工民建工程的深墩基础设计

摘 要：深墩基础通常被称为深埋式天然基础，在基础底面埋置深度的设置上通常要深于一般的基础。大量工程实践经验表明，其有着施工方便、不需要特殊的机械设备、安全可靠等在诸多优点，尤其在工期紧张时尤为受欢迎，本文就深墩基础设计谈几点笔者的认识。

关键词：深墩基础设计；构造要求；地基承载力特征值

深墩基础通常被称为深埋式天然基础，在基础底面埋置深度的设置上通常要深于一般的基础。理论研究和实践经验表明，其埋深＞3m、直径≥800mm，墩身的有效长度最好≤5m，在实践中独立刚性基础（埋深与墩身的直径之比＜6，又或者是埋深与扩底的直径之比＜4），通常可以遵照墩基础实施设计。从目前的设计实际来看，深墩基础埋深可以达到8m~15m。本文就深墩基础设计谈几点笔者的认识。

1．墩基础的适用条件及优点分析

1.1 使用条件分析

从适用条件来看，墩基础通常比较适合用于有比较好的支承土或岩层，通常要求土质均匀，有适宜的挖孔深度，有较深的地下水位，土层内部不夹有易流动的粉砂层或是淤泥，同时也非常便于扩孔的条件。

1.2 优点分析

（1）深墩基础多用于多层工民建筑，施工便捷，在施工机械的选择上不需要特殊的设备，在计算上，基底面积可以按照天然地基的设计方法实施，因此不必实施单墩载荷试验。

（2）施工安全、质量可靠，大量实践经验表明，墩基施工通常选择的是挖(钻)孔桩的方式，可以采用扩壁或不扩壁两种方式进行成孔。

（3）深墩基础有效地节省土方，仅仅需要挖井坑，减少了大面积开挖带来的浪费，大大的缩短了工期。

（4）单单从承载力的方面进行分析，深墩基础的设计方法偏于安全。

（5）实践经验表明，对于地基上部的土壤相当软弱有时还存在淤泥层或是地下有防空洞的部位，这种情况下进行工民建施工，根本无法采用桩基础，通常采用深墩基础设计形式。

2．墩基结构形式分析

从工程实践经验来看如图1所示为深墩基础的结构型式，在设计上可以选用混凝土进行浇筑，或者选择毛石混凝土进行浇筑，又或者用毛石进行砌筑。从国家相关设计规范中的具体标准来看，通过严格地计算来确定基础的底面积，对于深度的确定应综合考虑地基的土质实际及地下防空洞的深浅，同时在设计上还应保证扩大头部位的大放脚能够很好地满足基础刚性角的要求。

3．墩基础的计算

在具体的基础计算中应完成以下几个方面的计算：

1.相应于荷载效应标准组合的情况，应计算出上部结构传给基础顶面竖向的压力值。

2.科学地计算出基础自重和基础上的土重，工程实践经验表明，在具体的计算过程中，应结合作用于基础底面的压力≤地基计算强度的条件来计算出基础底面尺寸。

3.验算墩身混凝土的强度必须严格按照国家标准中的相关规定和条款进行。

4.根据国家标准中的相关规定和条款进行地基变形量的计算，包括墩基础底面附加压力的计算、土层压缩量的计算、墩底压缩层厚度的验算及单墩沉降验算。

4．深墩的构造要求分析

1. 在设计过程中计算单墩承载力特征值或者墩底面积时墩身侧摩阻力不考虑，墩底端阻力特征值应选择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。工程实践中的岩石持力层承载力特征值不需要进行深宽的修正。

2. 确定持力层承载力特征值必须严格按照国家标准中的相关规定和要求执行。

（1）甲级设计等级的工民建筑物，其墩底承载力特征值的确定通常采用的方法是孔内墩底平板、螺旋板或深层平板等几种载荷试验方法。

（2）对于荷载较小的墩，通常可以直接地实施单墩竖向载荷试验，借此来直接地确定出单墩承载力特征值。

（3）墩埋深＞5m同时有着较高墩周土强度的工程实际，如果选择的是除载荷试验之外的方法来确定墩底持力层承载力特征值时，通常可以通过乘以1.1的调整系数，如果是岩石地基则不予调整。

3. 控制墩身混凝土强度等级介于C25~C50为宜。

4. 墩身混凝土强度验算、墩底软弱下卧层验算、墩底压力的计算及单墩沉降验算都必须符合国家标准中的相关计算规定。

5. 墩身采用构造配筋时，纵向钢筋≥8 12mm，同时满足配筋率≥0.15％，控制纵筋长度≥墩高的 ，箍筋 8@250mm。

6. 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。

（1）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中关于杯壁厚度的要求，并进行局部承压验算。

（2）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。

7. 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。

8. 墩底进入持力层深度的设计上最好≥300mm。当遇到岩石持力层的工程实际，在保证墩基稳定性基本条件下，可以将墩底直接安置在岩石面上，如果岩石面缺乏平整度，通常做法是将其整平或凿成台阶状。

参考文献：

[1]顾晓鲁等．地基与基础(第三版)[M].中国建筑工业出版社

[2]建筑地基基础设计规范[M].中国建筑工业出版社

[3]建筑桩技术规范[M].中圜建筑工业出版社

[4]全国民用建筑工程设计技术措施[M].中国建筑标准设计研究院