基础⼯程
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随着我国地铁建设的逐步兴起，地铁车站的功能不再单⼀⽽呈现出多样化发展的趋势。地铁车站为满⾜功能 (如地下⾼⼤空间）的要求，这就可能引起车站顶板覆⼟偏薄。进⽽引出地下车站的抗浮问题。某地铁车站为“⼗ ”字换乘车站。公交接驳部分由于受其功能的影响，顶板上部覆⼟仪0.7m~1.0m换乘部分为地下三层：经抗浮验算，车站不能满⾜抗浮要求，需在设计中考虑抗浮措施。 本⽂通过对地铁地下车站抗浮措施的探讨，以及采⽤⼤直径⼈挖孔桩作为抗拔桩的设计过程，讨论了抗拔桩设计中应考虑的各种因素： ⼀、⼯程概况
某地铁车站南侧紧邻深圳某著名旅游景点，附近⾼楼⼤厦林⽴。北侧主要为居民区及商贸区，东缘地⾯紧靠横跨深南⼤道的某观光轨道。该车站位于深南⼤道正下⽅，为1号线临时终点站，与规划中的2号线呈“⼗ ”字交叉换乘。
车站设1、2号线联络线及站后折返线 (明挖 )，利⽤该明挖站后折返线上空设置公交接驳站。车站净长334m，公交接驳部分地下⼀层净宽48.0m，地铁车站部分地下⼀层净宽45.0m。车站⼆层部分的典型横断⾯为倒“凸”型，换乘节点处为地下三层。车站主体结构采⽤多跨全现浇钢筋混凝⼟框架结构形式。
车站地下⼀层围护结构形式，结合地质情况，并考虑深南⼤道的交通疏解及两侧的管线分布情况，南侧采⽤⼈⼯挖孔桩围护，北侧采⽤⼟钉墙。地下⼆、三层采⽤⼈⼯挖孔桩围护。 ⼆、地质概况
站址区地貌北侧为台地，南侧为海冲积平原，后经⼈⼯改造，原地貌特征发⽣很⼤变化。现地势东⾼西低，北⾼南低，地形起伏较⼤。车站东端地下有⼈⾏通道 (位于车站范围内)和车⾏通道。站址区地下各种管道、管线纵横交错。站址区内地质情况复杂，⼟层分布较多，依据其成因，从上⾄下依次为：1)⼈⼯堆积层；2)坡洪积层；3)海冲积层；4)第四系残积层；5)燕⼭期花岗岩。
以上每⼀⼟层内⼜有若⼲各种性状的⼟层分布，与本⽂所探讨的抗拔桩设计关系密切的主要为第四系残积层：(1)砂质粘性⼟：主要为紫⾊、紫红⾊、褐紫⾊、褐黄⾊、褐红⾊，坚硬～流塑。层厚 0m～21.8m，呈透镜体状分布。( 2)砾质粘性⼟：主要为褐黄⾊、褐红⾊间杂灰⽩⾊，坚硬～流塑。该层为场区主要地层，⼴泛分布，层位稳定，揭⽰厚度0m～21.0m，局部分布花岗岩风化残留体。本车站桩
周⼟层 (第四系残积层)的摩擦⼒设计值见表 1：
注：
①此表适⽤于打⼊式预制桩和内击式沉管灌注桩；
②对外击式沉管桩，冲、挖、钻孔灌注桩，宜取表中范围值的下限值；
③I L为花岗岩残积⼟细粒⼟的液性指数，根据物理⼒学统计表及⼟⼯试验报告确定。
三、地铁车站的抗浮措施⽐较
地铁地下车站的抗浮措施，⽬前有两种做法：⼀是在结构底部设置抗拔措施，诸如本⽂谈到的抗拔桩，此外还有抗拔锚索、砂浆锚杆等；⼆是在结构板底设置反滤层、盲沟等措施。
这两种措施的各项特性⽐较见表 2：
通过以上综合⽐较，不难得出结论：对本车站，采⽤抗拔桩⽅案较优。
四、抗浮桩设计过程简介
1、抗浮验算
限于篇幅，仅取本车站公交接驳部分的抗拔验算及抗拔桩的设计过程加以简要说明。
抗拔⼒计算。取8.1m宽柱距计算抗拔⼒。地下⼀层为全包防⽔设计，不计⼊围护桩及侧墙的摩阻⼒。暂不计⼊抗拔桩时，抗拔⼒由以下部分提供： （1）顶板以上覆⼟ (厚度按0.7m 计 )：4896．8 kN；金属卤化物灯接线图
（2）主体结构⾃重：27075.3kN；
（3）车站其它部分⾃重，如地下⼀层公交接驳部分的板⾯装修层 (按最薄处250㎜厚砂浆计 )、地下⼆层道床及站台板等⾃重：1239.3kN；
（4）地下⼆层围护桩 (含桩间喷砼 )⾃重 6875.0 kN及摩阻⼒7301.7kN；以上合计为：47388.1kN
（5）地下⽔浮⼒：44724.0kN
laflof（6）抗浮安全系数为：47388.1／44724.0=1.06 <1.15，需设抗拔桩。
2、抗浮桩设计
（1）单根抗拔桩⾃重。设计取桩径1.4m，根据地质情况及同类情况类⽐，假定桩长取15.5m(含桩端扩⼤头长度
3.2m)，桩端扩⼤头直径3.0m，护壁厚0.15m。见图 3。单根桩⾃重为688.5 kN。
（2）单根抗拔桩侧摩阻⼒。在地铁车站正常使⽤ (抗拔桩⼯作 )期间，因为桩周⼟的运动趋势始终与抗拔桩的运动趋势相反，所以抗拔桩周摩阻⼒的分布⽆中性点，即摩阻⼒分布按桩全长计。这是抗拔桩与普通建筑桩基负摩阻⼒的不同之处。‘根据《建筑桩基技术规范》JGJ9 4—94第5.2.18.2条规定，抗拔桩的长径⽐l／d =15.5／1.4= 11.1>5时，抗拔桩的抗拔极限承载⼒设计值为：
（3）需设抗拔桩的根数为:
实际设2根。
施⼯措施：①桩成孔较深，在施⼯时做好通风、安全防护⼯作；②除刚开始施⼯时的前⼏根桩，后续施⼯的桩均可采取桩孔内降⽔的⽅法进⾏施⼯。桩孔内降⽔的桩长加长2.5m，不做桩端扩⼤头。
五、设计及施⼯中的注意事项
液压软管接头>矫姿带
6、抗浮桩设计注意点
与竖向承载桩基相⽐，抗拔桩设计考虑的问题较多，主要注意如下⼏个⽅⾯的问题 (t )在浮⼒及抗浮⼒荷载计算中，应注意以下⼏点：
（1）地下⽔位。抗浮⽔位⾼低对建筑物抗浮设计影响很⼤，⼀般应取⽤建筑物使⽤年限内历史最⾼⽔位，由地质勘探单位提供。
（2）抗浮荷载。抗浮荷载应仅计列恒载，计算覆⼟⾃重时应扣除车站顶板开洞范围，站台板、道床、站内隔墙等⾃重荷载不应漏计。
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（3）围护结构侧摩阻⼒。计算围护结构的侧摩阻⼒时，应注意地勘资料中提供的围护结构侧⼟摩阻是标准值还是特征值，围护结构侧⼟层是否为残积层 (其液性指数应按细粒⼟取值)。
（4）抗拔桩。应注意抗拔桩的长径⽐L／d，对 L／d≤ 5和 L ／d>5的抗拔桩，破坏机理不同，抗拔⼒计算也不相同。
（5）抗拔桩侧摩阻⼒的分布与竖向承压桩不同，竖向承压桩侧摩阻⼒分布有中性点，⽽抗拔桩侧摩阻⼒的分布没有中性点。抗拔桩主要依靠桩侧摩阻提供抗拔⼒，桩侧⼟体中的应⼒分布使⼟体处于受拉状态。因此，其侧摩阻⼤⼩不能简单的依据承载桩的侧摩阻来计算其承载⼒，必须进⾏修正，修正系数可参考桩基规范。
（6）因钻孔桩需泥浆护壁，⽽泥浆对桩侧摩阻⼒的不利影响较⼤；另⼀⽅⾯，抗拔桩桩径⼀般较⼤，较少⽤到。
预制桩 ( 且预制桩需打⼊或压⼈，其不利影响有两⽅⾯：①挤⼟效应对桩侧⼟体结构破坏较⼤；②桩体⼊⼟⽅向与桩受拉时运动⽅向相反，桩侧⼟体受反复荷载作⽤⽽使桩侧摩阻降低 )，因此，抗拔桩多设计为⼈⼯挖孔灌注桩或爆扩桩、夯扩桩等。
（7）因抗拔桩主要依靠桩侧摩阻提供抗拔⼒，故抗拔桩设计应尽量避免出现桩效应，以充分利⽤桩侧摩阻，因此其中⼼距及净距应注意严格遵守规范的相关规定。在抗拔桩设计中，除考虑其受⼒有利外，尚应考虑施⼯条件、施⼯安全等因素，如桩底端扩⼤头侧壁倾⾓等的设计，应有利于施⼯⽅便及安全。
（8）抗拔桩⼀般宜布置于拄、底板梁附近，这样使底板受⼒较好。当抗拔桩位于梁底但不在柱底时，应考虑抗拔桩对底板梁受⼒的影响；当抗拔桩位于底板底时，除进⾏底板的抗弯计算外，尚应验算底板的抗冲切能⼒。
（9）抗浮桩若出现桩效应，抗浮桩与⼟体间形成⼀抗浮整体，应对桩效应问题进⾏验算，以确保桩整体抗浮⼒⼤于总浮⼒荷载。此外，对底板单位⾯积的浮⼒荷载与抗拔桩所提供的底板单位⾯积抗浮⼒进⾏必要的验算，以确保基础的整体稳定性；
（10）因⼀般浅层含⽔层地下⽔位波动较⼤，因此抗拔桩在⼯作期间所受的拔⼒，随地下⽔位的波动⽽变化，在长期的波动⼒作⽤下，桩体易产⽣裂缝，从⽽引起抗拉筋的腐蚀，造成抗拉筋拉⼒不⾜，在建筑物使⽤年限内⽽失效。因此，对桩体配筋，除按《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)的规定进⾏桩⾝强度验算外，尚应依据《混凝⼟结构设计规范》 (GB5 0 01 0—2 0 02)所提供的计算公式进⾏最⼤裂缝验算，确保桩体最⼤裂缝宽度⼩于抗拉构件规范限值。
（11）对嵌岩抗拔桩，桩基规范中未提及，⽬前国内研究也不多，尚需进⼀步研究其受⼒机理、破坏形态及设计⽅法。
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7、抗浮桩施⼯中注意点
（1）抗浮桩多为⼈⼯挖孔灌注桩，因此，⼀般的⼈⼯挖孔灌注桩的施⼯注意事项，对抗拔桩也适⽤。
（2）抗浮桩多⽤于深基坑⼯程，其桩底⼀般⽐围护结构较深，因此，施⼯安全尤其重要。在⼈⼯挖孔施⼯过中：①应做好降⽔、通风等安全防护措施；②应对桩体在不同标⾼穿越的不同⼟层有详细的了解，并应有穿越不利⼟层的施⼯应对措施。穿越砂层时应防⽌流砂、涌砂现象，穿越上部为透⽔层下部为隔⽔层的⼟层时，降⽔效果不理想，可改⽤机械钻孔。
（3）若桩底端⼤头进⼊基岩，需爆破施⼯时，应注意将桩体扩⼤头部分完全置于基岩内，并应注意爆破强度、⽅向等，避免直段桩孔侧⼟体塌孔，并应注意爆破施⼯安全。
（4）开挖⾄设计标⾼时，应及时通知现场监理及设计相关各⽅验孔，验孔后应及时浇注封底混凝⼟，避免⾬淋以及地下⽔位回升⾄桩孔内。若桩孔内有积⽔，应在灌注混凝⼟前抽⼲。
（5）应按设计要求，做好抗浮桩与底板、底板梁之间先后浇注混凝⼟之间的结构连接、防⽔构造等
⼯作，避免在结构受⼒、防⽔等⽅⾯出现薄弱环节。
END
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