墩基礎的設計與構(gòu)造探討

何彪

摘? ? 要：在很多工程當中，墩基礎都得到了普遍的使用，不過依然沒有對其確立統(tǒng)一的設計要求，那么這就要求工作人員要對相關(guān)的文獻進行查詢，最后制定出合理的設計和構(gòu)造方案。那么下面我們就來具體的討論一下相關(guān)的話題。

關(guān)鍵詞：墩基礎;基礎設計;基礎構(gòu)造

1? 引言

墩基礎在工程設計工作當中比較常見，在相關(guān)文獻出已經(jīng)明確規(guī)定：墩就是先采用人力以及機械來挖掘成孔，之后再往里放入混凝土的粗短構(gòu)件。因為墩基礎無需進行太過復雜的施工，而且施工期間所發(fā)出的噪音也不大，所以在工程設計中得到了普遍的使用。墩基礎受力主要是在樁以及獨立基礎之間，不過并未對它們的界限采取明確的劃分，同時到現(xiàn)在也沒有確立統(tǒng)一的設計要求。所有的設計企業(yè)均是通過自己的有關(guān)經(jīng)驗來采取設計，因此各地區(qū)之間形成了非常明顯差別，這樣勢必還具有不合理的地方。那么這就要求工作人員要對相關(guān)的文獻進行查詢，并利用自身多年的工作經(jīng)驗，來制定出合理的設計和構(gòu)造方案。那么下面我們就來具體的討論一下相關(guān)的話題。

2? 墩設計的主要內(nèi)容

在文獻當中明確地指出：如果樁不大于6m的話，那么就能夠進行墩基礎設計，而如果樁長不小于6m，但是l/D<3的話，也能夠進行墩基礎設計。如果墩基礎的直徑比較大，那么就要根據(jù)深埋的獨立基礎來采取運算，而且允許排除在基樁范圍以外，由此能夠看出，在采取墩設計期間，一定要掌握好樁長、直徑大小以及墩基礎之間的關(guān)系以及差異性。

2.1? 墩基礎的豎向抗壓承載力確定

2.1.1? 用現(xiàn)場載荷試驗確定墩基礎的承載力

墩的豎向靜力現(xiàn)場載荷試驗與樁的靜載試驗，在方式上基本相同，不過后者更加具有復雜性，最好根據(jù)對樁的相關(guān)要求來確立它的承載力。要是在實驗期間，Q-s曲線下降的話，那么最好將曲線開始下降的起點當做墩的極限承載力Q;如果Q-s曲線出現(xiàn)變形的話，那么最好利用墩頂?shù)某两盗縮=40mm所相對的荷載力，來當做極限承載力QU，并根據(jù)極限承載力的情況來對墩基礎的承載力特征值采取運算，而相關(guān)的公式則為：Ra=Qu/2

如果曲線發(fā)生緩變形，那么就要采用與沉降相對的荷載特征值。如果是直墩的話，那么沉降值為10mm～25mm;而如果是擴底墩的話，那么沉降值為10mm～15mm。而無論是哪種，都和建筑條件之間有著關(guān)聯(lián)性。通過查閱相關(guān)資料能夠了解到，該方式是最精準的，不過需要的時間卻很長，所需經(jīng)費也非常多，所以其很少得到運用。

2.1.2? 經(jīng)驗公式

和樁的承載力運算相同，在剛開始進行設計的時候，在對墩承載力特征值采取運算的過程中，要使用下面的公式：

Ra=Ab qb+uEn h1 qbs

在式子里，qb代表的是墩底端阻力特征值，Ab代表的是墩底面積;qbs代表的是阻力特征值;h1代表的是土層當中的墩身長度。

此外，還要了解到施工過程中，有可能會造成墩附近的土和底部土的回彈松弛，從而降低阻力和側(cè)阻力，因此要把公式修改為：qb=φbqb? ?qbs=φsqs

在式子里，qb、qs代表的是樁以及端、側(cè)阻力的特征值，φb、qs代表的是墩的端、側(cè)阻力尺寸效應系數(shù)。Φb=（0.8/D）n

在砂土、碎石土中，n=1/3;而在黏性土、粉土當中，n=1/4

Φs=[0.8/d]m

在砂土、碎石土中，m=1/3，而黏性土、粉土，m=0。

在式子里，D代表的是墩底直徑，m，d代表的是墩身直徑。

在對墩的承載力特征值進行運算期間，要是墩長不足的話，那么就不要對樁側(cè)阻力采取運算，而是要把它當做安全儲備，不過要是墩很長，那么就要對樁側(cè)阻力采取運算，如果特別保守，勢必會導致浪費情況的出現(xiàn)。

2.1.3? 按墩身材料強度驗算墩的承載力

在堅固的土層當中的墩，墩身材料能夠決定承載力的情況，也就是說要符合：

Q

在式子里，fe代表的是混土軸心抗壓能力設計值;Q代表的是單樁豎向力設計值，Ap代表的是樁身橫截面積;φc 代表的是工作條件系數(shù)。

2.2? 墩基礎的沉降運算

墩的沉降構(gòu)成通常包括三個部分，用公式表達的話，則為：S=SP+Sb+SS

在這組式子當中，S代表的是頂沉降量，SP代表的是墩身軸向壓縮量;Sb代表的是墩底土層壓縮變形;而SS代表的則是墩端下面的沉渣變形的情況。

由此能夠看出，如果長度、剛度等情況不一樣的話，那么三部分的比例情況也會存在明顯的差異性，而墩的沉降運算方式則最好參考單樁沉降運算方式。此外，因為墩在很多時候會處于獨立工作的狀態(tài)，所以最好進行原位試驗，來對載荷中的沉降量進行確定。

2.3? 對墩帽的設計要求

如果有基礎梁使用箱型基礎或者墩身直徑不小于底層柱尺寸，那么就能夠?qū)Χ彰辈扇≡O計工作，具體的要求為：

（1）墩帽的尺寸要符合鋼筋錨固、連接墩的相關(guān)需求;（2）墩帽邊到墩邊的距離要大于150mm。（3）在墩帽配筋工作中，要使用三向鋼筋籠，鋼筋直徑要大于12mm，間距要小于200mm。在使用雙柱共同墩基礎的情況下，還要根據(jù)深梁驗算的實際情況，來進行墩帽配筋，同時還要符合0.15%的最小配筋率。

3? 墩基礎的構(gòu)造要求

（1）墩基礎最好設計為一柱一墩，在墩頂處要安裝墩帽，同時嵌入承臺要大于100mm。若想讓施工變得方便，那么墩帽要設計成方形，厚度要大于350mm，墩周圍和墩帽的間距要大于20mm。（2）墩基礎的混凝土強度要高于C20。（3）墩基礎主筋的混凝土保護層在厚度方面一定不要超過50mm。（4）墩基礎成孔最適合使用人工挖孔、機械鉆孔的方式。墩底擴底的直徑一定要小于墩身直徑的3倍。（5）在確立墩基礎的主筋的過程中，最好要運用運算的方式。如果使用構(gòu)造配筋的話，那么配筋率控制在0.2%-0.65%的范圍。如果是大截面，那么就取小值，反過來的話，如果是小截面，那么就取大值。（6）墩身配筋長度要大于墩長的1/3。（7）抗震設防要求為：D級一墩頂在墩帽底面以下1.0倍墩直徑范圍當中，箍筋之間的距離要控制在100mm的范圍以內(nèi)，直徑要大于Φ8，不利地基要大于Φ10，在墩身下部非加密區(qū)箍筋之間的距離最好控制在200mm～250mm的范圍以內(nèi)。

C級一墩在墩帽底面以下1.2倍墩直徑范圍內(nèi)，箍筋距離要小于100mm，直徑要大于Φ8，如果是不利地基的話，則要大于Φ10，墩身下面非加密區(qū)箍筋之間的距離最好控制在200mm～250mm之間的范圍。

B級一墩在墩帽底面以下1.2倍墩直徑范圍內(nèi)，箍筋距離要小于100mm，直徑要大于Φ10，如果是不利地基的話，則要大于Φ12，墩身下面非加密區(qū)箍筋之間的距離最好控制在200mm～250mm之間的范圍。

A級通常要進行細致的分析，但是要比B級高。

4? ?結(jié)束語

通過以上內(nèi)容我們能夠了解到，墩基礎設計還有很多需要完善的地方，不過墩基礎目前得到了更為普遍的使用，也讓相關(guān)工作者收獲了很多寶貴的工作經(jīng)驗，因此讓墩基礎的設計方式變得更加合理。所以在今后的工作中，相關(guān)工作人員還要通過自身努力努力，進一步豐富墩基礎設計，這樣呀一來就能夠讓工程技術(shù)水平得到進一步的提高。

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