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总752期第十八期2021年6月河南科技Journal of Henan Science and Technology交通与建筑地下一层车站抗拔桩优化设计及分析张加春谢军（苏交科集团股份有限公司，江苏南京210019）摘要：地铁线路起点或者终点一般为地下一层车站，因其覆土少，通常需要设置大量抗拔桩以满足车站抗浮要求。
本文结合苏州某地下一层车站实际设计案例，通过不同的桩径、桩长对比分析其抗拔指标，以此确定最合理的抗拔桩桩径与桩长，同时，提出采用桩侧后注浆技术，提高抗拔桩的单桩承载力，进一步降低抗拔桩造价，为后续地铁项目抗拔桩的设计提供参考。
关键词：抗拔桩；单桩承载力；后注浆；抗拔指标中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）18-0078-04 Optimum Design and Analysis of Uplift Piles for Underground SubwayStationZHANG Jiachun XIE Jun（JSTI Group Co.,Ltd.，Nanjing Jiangsu210019）Abstract:The starting point or the end point of a subway line is generally an underground station.Because of its less soil cover,a lot of uplift piles are usually required to meet the anti-floating requirements of the station.This paper combined the actual design case of an underground station in Suzhou and passes through different piles diameter and pile length were compared to analyze the uplift index to determine the most reasonable uplift pile diameter and pile length.At the same time,it was proposed to adopt post-pile grouting technology to increase the single pile bearing ca⁃pacity of the uplift pile and further reduce the cost of uplift piles and provides a reference for the design of uplift piles in subsequent subway projects.Keywords:uplift pile；single pile bearing capacity；post-grouting；uplift index地铁车站按照线路布线情况，可分为高架站、地下一层站、地下两层站、地下三层站等。
抗拔桩计算公式Nk≤Tuk/2+GpNk = 330kNTuk = Σλiqsikuili = 4×0.4×(0.68×35×2.4+0.68×40×2.5+0.72×50×3.5+0.72×72×5.6) = 866.28kNGp = 0.4×0.4×14×(25-10) = 33.6kNTuk/2+Gp = 1129.32/2+39.58 = 466.74kN＞330kN满足·群桩竖向抗拔承载力《建筑桩基技术规范》 5.4.5-1Nk≤Tgk/2+GgpNk = 330kNn = 3Tgk = ulΣλiqsikli /n= 5.2×(0.68×35×2.4+0.68×40×2.5+0.72×50×3.5+0.72×72×5.6) = 938.47kNGgp = 1.68×14×(20-10)/3 = 78.4kNTgk/2+Ggp = 938.47/2+78.4 = 547.14kN＞330kN满足·桩身受拉承载力《建筑桩基技术规范》5.8.7拉力全部由钢筋提供，已知桩所受轴向拉力N = 330kN。
钢筋等级为HRB400。
预应力筋抗拉强度设计值为1000MPa，用4根直径为9mm的预应力筋N≤fyAs+fpyApsAps = 4×64 = 256mm²As = (N-fpyAps)/fy = (330×1000-1000×256)/360 = 206mm²根据《先张法部分预应力方桩》第5页非预应力筋主筋直径不应小于14mm，A组桩最小配筋率不小于0.6%根据最小配筋率则所需要钢筋截面面积至少为As+Aps = A×0.6% = 960mm²所需非预应力筋的钢筋截面面积为As = 960-256 = 754mm²配4根16的钢筋，实配面积As = 804mm²此时桩身受拉承载力fyAs+fpyAps = 360×804+1000×256 = 545.44kN。
地铁车站格构柱（抗拔桩）施工方案批准：审核：编制：2021年3月1目录一、编制依据 (1)二、工程概况 (1)2.1工程概述 (1)2.2工程地质与水文地质 (2)2.2.1工程地质 (2)2.2.2水文地质条件 (4)2.2.3各岩土层的富水性及渗透系数 (4)2.2.4地下水的腐蚀性 (5)2.3××北工程量概况 (5)三、施工工期安排 (5)四、施工工艺 (5)4.1格构柱 (5)4.2抗拔桩 (7)4.3结构形式 (7)4.4机械设备及人员安排 (8)4.5格构柱施工方法 (9)4.5.1技术准备 (9)4.5.2施工方案 (9)4.5.3立柱桩格构柱制作与安装 (12)4.5.4混凝土浇筑 (12)4.5.5空孔回填 (13)4.5.6施工保证措施 (13)4.6抗拔桩施工方法 (16)4.6.1测量放线 (16)4.6.2护筒施工 (17)4.6.3泥浆 (17)4.6.4成孔施工 (17)4.6.5成孔检验 (18)4.6.6清孔施工 (19)4.6.7钢筋笼制作 (19)4.6.8钢筋笼吊装 (20)4.6.9浇注水下混凝土 (20)五、质量保证措施 (21)5.1质量保证体系 (21)5.2质量保证技术措施 (22)5.3质量检验标准 (23)六、安全保证措施 (24)6.1施工中应注意事项 (24)6.2旋挖钻机灌注桩施工前的安全措施 (25)6.3旋挖钻机灌注桩施工中的安全措施 (26)七、施工注意事项及常见问题处理措施 (29)一、编制依据1《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》SJG05-2011。
2《地下工程防水技术规范》GB50108-2008。
3《地下铁道工程施工及验收规范》（2003版）GB50299-1999。
4《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011。
5《混凝土外加剂应用技术规程》GB5019-2003。
6《建筑基坑支护技术工程》JGJ120-2012。
抗拔桩设计计算1、设计依据中华人名共与国行业标准:《建筑桩基技术规范》JＧＪ 94－９４2、计算条件图纸给出筏板面积:２180.8６m2,每平米浮力:１０ｔ/m2。
则筏板所受总浮力为:2１808、6ｔ。
2、计算给定地层单桩抗拔极限承载力标准值(5、２。
18—１)Uｋ――基桩抗拔极限承载力标准值;u i――破坏表面周长,对于等直径桩取u＝πd;qｓik――桩侧表面第i层土得抗压极限侧阻力标准值,本次计算根据勘察报告取值为45KPａ;λｉ――抗拔系数,按照表5.２、18—2取值。
本次计算λi=0.７5、ｌi――第i土层厚度,本次计算仅涉及粘质粉土⑥层,厚度10m、2、１桩径d=0。
6ｍ情况得单桩抗拔极限承载力标准值Ｕk=0、7５×45×０。
6π×１0 = 636.17(ＫＮ)=6３.６t2、2桩径d=０、4m情况得单桩抗拔极限承载力标准值Ｕｋ=0.75×45×０、４π×１0 = 424。
12(ＫＮ)＝42.4ｔ3、根据群桩基础抗拔承载力计算所需要抗拔桩总数(5.2。
１７-２)其中:γ０――建筑桩基重要性系数,按照表3。
3。
3确定安全等级,本次计算按照一级(重要得工业与民用建筑物)取值为１、１;Ｎ――基桩上拔力设计值21８０8。
6t;Ｇｐ――基桩自重设计值。
γｓ――桩侧阻抗力分项系数,按照表５。
2、2取值1。
６7、3、１对ｄ=0.6m桩总桩数1、1×21８08、6≦6３。
６／1。
６7×ｎ + 0。
25×π×0、62×10 (根)计算置换率为桩间距(ｍ)3、2 对d=0。
４m桩总桩数1。
1×218０8。
6≦４２.4/1。
67× n ＋0.25×π×0。
42×10(根)计算置换率为桩间距(m)4、对上述抗拔设计进行抗压验算4。
1 单桩竖向承载力设计值(5.2。
地铁车站中大宽度断面范围内抗拔桩的应用摘要：本文对地铁车站中大宽度断面在抗浮工况下的受力、变形进行分析，简单分析了抗拔桩的设置对结构受力、变形的有利影响，并介绍抗拔桩的设计流程，为相似工程提供设计参考。
关键词：地铁；大宽度；抗拔桩1 工程概况某地区某地铁车站为地下两层11m岛式站台车站，车站总长度164m，基坑平均深度约18m，标准段基坑宽度19.7m，小里程端基坑宽度40m、37.9m，大里程端基坑宽度24.3m。
车站顶板覆土约3.4~3.8m。
车站采用明挖法施工，围护结构为钻孔灌注桩+内支撑支护体系，桩顶设置冠梁，冠梁兼做抗浮压顶梁。
2 工程地质概况根据勘察报告，揭示了填土层、坡残积土层、白垩系岩层、石炭系岩层，测区内的岩土分层自上而下分别为：杂填土①1层、黏土⑥1-2层、粉质黏土⑥1-1层、强风化泥岩⑧N2层、强风化泥质粉砂岩⑧NS2层、中等风化灰岩⑧H3层。
其中小里程端基坑宽度40m、37.9m范围内的车站底板位于强风化泥质粉砂岩⑧NS2层，其余范围车站底板位于中等风化灰岩⑧H3层，底板以下岩土参数建议值表1所示：表1 岩土参数建议值表综合考虑勘察期间稳定水位、洪水期稳定水位最高值、地下水水位年变化幅度及安全储备，抗浮设防水位取场坪标高最低值以下0.5m。
3 结构抗浮方案的确定根据《地铁设计规范》GB50157-2013相关要求，地下车站在结构设计时，应按最不利情况进行抗浮稳定性验算，抗浮安全系数当不计地层侧摩阻力时不应小于1.05，当计及地层侧摩阻力时，根据不同地区的地质和水文地质条件，可采用1.10~1.15的抗浮安全系数。
南宁地区明挖法施工的车站中，应用最广泛的基坑支护体系为钻孔灌注桩+内支撑支护体系，当采用该支护体系时，若依靠车站顶板以上覆土自重及车站自重等无法满足抗浮要求时，通常采用桩顶冠梁兼做抗浮压顶梁的方案解决抗浮问题。
根据设计经验，对于地下两层基坑宽度约20m、顶板覆土约4m的车站，当抗浮设防水位取场坪标高最低值以下0.5m时，抗浮计算得出的抗浮安全系数均小于1.05，不满足抗浮要求，需设置抗浮压顶梁，在考虑围护桩侧摩阻力的情况下，抗浮安全系数大于1.15，满足抗浮要求，且车站结构与围护结构在抗浮工况下的受力也合理。
地铁车站抗浮设计中抗拔桩的结构计算分析及应用摘要：我国地铁行业目前发展迅速，由于岩土性质、水文情况的复杂性、施工技术的多变性、设计理论的局限性，对于车站结构抗浮设计中并没有统一的计算方法。
本文通过理论计算和有限元软件分别进行计算和模拟，证明了抗拔桩在地铁车站抗浮的可行性，并可为今后地铁车站抗浮设计提供参考。
关键词：地铁车站；抗浮；抗拔桩；安全设计0 引言有些地铁车站由于站位及水文地质情况限制，车站埋深较大，抗浮水位较高，顶板覆土相对较薄，抗浮问题也就成为了结构设计中的重要问题，是保证结构安全及正常使用的关键。
虽然现行的设计规范中要求，在进行设计时需对所有地下结构物进行抗浮验算，然而规范并没有具体设计方法规定。
本文参考相关文献，采用桩体弹簧模型简化模拟抗拔桩受力，利用结构有限元分析软件SAP2000分析计算，证明了选用抗拔桩来保证地铁车站抗浮安全是可行的，并可为今后地铁车站抗浮设计提供参考。
1 工程概况1.1车站结构概述某地铁车站型式为地下三层（局部四层）双柱三跨钢筋混凝土箱型结构，车站总长148m，标准段宽21.4m，底板埋深约24.3~32.4m，覆土厚度约3.5m，依据勘察报告，抗浮设计水位取整平地面下1m，整个车站结构采用明挖顺做法施工。
经初步估算，车站四层区域底板水浮力大于顶板覆土重量及结构恒载自重的总和，不满足现行设计规范中地铁抗浮安全要求，需要进行抗浮设计。
1.2工程地质水文概况车站地处紫金山西麓，为堆积侵蚀岗地区，地势起伏较大，上部土层主要为Q3冲洪积的可塑～硬塑的粘性土及残坡积土，下部为燕山期的闪长岩。
拟建场地岩土种类较多，不均匀，性质变化较大，地下水埋藏较浅。
场地土按沉积时代、成因类型及物理力学性质各土层自上而下依次为：杂填土；素填土；粉质黏土；残积土；强风化闪长岩；中风化闪长岩。
场地基坑底部为中风化闪长岩:青灰色,岩芯为长柱、短柱状,取芯率80-90%,矿物成分主要为角闪石和斜长石,含少量黑云母,斑状结构,块状构造,裂隙较发育,敲击声脆,为较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
详解地铁抗拔桩设计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。
抗拔桩刚度对地下车站结构受力影响分析摘要: 本文以设置抗浮梁的深圳地铁7号线田贝站为例，建立二维荷载结构模型重点分析浮力工况下抗拔桩刚度对地下车站的受力影响。
建模综合考虑了围护结构及抗浮措施的作用，对地下结构计算的参数选择具有一定的参考意义。
关键词: 二维有限元模型；浮力工况；抗拔桩；刚度；Abstract: this article with the setting of the float shenzhen metro line no. 7 TianBei stood as an example, establish a 2 d load structure model under the condition of buoyancy focuses on the analysis of tension piles of underground station stiffness the stress of the influence. Modeling considering the palisade structure and anti-uplift measures function, to underground structure calculation of the parameters of the choice to have the certain reference significance.Keywords: 2 d finite element model. Buoyancy condition; Tension piles resistance; Stiffness;中图分类号：U415.6文献标识码：A 文章编号：1 引言随着社会经济的快速发展，地下工程的开发步伐逐渐加快，尤其是在一二线城市，大型地下工程基坑随处可见，而地下空间的开发会涉及到结构抗浮的问题，所以在这一背景下抗拔桩的使用常常会成为设计和施工面对的问题。
