墩是一種一種利用機械或人工在地基中開挖成孔後灌注混凝土形成的大直徑樁基礎。大直徑鑽孔灌注樁、人工挖孔樁、沉井基礎等常被用來表示墩基礎。鑽孔墩基礎是指在機械或人工挖好的井孔內灌注混凝土而築成的深基礎。井孔底部可使之擴大而形成擴底墩。鑽孔墩墩身直徑一般大於750mm。
基本介紹
- 中文名：鑽孔墩基礎
- 外文名：belled pier foundation
- 學科：土木工程
- 定義：鑽機在土、岩層中鑽孔而成的墩
- 有關術語：墩基礎
- 特徵：承載力高
簡介,特點,設計要點,墩頂彎矩的分配,墩帽的設定,
簡介
鑽孔墩基礎是指使用帶有大型鑽頭的鑽機在土、岩層中鑽孔而成的墩。鑽孔墩具有很高的承載力，當上部結構傳來的荷載大而集中、基礎平面布置受場地條件限制時，單墩可代替群樁和承台。相應地，單墩的質量要求較高，一旦出現質量事故，對整個建築物造成的危害將很嚴重。較密實的砂層、卵石層地基中，打樁很困難，而做墩基則較易於施工。在打樁會造成相鄰建築物因振動及土的隆起而損壞、或造成先打入樁的側移及向上浮起等不利現象時，墩基施工常可避免這些問題。但是，墩的深層成孔施工也會引起地基因卸荷而位移，給附近建築物及設施帶來不利影響。
特點
鑽孔墩基礎與樁基等其他深基礎相比，主要有以下幾個方面的特點：①墩具有很高的承載力。當上部結構傳來的荷載大而集中、基礎平面布置受場地條件限制時，單墩可以代替群樁和承台。②在較密實的砂層、卵石層地基中，打樁很困難，而做墩基礎較易於施工。③與沉井、沉箱等深基礎相比，墩基施工一般只需輕型機具，在適當的地基與環境條件下，常有較大的經濟優勢。也沒有像打樁那樣的噪音，可以進去噪聲公害。但是墩成孔施工中遇到地下水以下的砂層可能會引起流砂現象，應特別注意。④墩基不但有較高的豎向承載力，也可承擔較大的水平荷載。擴底墩還可抵抗很大的上拔力。⑤由於墩身斷面尺寸較大，便於在成孔後檢查墩底持力層和墩側面土層的土質情況，對勘察與設計結果進行核實。但是墩的混凝土澆築量大，必須更仔細檢查施工質量， 且不利天氣條件將影響墩的施工進度。
設計要點
墩頂彎矩的分配
當符合下列條件之一時，可只考慮墩頂軸向力和水平力作用，不考慮彎矩分配。①底層柱下有基礎梁，且基礎梁的截面抗彎剛度大於墩的截面抗彎剛度5倍以上時；②底層為箱型基礎時；③底層為剪力牆時。當不符合上述條件時，可採用近似計算方法，即將柱子傳來的彎矩在墩和基礎梁之間按抗彎剛度進行分配。一般情況下，可偏安全地考慮由基礎梁承擔全部柱底彎矩，並按基礎梁的線剛度分配。墩基礎承載力的計算墩基礎屬於深基礎，是介於天然地基與樁之間的一種特殊形式，墩的承載力應結合工程實際情況按深基礎確定。當墩長介於墩與樁界限處時，墩的承載力確定困難， 可取深基礎及樁承載力的較小值。支撐於強風化基岩上的擴底墩的承載力計算：由於強風化岩體壓縮性較大，因此可按大直徑擴底樁計算其承載力，側阻力和端阻力可參考砂、礫層的經驗值確定。
墩帽的設定
有基礎梁、採用箱形基礎及筏形基礎時，可不另設墩帽。墩帽的尺寸、邊距及配筋構造需符合下列要求：①墩帽的尺寸應能滿足鋼筋的錨固、連線墩和柱及拉梁的要求；②墩帽邊至墩邊的淨距宜≥200mm；③墩頂上、下均配置雙向鋼筋，其直徑≥12mm， 間距宜≤150mm。大直徑擴底墩的設計要求大直徑擴底墩的基本尺寸、中距及墩底進入持力層的深度需符合下列要求：①擴底墩的直徑 d 宜為：採用機械成孔時 d=0.8~1.0m，採用人工成孔時 d≥0.8m；②擴底墩底部鍋底深度 c=（0.1~0.15 ）D；③擴底部分的高度h，應考慮豎向壓力的剛性擴散角和施工安全的要求，可取 h=1~2m；④擴頭高度 h 與寬度 b 之比應 h/b=2~3， 砂土取大值， 黏性土取小值；⑤擴大頭直徑 D與墩身直徑 d 之比 D/d≤3；⑥擴底墩的墩間中距應≥3d，兩墩底之間的淨距應≥1.0m。擴底墩的混凝土及配筋應符合下列要求：①墩身混凝土強度等級應≥C20 ②墩身縱向鋼筋配筋率 ρ≥0.4%，鋼筋根數≥8 根；③抗震設計或者風荷載較大、 或墩長<15m 時，縱向鋼筋應直伸到墩底。非抗震設計且風荷載較小以及墩長較長時，縱向鋼筋可一半伸到墩底（鋼筋根數≥8 根），另一半可伸至 1/2 墩長處；④擴底部分不需要另行配筋；⑤箍筋可用螺旋封閉箍，宜採用環形焊接箍，箍筋直徑宜≥8mm，間距可為200~300mm；墩頂1.5m的範圍內箍筋直徑宜加大一級，間距宜縮小一半；⑥每隔2m左右設定一道直徑 12~18mm 的焊接加勁箍筋；⑦墩身鋼筋混凝土的保護層應≥50mm （無護壁時） 及≥35mm （有護壁時）。
