谈墩基在工程中的应用

赵 淑 英

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

谈墩基在工程中的应用

赵 淑 英

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

介绍了墩的定义及桩与墩的区别，基于墩基的设计要求，结合工程实例，从墩基计算、墩基有关要求、墩身护壁施工注意事项等方面，分析了墩基础的设计过程，最后指出墩基础一般用于好土层埋深较浅的多层建筑。

墩基，桩基础，承载力

目前在我国的结构规范中没有关于墩基的任何技术规定，鉴于设计人员对墩基础的设计比较模糊，而且实际也用的比较少，在这里介绍一下以供大家参考。墩基础一般用于多层建筑，在一些坡地及好土层，岩层埋深较浅的场地，采用墩基础是不错的选择。

1 墩的定义及桩与墩的区别

墩的定义:

1)《建筑岩土工程勘察基本术语标准》中，墩的定义指的是直径大于800 mm的大直径混凝土灌注桩，成孔用人工或机械成孔。

2)朱炳寅教授主编的《建筑地基基础设计方法及实例分析》中，墩指的是长度或桩的有效长度小于6 m的大直径扩底桩。

3)综上所述，墩是大直径桩。

桩与墩的区别:

1)在方晓阳的《基础工程手册》中解释道，桩和墩的区别主要体现在施工方法的不同。墩基是人工或机械成孔，依据土质情况的不同井孔采取加护壁还是不加护壁，最后用混凝土灌孔。桩则是将结构构件打入或振入土中，而使土挤压考虑土的侧摩阻力。

2)《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》中主要使用构件长度来区分墩基和扩底桩。人工挖孔桩的桩长是有限制的，不宜大于40 m，不宜小于6 m，桩长不大于6 m的一般情况下都按墩基础计算，还有一种情况是桩长尽管大于6 m，但桩长比扩底直径之比值L/D<3也按墩基考虑。

3)从计算方法上来说，墩基础仍然属于天然地基，基底面积按天然地基的设计方法进行计算，这样设计既简单又安全，不同于桩的设计方法，所以可以不做载荷试验，深受设计和施工的欢迎。

墩基的设计要求：

1)墩基承载力特征值计算不同于桩的计算，计算不考虑土对墩身的侧摩阻力，而是同天然地基一样，采用深宽修正后的持力层承载力特征值。岩石承载力特征值不考虑深宽修正。

2)天然地基持力层承载力特征值的要求详见GB 50007—2011建筑地基基础设计规范第5.2.3条～第5.2.6条的规定。

3)墩身混凝土强度验算同桩身混凝土强度验算。

4)墩基础承载力计算，软弱下卧层验算和沉降验算同天然地基一样，具体要求详见GB 50007—2011建筑地基基础设计规范第5章的相关规定。

墩基础的构造要求：

1)墩身的混凝土强度通常情况下不得小于C20；墩身纵筋不得小于8φ12，还得满足最小配筋率不小于0.40%，箍筋直径不得小于8，间距为200～300，墩顶1.5 m的范围内箍筋直径和间距宜加强；墩基础扩底部分一般不用配钢筋。

2)墩基的成孔在工程中通常情况下采用的都是人工挖孔和机械成孔的方法。采用人工挖孔时，墩身直径不小于0.8 m，采用机械成孔时，墩身直径为0.8 m～1.0 m；墩底扩底直径不宜大于墩身直径的3倍，扩底墩墩间中距不应小于3d，两墩底之间的净距不应小于1 m。

3)墩底进入持力层的最小深度与土质有关：一般情况下粘性土和砂类土为1.5 m，砂卵石和卵石层为0.5 m，基岩也是0.5 m。持力层的深度还应考虑到特殊土，岩溶，震陷液化等影响。

4)墩身及扩底尺寸要求见图1。

5)墩基的承台：有基础梁时可不设承台。承台的尺寸应能满足钢筋锚固，连接柱与墩的要求，承台边至墩边的净距不应小于200 mm；承台上下均双层双向配筋，其直径不应小于12，间距不宜大于150 mm。

6)墩身钢筋混凝土保护层厚度无护壁时不应小于50 mm，有护壁时不应小于35 mm。

7)墩基与承台，墩身与承台的连接同桩的构造做法，具体见国家标准JGJ 94—2008建筑桩基技术规范第4.2.5条。对于一柱一墩，承台与承台之间应双向设置连系梁(拉梁)，连系梁的截面及配筋应由计算确定；一柱一墩一般都是通过承台将柱与墩连接，也可以将柱与墩直接连接。如直接连接时，墩周边与柱边之间的最小距离还需满足杯口基础与预制混凝土柱的杯壁厚度的要求，具体见国家标准GB 50007—2011建筑地基基础设计规范表8.2.4-2，另外还得进行局部承压验算。

2 工程实例具体设计

某酒店的四合院，多层建筑，地上2层，结构形式为框架结构。根据本工程地质报告提供的土层来看，第①层为杂填土比较厚，第②层为粉土，fak=120 kPa，第③层为粉土，fak=150 kPa，第④层是粉质粘土，fak=160 kPa。设计初步定为挖掉全部杂填土换灰土，采用柱下独立基础。施工图出图后，在施工当中，由于周边紧邻建筑都为民宅，大开挖会导致周边的建筑物基础出现问题，影响到整个结构的安全。甲方提出问题后，设计院针对目前的实际情况，基础改用了墩基础，很好的解决了问题。下面就本工程介绍一下墩基础的设计过程。

1)墩基计算：

基础平面布置图见图2。

墩基础持力层位于第③层粉土上，fak=150 kPa，墩底标高为-7.000，室内外高差为450 mm，桩长为6 m，桩身直径为800 mm，要求桩底进入第③层粉土层不少于1.5 m，混凝土强度等级为C30。取DJI来计算，DJI上部竖向荷载N=520 kN(标准值)。

按天然地基方法来计算墩基基底面积。深度修正系数为1.5，宽度不修正。

修正后的承载力特征值：

fa=150+1.5×18×(7.3-0.45-0.5)=321.45 kPa。

墩底面积:

As=520/(321.45-20×7.3)=3.0 m2。

墩底扩底直径D:

As=3.14×D2/4,D=1.950 m(取2.0 m)。

则：

h1=0.15×2.0=0.3 m=300 mm；h=1.2 m(1 200 mm)。

墩身强度计算：依据建筑地基基础设计规范第8.5.11条公式。

Q=1.35×520=702 kN(设计值)。

fc=14.3 N/mm2。

AP=3.14×0.8×0.8/4=0.502 4 m2。

工作条件系数取0.7,则：

0.7×14.3×0.502 4×106=5 029 kN>Q=702 kN(满足要求)。

墩身配筋采用构造配筋：

As=0.502 4×106×0.004=2 009.6 mm2。

墩基通过承台与柱连接，承台厚度取h=650 mm，配筋按构造配筋：

As=650×1 000×0.001 5=975 mm2。

2)墩基有关要求：

a.墩基墩身主筋混凝土保护层厚度为50 mm,承台钢筋混凝土保护层厚度为100 mm。

b.墩基墩身与承台的连接墩顶嵌入承台100 mm，底板施工前应清除墩顶浮浆。

c.墩身长超过4 m,应沿墩长每隔2 m设一道直径为12的焊接加劲箍筋。

3)墩基检测及施工注意事项：

a.墩基质量检查与验收应严格按JGJ 94—2008建筑桩基技术规范第9章的要求和JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范及其他现行的有关规定的要求，墩基质量检验合格后方可进行下道工序的施工工作。

b.施工后应按规范有关桩的要求检查墩身墩位偏差。

c.施工完成后,应先进行墩身完整性检测,墩身完整性检测数量为全部桩。

d.施工期间，应采取可靠措施保证施工期间主体结构的安全性及稳定性。

4)墩身护壁施工注意事项：

a.必须设置护壁，若施工单位经验丰富时可不受此限。

b.墩身护壁采用的混凝土强度等级为C20，钢筋为HRB400。

c.第一节护壁应满足护壁圈中心线与设计轴线偏差小于20 mm，护壁顶高出场地地面150 mm～200 mm，壁厚相对下面护壁壁厚加厚100 mm～150 mm；上下节护壁要互相搭接，长度不得小于50 mm。

d.扩大头部分在施工中可以不设护壁，如果是土质不好的情况则需要处理以保证施工安全。

3 结论和建议

通过实例分析说明墩基础的受力性质介于桩基础和天然基础之间。墩基础仍然属于天然地基，同时墩身还得满足桩的相关要求。这样设计简单，而且安全，希望大家在以后的设计当中遇到好土层埋深较浅的多层建筑，基础可以考虑选用墩基础。墩基础施工快，无噪声，以后在工程应用中会越来越广泛。

[1] 朱炳寅.建筑地基基础设计方法及实例分析[J].墩基础，2007(b11):12.

[2] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[3] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[4] JGJ 106—2014,建筑基桩检测技术规范[S].

Discussionontheapplicationofpierfoundationintheengineering

ZhaoShuying

(ShanxiAcademyofBuildingDesign,Taiyuan030013,China)

The paper introduces the pier definition and the difference between pile and pier. Based on the pier foundation design demands, combining with engineering examples, starting from aspects of pier foundation calculation, pier foundation demands, and pier wall protecting and construction matters, it analyzes the pier foundation design process, and finally points out that: pier foundation is generally suitable in multi-story building with rich stratum and shallow embedding.

pier foundation, pile foundation, bearing capacity

TU471

：A

1009-6825(2017)24-0059-03

2017-06-13

赵淑英(1978- )，女，工程师