海口某商场地下室上浮事故
该商场为地上4层，地下2层的框架结构，筏板基础，基底面标高11.2m，地下室顶板面-0.5m，地下室全高10.7m。 工程于1994年春完成地下室主体结构，后因故延至1996年夏才做完外 防水。在尚未完成回填的情况下，有关单位为防止地下室进水，将其所 有的进出口和预留孔进行了严密封堵。1996年9月20日，强热带风暴侵袭 海口，潮位上涨，地下室顶板浸水深度约50cm。体积达3万立方米的地 下室在封闭后犹如一个空箱，在地下水浮力的作用下，21日凌晨上浮高 出地面5~6m。
桩基及抗拔计算书(手写)
桩基计算书按地质勘察报告，基础持力层为中风化泥质粉砂岩， 岩石天然湿度单轴抗压强度标准值为:frk=5.7Mpa 。
根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008； 取桩端岩石承载力特征值 pa q =2707.5Kpa ； 桩身混凝土标号C30, c f =14.32/mm N1.桩竖向承载力特征值a R 计算如下:a R =pa q p A1). D=800mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.4m ×0.4m=1361KN 2).D=1000mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.5m ×0.5m=2126KN 3).D=1100mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.55m ×0.55m=2573KN 4).D=1200mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.6m ×0.6m=3062KN 5).D=1300mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.65m ×0.65m=3594KN 6).D=1400mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.7m ×0.7m=4168KN 7).D=1500mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.75m ×0.75m=4785KN 8).D=1600mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.8m ×0.8m=5444KN 9).D=1700mm ，a R =pa q p A =2707.5Kpa ×π×0.85m ×0.85m=6145KN2.桩身承载力验算桩轴心受压时，桩身强度应符合Q ≤p A c f c ψ，c ψ――工作条件系数,取0.6 1).d=800mm Q=p A c f c ψ=π×400mm ×400mm ×14.32/mm N ×0.6=4313KN 2).d=1000mm Q=p A c f c ψ=π×500mm ×500mm ×14.32/mm N ×0.6=6739KN 3).d=1200mm Q=p A c f c ψ=π×600mm ×600mm ×14.32/mm N ×0.6=9694KN3.抗拔桩验算一．地下室抗浮设计水位为室外地面以下0.500m1).以G1#北侧地下室为例，地下室底板顶结构标高为-10.35m ，顶板覆土面标高为-5.650m ，覆土1.1m ，顶板结构标高为-6.75m ；2).以1-G 轴交1-12轴的ZJ-08(桩径1200扩底1600)为例，此处底板厚400mm ，顶板厚250mm ； 3).水对底板的水压力为(-6.75+10.350+0.4+1.1-0.5) x10=46KN/m2 二．抗浮计算：1).抗浮自重= (0.4+0.25)x25+0.1x20+1.1x18+3(顶板梁折合自重)= 41.05KN/m2 2).水对底板的净浮力为46-41.05x0.9=9.055KN/m23). 1-G 轴交1-12轴的ZJ-08此处，Nk=9.055x8.4x8.4=638.9KN a.单桩抗拔承载力特征值为1100KN ；b.ZH-08单桩抗拔承载力验算：:Tuk=0.8x320x3.14x1.6x2.5=3215.36KN,Tuk/2>Nk;c.桩身抗拉验算(桩身裂缝验算):1.43x3.14x1200x1200/4=1616KN>Nk;d.桩身钢筋验算:5655.6x360/1.667=1221.4KN>Nk(桩配18根20钢筋);。
关于抗拔桩抗浮计算
抗拔桩抗浮计算书一、工程概况：本工程±0.00相对标高为100.55m，依据地质勘查报告，抗浮设计水位为98.00m，即±0.00以下2.55m。
本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：二、浮力计算基础底板顶标高为:-（4.5+5.4+0.4）=-10.30m基础底板垫层底标高为：-(4.5+5.4+0.4+0.6+0.15)=-11.05m浮力为F浮=rh=10x（11.05-2.55）=85KN/m²1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）副楼地上3层部分，面积为401m²故上部三层q1=（486+550+550）x9.8/401=38.76KN/ m²地下一层面荷载为：q2=16 KN/ m²地下二层面荷载为：q3=14 KN/ m²基础回填土垫层：q4=15x0.4=6 KN/ m²基础底板：q5=25x0.6=15 KN/ m²则F抗= q=38.76+16+14+6+15=89.76KN/ m²F抗/F浮=89.76/85=1.056＞1.05故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩副楼立面示意3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²F1=F浮-F抗=85-51=34 KN/ m²既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮三、抗拔桩计算依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条N k≤2T uk+Gp抗拔桩桩型采用钻孔灌注桩，桩经采用d=600mm桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。
依据《建筑桩基技术规范》，地质报告，抗拔系数λ=0.5 1）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值- 1 -- 2 -Tuk=∑λi q siku il i=0.5x70x1.884x15 =989.1 KNG p=AL γ=(25-10)x 41x ∏x 6.02x15=63.6 KN 则2T uk +G p =21.989+63.6=558.15 KN 综上考虑，Nk=500KN则抗拔桩数n=NF k1xAA1区域需要桩数n 1=500341353x =92.01 取≥93根 A2区域需要桩数n 1=50034112x =7.616 取≥8根A3区域需要桩数n 1=50034343x =23.32 取≥24根平面桩布置示意图如下平面桩布置示意图四、 桩对筏板冲切计算框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书对于桩冲切筏板，计算如下：抗拔桩承载力特征值R a =500KN 即F L =500KN依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条FL≤0.7βh ηf tu m h 0βh=1.0ft=1.71N/mm ²um=4x1200=4800mmh 0=600-50=550mmη1=0.4+βs2.1=0.4+22.1=1.0- 3 -η2=0.5+uh ms 40α=0.5+4800455020x x =0.5+0.573=1.073 η= min ［η1 η2］=1.0则0.7βh ηf tu m h 0=0.7x1.0x1.71x1.0x4800x550=3160KN ＞F L 即桩冲切筏板满足要求 五、 桩间筏板局部抗浮计算对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核按无梁楼盖进行计算，桩为支座，l x =3.6m ，l y =3.6m采用经验系数法：X 、Y 向M 0=81q l x l y ²=85x3.6x3.6 ²/8=495.72KN ·m 最大支座截面弯矩M=0.5M 0=248 KN ·m （柱上板带）A s =M/(0.9fy h 0)=248x 106/（0.9x360x550）=1392mm ²（3.6m 宽范围内）每延米：387 mm ²＜基础筏板构造配筋=0.15xh=900 mm ² 即筏板配筋满足要求六、 桩身配筋1） 按正截面配筋率0.65%xA =1838mm ² 2） 按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比A s=fyN=500x1000/360=1389mm ²综合取A s =8∅18=2036 mm ² 满足要求。
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抗拔桩抗浮计算书
一、工程概况：
本工程±相对标高为100.55m，依据地质勘查报告，抗浮设计水位为98.00m，即±以下2.55m。
本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；
本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：
二、浮力计算
基础底板顶标高为:-（++）=-10.30m
基础底板垫层底标高为：-++++=-11.05m
浮力为F浮=rh=10x（）=85KN/m²
1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）
副楼地上3层部分，面积为401m²
故上部三层q
1
=（486+550+550）401= m²
地下一层面荷载为：q
2
=16 KN/ m²
地下二层面荷载为：q
3
=14 KN/ m²
基础回填土垫层：q
4
==6 KN/ m²
基础底板：q
5
==15 KN/ m²
则F抗= q=+16+14+6+15= m²
F抗/F浮=85=＞
故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩
副楼立面示意
3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：
F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²
F1=F浮-F抗=85-51=34 KN/ m²
既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮
三、抗拔桩计算
依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条
N k≤2
T uk+G
p
抗拔桩桩型采用钻孔灌注桩，桩经采用d=600mm
桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。
依据《建筑桩基技术规范》，地质报告，抗拔系数λ=
1）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值
T
uk
=∑λi q sik
u i
l i
= = KN
G p
=AL γ=(25-10)x 4
1
x ∏x 6.02
x15= KN 则2T uk +G p =21.989+= KN 综上考虑，
N
k
=500KN
则抗拔桩数n=
N
F k
1xA
A1区域需要桩数n 1=
50034
1353x = 取≥93根 A2区域需要桩数n 1=50034
112x = 取≥8根
A3区域需要桩数n 1=500
34
343x = 取≥24根
平面桩布置示意图如下
平面桩布置示意图
四、 桩对筏板冲切计算
框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书
对于桩冲切筏板，计算如下：
抗拔桩承载力特征值R a =500KN 即F L =500KN
依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条
F
L
≤βh ηf t
u m h 0
β
h
=
f
t
=mm ²
u
m
=4x1200=4800mm
h 0
=600-50=550mm
η
1
=+β
s
2
.1=+
2
2
.1=
η
2=+
u
h
m
s
40
α=+
4800
4
550
20
x
x=+=
η= min［η
1
η
2
］=
则βhηf t u m h0= ＞F L
即桩冲切筏板满足要求
五、桩间筏板局部抗浮计算
对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核
按无梁楼盖进行计算，桩为支座，l x=3.6m，l y=3.6m
采用经验系数法：X、Y向M0=
8
1q l
x l y
²=²/8=·m
最大支座截面弯矩M=M0=248 KN·m（柱上板带）
A s=M/f
y h0
)=248x106/（）=1392mm²（3.6m宽范围内）
每延米：387 mm²＜基础筏板构造配筋==900 mm²
即筏板配筋满足要求
六、桩身配筋
1）按正截面配筋率%xA =1838mm²
2）按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比
A s=f
y
N=500x1000/360=1389mm²
综合取A s=8∅18=2036 mm²
满足要求。