浅谈墩基础在工程设计中的应用

1.在我国的工程技术标准中，没有关于墩的任何技术规定;2.在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》中，关于“墩”的定义是：“用人工或机械在岩土中成孔现场灌注的直径一般大于800mm的混凝土柱，亦称为大直径桩”;3.在龚晓南教授主编的《土力学及基础工程实用名词词典》中，有钻孔墩基础的定义：“在机械或人工挖好的井孔内灌注混凝土而筑成的深基础。井孔底部可使之扩大而形成扩底墩。钻孔墩墩身直径一般大于750mm。大直径钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉井基础等常被用来表示墩基础”;4.在方晓阳的《基础工程手册》中，认为桩和墩的主要区别在于施工方法不同。桩的设置通常是将结构构件打入或振入土中，而使土挤压。墩基的设置则是先挖好或钻好一个井孔，井孔可根据土质情况带有套筒或不带套筒，然后将混凝土灌入孔内;5.综上所述，可见无论在国内外，墩都是大直径桩的同义语。

二、墩基的适用范围

(1)在一些坡地及岩层埋深比较浅的地方经常会碰到把人工挖孔桩改成墩基基础的情况.

(2)一些基底下有较厚软弱土层适宜3米左右土层时，这时垫层法，换填量较大，不经济，可以使用人工挖空扩底墩基础。

(3)当遇到一些场地限制，时不能动用大型机械，或者新建建筑与已有建筑很近时，防止已建建筑基础被破坏时，采用墩基础比较方便。

(4)埋深大于3m、直径不小于800mm、且埋深与墩身直径的比小于6或埋深与扩底直径的比小于4的独立刚性基础，可按墩基进行设计。墩身有效长度不宜超过5m.

(5)桩和墩的区别

《在全国民用建筑工程设计技术措施——结构》在挖孔桩基础设计一节提到：人工挖孔桩的桩长不宜大于40m，宜不宜小于6m，桩长少于6m的按墩基础考虑，桩长虽大于6m，但L/D〈3m，亦按墩基计算。

可以看出，主要使用构件长度来区分墩基与扩底桩的(当然区分后各自的算法就不一样了)，从计算方法上来说，墩基础仍属于天然地基可按独立刚性基础进，多用于多层建筑，由于基底面积按天然地基的设计方法进行计算，免去了单墩载荷试验。因此，在工期紧张的条件下较受欢迎。

三、墩基的设计施工应符合下列规定

1、单墩承载力特征值或墩底面积计算不考虑墩身侧摩阻力，墩底端阻力特征值采用修正后的持力层承载力特征值或按抗剪强度指标确定的承载力特征值。岩石持力层承载力特征值不进行深宽修正。

2、持力层承载力特征值的确定应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002第5.2.3条的规定。

甲级设计等级建筑物的墩底承载力特征值可通过孔内墩底平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板载荷试验等方法确定。荷载不大的墩，也可直接进行单墩竖向载荷试验，按单桩竖向载荷试验方法直接确定单墩承载力特征值。

墩埋深超过5m且墩周土强度较高时，当采用公式计算、室内试验、查表或其他原位测试方法(载荷试验除外)确定墩底持力层承载力特征值时，可乘以1.1的调整系数，岩石地基不予调整。

3、墩身混凝土强度验算应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002第8.5.9条的规定。

4、墩底压力的计算、墩底软弱下卧层验算及单墩沉降验算应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002第5章地基计算中的有关规定。?

5、墩基施工应采用挖(钻)孔桩的方式，扩壁或不扩壁成孔。考虑到埋深过大时，如采用墩基方法设计则不符合实际，因此规定了长径比界限及有效长度不超过5m的限制，以区别于人工挖孔桩。当超过限制时，应按挖孔桩设计和检验。单从承载力方面分析，采用墩基的设计方法偏于安全。

四、墩基的构造应符合下列规定

1、墩身混凝土强度等级不宜低于C20。

2、墩身采用构造配筋时，纵向钢筋不小于8Φ12mm，且配筋率不小于0.15%，纵筋长度不小于三分之一墩高，箍筋Φ8@250mm。

3、对于一柱一墩的墩基，柱与墩的连接以及墩帽(或称承台)的构造，应视设计等级、荷载大小、连系梁布置情况等综合确定，可设置承台或将墩与柱直接连接。当墩与柱直接连接时，柱边至墩周边之间最小间距应满足国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002表8.2.5—2杯壁厚度的要求，并进行局部承压验算。当柱与墩的连接不能满足固接要求时，则应在两个方向设置连系梁，连系梁的截面和配筋应由计算确定。

墙下墩基多用于多层砖混结构建筑物，设计不考虑水平力，墙下基础梁与墩顶的连接只需考虑构造要求，采取插筋连接即可。可设置与墩顶截面一致的墩帽，墩帽底可与基础梁底标高一致，并与基础梁一次浇注。在墩顶设置墩帽可保证墩与基础梁的整体连接，其钢筋构造可参照框架顶层的梁柱连接，并应满足钢筋锚固长度的要求。

4、墩基成孔宜采用人工挖孔、机械钻孔的方法施工。墩底扩底直径不宜大于墩身直径的2.5倍。

5、相邻墩墩底标高一致时，墩位按上部结构要求及施工条件布置，墩中心距可不受限制。持力层起伏很大时，应综合考虑相邻墩墩底高差与墩中心距之间的关系，进行持力层稳定性验算，不满足时可调整墩距或墩底标高。

6、墩底进入持力层的深度不宜小于300mm。当持力层为中风化、微风化、未风化岩石时，在保证墩基稳定性的条件下，墩底可直接置于岩石面上，岩石面不平整时，应整平或凿成台阶状。

以上是笔者对于墩基础一些认识，让我们共同学习、研究它，为结构设计的发展出一份力。

参考文献：

1、龚晓南，土力学及基础工程实用名词词典

2、方晓阳的《基础工程手册》