五章 抗拔桩受力性状.ppt

第5章 抗拔桩受力性状 5.1 概 述 5.2 单桩竖向抗拔静荷载试验 5.3 抗拔桩的受力机理 5.4 抗拔桩与抗压桩的异同 5.5 抗拔桩的设计方法 5.1 概 述 承受竖向抗拔力的桩称为抗拔桩（uplift pile）。抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建（构）筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等。由于抗拔桩的应用日益广泛，因此对抗拔桩受力性状的研究也十分重要。 本章从单桩竖向抗拔静荷载试验入手，主要介绍了抗拔桩的受力机理、抗拔桩与抗压桩的异同、抗拔桩的设计方法等方面的内容。 学完本章后应掌握以下内容： （1）单桩竖向抗拔静荷载试验的内容； （2）抗拔桩的受力机理； （3）抗拔桩与抗压桩的异同分析； （4）抗拔桩的设计方法。 学习中应注意回答以下问题： （1）单桩竖向抗拔静荷载试验的目的和意义是什么？试验装置包括哪些？试验方法怎样？试验成果有哪些？试验成果如何应用？ （2）等截面抗拔桩的破坏形态有哪些？扩底抗拔桩的破坏形态有哪些？扩底抗拔桩与等截面抗拔桩在受力机理上有哪些差异？抗拔承载力上有哪些差异？ （3）抗拔桩与抗压桩受力性状上有哪些差异？导致受力性状差异的机理是什么？ （4）桩的抗拔承载力主要受哪两方面因素的制约？抗拔桩如何进行设计？ 5.2 单桩竖向抗拔静荷载试验 单桩竖向抗拔静载试验（uplift loading tests of single pile），就是采用接近于竖向抗拔桩实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗拔极限承载力。因为大型地下工程抗浮作用的荷载是随着地下水位慢慢升高而逐渐增大的，所以抗拔静载试验也采用分级加载。试验时抗拔荷载逐级作用于桩顶，桩顶上拔量慢慢增大，最终可得到单根试桩荷载—上拔量曲线（U—δ曲线）。 5.2.1 试验的目的与适用范围 《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）中规定，对于承受抗拔力和水平力较大的桩基，应进行单桩竖向抗拔承载力检测。检测数量不应少于总桩数的1%，且不应少于3根。 单桩竖向抗拔静荷载试验主要的目的包括以下三个方面： 1.确定单桩竖向抗拔极限承载力及单桩竖向抗拔承载力特征值； 2.判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求； 3.当埋设有桩身应力、应变测量元件时，可测定桩周各土层的抗拔摩阻力。 单桩竖向抗拔静荷载试验主要的适用范围是能达到试验目的的钢筋混凝土桩、钢桩等。 5.2.2 试验装置 1.反力系统 试验反力装置宜采用反力桩(或工程桩)提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。反力架系统应具有1.2倍的安全系数并符合下列规定： 1）采用反力桩(或工程桩)提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度； 2）采用天然地基提供反力时，施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的1.5倍；反力梁的支点重心应与支座中心重合。 2.加荷系统 1)加荷系统一般由千斤顶、油泵、压力表、压力传感器、高压油管、多通、逆止阀等组成。压力表和压力传感器必须按计量部门的要求，定期率定方可使用。试验前，需检查压力系统是否有漏油现象，若有，必须排除。必须保证测量压力的准确与稳定。 2)千斤顶平放于主梁上，当采用2个或2个以上千斤顶加载时，应将千斤顶并联同步工作，并使千斤顶的上拔合力通过试桩中心。千斤顶上放置厚铁压板，同时将试桩钢筋焊接在压板上。 3.上拔变形量测系统 1)上拔变形量测系统主要包括沉降的量测仪表(百分表、电子位移计或自动采集仪等)、百分表夹具、基准桩(墩)和基准梁。 2)上拔变形的量测仪表必须按计量部门的要求，定期率定方可使用。对于大直径桩应在其2个正交直径方向对称安置4个位移测量仪表，中等和小直径桩径可安置2个或3个位移测量仪表。 3)上拔变形测定平面离桩顶距离不应小于0.5倍的桩径。 4)固定或支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。 5)基准桩与试桩、支座桩(或支墩)之间的最小中心距应符合下表的规定。 5.2.3 试验方法 一般采用慢速维持荷载法，有时结合实际工程桩的荷载特性，也可采用多循环加卸载法。此外，还有等时间间隔加载法，等速率上拔量加载法以及快速加载法等。 下面主要介绍规范规定的慢速维持荷载法： 1.最大试验荷载要求 为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度；对工程桩抽样检测时，可按设计要求确定最大加载量。 工程桩试验最大荷载取单桩竖向抗拔承载力特征值的两倍。 2.加载和卸载方法 加载和卸载按下列方法进行： 1)加载分级：每级加载