[科普中国]-钻孔墩基础

简介

钻孔墩基础是指使用带有大型钻头的钻机在土、岩层中钻孔而成的墩。钻孔墩具有很高的承载力，当上部结构传来的荷载大而集中、基础平面布置受场地条件限制时，单墩可代替群桩和承台。相应地，单墩的质量要求较高，一旦出现质量事故，对整个建筑物造成的危害将很严重。较密实的砂层、卵石层地基中，打桩很困难，而做墩基则较易于施工。在打桩会造成相邻建筑物因振动及土的隆起而损坏、或造成先打入桩的侧移及向上浮起等不利现象时，墩基施工常可避免这些问题。但是，墩的深层成孔施工也会引起地基因卸荷而位移，给附近建筑物及设施带来不利影响。

特点钻孔墩基础与桩基等其他深基础相比，主要有以下几个方面的特点：①墩具有很高的承载力。当上部结构传来的荷载大而集中、基础平面布置受场地条件限制时，单墩可以代替群桩和承台。②在较密实的砂层、卵石层地基中，打桩很困难，而做墩基础较易于施工。③与沉井、沉箱等深基础相比，墩基施工一般只需轻型机具，在适当的地基与环境条件下，常有较大的经济优势。也没有像打桩那样的噪音，可以进去噪声公害。但是墩成孔施工中遇到地下水以下的砂层可能会引起流砂现象，应特别注意。④墩基不但有较高的竖向承载力，也可承担较大的水平荷载。扩底墩还可抵抗很大的上拔力。⑤由于墩身断面尺寸较大，便于在成孔后检查墩底持力层和墩侧面土层的土质情况，对勘察与设计结果进行核实。但是墩的混凝土浇筑量大，必须更仔细检查施工质量， 且不利天气条件将影响墩的施工进度1。

设计要点墩顶弯矩的分配当符合下列条件之一时，可只考虑墩顶轴向力和水平力作用，不考虑弯矩分配。①底层柱下有基础梁，且基础梁的截面抗弯刚度大于墩的截面抗弯刚度5倍以上时；②底层为箱型基础时；③底层为剪力墙时。当不符合上述条件时，可采用近似计算方法，即将柱子传来的弯矩在墩和基础梁之间按抗弯刚度进行分配。一般情况下，可偏安全地考虑由基础梁承担全部柱底弯矩，并按基础梁的线刚度分配。墩基础承载力的计算墩基础属于深基础，是介于天然地基与桩之间的一种特殊形式，墩的承载力应结合工程实际情况按深基础确定。当墩长介于墩与桩界限处时，墩的承载力确定困难， 可取深基础及桩承载力的较小值。支撑于强风化基岩上的扩底墩的承载力计算：由于强风化岩体压缩性较大，因此可按大直径扩底桩计算其承载力，侧阻力和端阻力可参考砂、砾层的经验值确定。

墩帽的设置有基础梁、采用箱形基础及筏形基础时，可不另设墩帽。墩帽的尺寸、边距及配筋构造需符合下列要求：①墩帽的尺寸应能满足钢筋的锚固、连接墩和柱及拉梁的要求；②墩帽边至墩边的净距宜≥200mm；③墩顶上、下均配置双向钢筋，其直径≥12mm， 间距宜≤150mm。大直径扩底墩的设计要求大直径扩底墩的基本尺寸、中距及墩底进入持力层的深度需符合下列要求：①扩底墩的直径 d 宜为：采用机械成孔时 d=0.8~1.0m，采用人工成孔时 d≥0.8m；②扩底墩底部锅底深度 c=（0.1~0.15 ）D；③扩底部分的高度h，应考虑竖向压力的刚性扩散角和施工安全的要求，可取 h=1~2m；④扩头高度 h 与宽度 b 之比应 h/b=2~3， 砂土取大值， 黏性土取小值；⑤扩大头直径 D与墩身直径 d 之比 D/d≤3；⑥扩底墩的墩间中距应≥3d，两墩底之间的净距应≥1.0m。扩底墩的混凝土及配筋应符合下列要求：①墩身混凝土强度等级应≥C20 ②墩身纵向钢筋配筋率 ρ≥0.4%，钢筋根数≥8 根；③抗震设计或者风荷载较大、 或墩长