膜结构基础设计的抗拔桩锚固

抗拔桩是工程中经常采用的锚固基础之一。其工作机理是通过桩侧摩阻力和桩身自重来抵抗外拉力，其中前者是主要的，也是承载力计算的关键。模型试验和现场实测结果表明，在相同条件下，抗拔桩的极限侧摩阻力要小于抗压桩的侧摩阻力，其比值一般在0.5~1.0之间。造成这一现象的主要原因在于，桩体泊松比效应（桩体在拉力作用下趋向收缩），土体应力场应力水平的变化（拉力减小了土体应力水平，间接影响了水平有效应力），桩周土体单元主应力轴旋转，以及因为作用荷载方向与桩基贯入方向相反造成侧摩阻力减损等。

在实际工程设计中，一般采用对抗压桩的侧摩阻力乘折减系数的方法来计算抗拔桩的侧摩阻力。无粘性土中的折减系数小些，粘性土中的折减系数大一些；桩长径比越大，折减系数越大。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）用一个抗拔系数λ表示折减系数，对粘性土、粉土，λ=0.7~0.8；对砂土，λ=0.5~0.7；当长径比L/d<20时，λ取小值。此外还应注意，在计算群桩的总抗拔力时应取下面两者的较小值：（a）单桩抗拔力×群桩根数；b）将群桩作为整体求得的抗拔力。有关这方面的更详细内容可参考文献[8]。以上简要介绍了四种常用的抗拔基础形式，在实际设计中应根据各自的工作特点，并综合考虑场地情况、施工条件以及基受力情况等因素合理选用。从工作机理上来看，锚板是依靠土体自重和土体内部的摩擦阻力来提供抗拔承载力，属于柔性抗拔结构，位移较大；而锚杆和抗拔桩是利用侧摩阻力来提供抗拔承载力，其位移要比锚板小得多。在施工方式上，锚板和重力锚固基础需要比较大的土方开挖，但其施工质量较易得到保证；而锚杆和抗拔桩的土方开挖量较小，但对施工机械的要求较高。总体上讲，当上拔荷载较小时，采用重力锚固和锚板是比较经济的；当上拔荷载较大时，采用锚杆和抗拔桩则更为合理。