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近年来,随着国民经济的日益发展,促使城市建设的发展,高层及超高层建筑的涌现,基础埋置越来越深,同时作为车库等功能的广场式建筑物的纯地下室部分。裙房或相对独立的地下结构物的开发和利用越来越广泛。地下结构物和防水和抗浮问题日益突出,如何解决地下工程结构物的抗浮问题目前已成为一个经常面临的问题。
各种抗浮方案各有利弊和优劣,但就目前来说,为了满足基础的抗拔受力平衡,一般采用桩基的形式来解决,即抗拔桩。纵观目前工程界对预应力抗拔桩的研究成果,尽管研究人员已经做出大量的工作,并且得到了相应的研究成果,但对预应力抗拔桩性能研究的投入远不如对其它形式的桩基性能研究投入得多。同时,影响抗拔桩性能的因素又很多,因而目前人们对抗拔桩性能的了解还很粗浅。
本文研究的是一种桩体预应力体系,利用钢绞线和桩体粘结段作为桩体预应力体系的压力盘,通过改变粘结段的长度来测试抗拔桩的受力情况,从而确定在部分粘结条件下预应力抗拔桩的受力性能改善规律;同时结合现场试验进行了实例分析。文中探讨了抗拔桩等截面单桩的载荷传递机理和抗拔承载力的确定方法,在此基础上讨论了确定单桩抗拔承载力的影响因素。结合抗拔桩工程静载荷试验,对部分粘结预应力抗拔桩桩身钢筋混凝土做了试验测试:①根据现场单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了预应力抗拔桩和普通抗拔桩载荷试验的Q—S曲线、S—1gt曲线和S-1gQ曲线,比较了它们的异同,对“在不改变桩身截面形状的情况下也可以最大限度的提高桩的抗拔承载力”论点进行了验证分析;②绘制出抗拔(浮)桩轴力-深度曲线和侧摩阻-深度曲线,根据这些曲线分析了预应力抗拔桩在受荷时的轴力传递、侧摩阻发挥的特征;③在等截面抗拔单桩的研究模式下,根据试验的成果,结合单桩极限承载力计算模型,提出了部分粘结预应力抗拔单桩极限承载力预测及相应变形的计算公式,并运用现场试验数据进行了计算、分析和验证;④通过对预应力抗拔桩桩体受力和混凝土受力的分析,指出了部分粘结预应力抗拔桩的优势和不足之处。
本课题在国内外的研究还是空白,对进一步研究抗拔桩的承载力影响因素及提高抗拔桩承载力的方法有着深远的意义,为抗拔桩设计施工开辟了一种思路,对于解决特殊工程的抗浮问题具有非常重大的现实意义。