挖孔墩基礎(chǔ)在深圳某電力工程中的應(yīng)用

1、挖孔墩基礎(chǔ)在深圳某電力工程中的應(yīng)用摘要：本文就挖孔墩基礎(chǔ)在深圳某電力工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：墩基礎(chǔ)；持力層承載力概述 墩基礎(chǔ)是利用人工或機(jī)械事先挖掘成孔，然后在孔中灌注混凝土而形成的短粗構(gòu)件。相對于灌注樁基礎(chǔ)而言，其截面尺寸較大而長度相對較短，可看作是灌注樁基礎(chǔ)的特殊形式；也可視為深埋的擴(kuò)展基礎(chǔ)。 從樁長與樁徑之比的角度對墩基礎(chǔ)做出限定的有： 全國民用建筑設(shè)計(jì)技術(shù)措施-結(jié)構(gòu)（地基與基礎(chǔ)）（2009年版）附錄H（挖孔樁基礎(chǔ)）中規(guī)定：樁長少于6m及L/D3時(shí)按墩基進(jìn)行設(shè)計(jì)（L-樁長、D-擴(kuò)大頭直徑）。 深圳市地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范SJG01-2010 第11.5.1條規(guī)定：樁的設(shè)計(jì)直徑大于0.

2、8m、有效樁長小于6.0m時(shí)，宜按墩基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 湖北省地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB42/242-2003第10.5.1條規(guī)定：埋深大于3m、直徑不小于800mm、且埋深與墩身直徑的比小于6或埋深與擴(kuò)底直徑的比小于4的獨(dú)立剛性基礎(chǔ)，可按墩基進(jìn)行設(shè)計(jì)。墩身有效長度不宜超過5m。 墩基礎(chǔ)近年來廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、橋梁等工程建設(shè)，在良好持力層深度適當(dāng)、無軟弱下臥層、地下水位標(biāo)高低于持力層底標(biāo)高時(shí)尤為有利。良好持力層包括巖石類，中密以上的碎石土、砂類土，中硬以上的粘性土等地層。 墩基礎(chǔ)的設(shè)計(jì) 墩基礎(chǔ)屬于深基礎(chǔ)，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002及建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008均未

3、對墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作出明確規(guī)定。 1.墩基礎(chǔ)的豎向承載力： 墩基礎(chǔ)的承載力介于樁基與天然基礎(chǔ)之間，以端承為主。墩基礎(chǔ)準(zhǔn)確的豎向承載力可通過載荷試驗(yàn)方法確定，試驗(yàn)方法包括孔內(nèi)墩底平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、或單樁豎向載荷試驗(yàn)方法。但這些方法耗時(shí)長、費(fèi)用較高。 目前墩基礎(chǔ)多采用近似法即經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：墩基礎(chǔ)被視為深埋的獨(dú)立基礎(chǔ)，單墩承載力特征值采用根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002第5.2節(jié)修正后的持力層承載力特征值或由抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的承載力特征值（而非樁的極限端阻力特征值）。由于其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際受力情況有一定的差異，偏于保守，墩底持力層承載力特征值可依據(jù)當(dāng)?shù)氐鼗A(chǔ)

4、規(guī)范乘以大于1的調(diào)整系數(shù)予以調(diào)整。但巖石持力層不予調(diào)整，其承載力也不進(jìn)行深寬修正。 當(dāng)墩長在墩與樁臨界值附近時(shí)，其承載力應(yīng)分別按深基礎(chǔ)及不考慮墩身側(cè)摩阻力的樁基礎(chǔ)（端承樁）計(jì)算，取小值，且需進(jìn)行樁身承載力計(jì)算。 2.墩身承載力:墩身混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002第8.5.9條的規(guī)定，即按照樁基礎(chǔ)的樁身混凝土強(qiáng)度要求驗(yàn)算。 3.墩基礎(chǔ)的沉降計(jì)算、墩底壓力的計(jì)算、墩底軟弱下臥層驗(yàn)算應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002第5章地基計(jì)算中的有關(guān)規(guī)定。 挖孔墩基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 挖孔墩基礎(chǔ)的構(gòu)造遵循挖孔灌注樁的構(gòu)造規(guī)定，各地地基基礎(chǔ)規(guī)范根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r在

5、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94的基礎(chǔ)上于細(xì)部有所調(diào)整。 1.墩基成孔宜采用人工挖孔、機(jī)械鉆孔的方法施工，墩底擴(kuò)底直徑不宜大于墩身直徑的2.0倍，樁身軸線與擴(kuò)底斜邊的夾角，在強(qiáng)風(fēng)化巖層中不宜大于30o，在土層中不宜大于15o； 2.墩基礎(chǔ)一般應(yīng)設(shè)計(jì)為一柱一墩，柱與墩的連接以及墩帽（或稱承臺(tái)）的構(gòu)造，應(yīng)視設(shè)計(jì)等級、荷載大小、連系梁布置情況等綜合確定，可設(shè)置承臺(tái)或?qū)⒍张c柱直接連接。當(dāng)柱與墩的連接不能滿足固接要求時(shí)，則應(yīng)在兩個(gè)方向設(shè)置連系梁，連系梁的截面和配筋應(yīng)由計(jì)算確定。當(dāng)設(shè)置承臺(tái)時(shí)；墩嵌入承臺(tái)內(nèi)的長度不宜小于100mm；墩頂縱向主筋應(yīng)錨入承臺(tái)內(nèi)的長度不宜小于35d； 2.墩身混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C2

6、5，水下灌 注混凝土?xí)r不應(yīng)低于C30； 3.墩身的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm，水下灌注混凝土不得小于50mm，宜取70mm； 4.配筋要求： (1) 按構(gòu)造配筋時(shí)，縱筋長度不小于三分之一墩高；當(dāng)需配置受壓鋼筋時(shí)應(yīng)通長配筋；穿過較厚填土層或軟土層而進(jìn)入硬土層較淺時(shí)應(yīng)通長配筋； (2)配筋率：墩身按構(gòu)造配筋時(shí)，縱向鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm，根數(shù)不應(yīng)少于6根，間距不宜大于300mm，凈距不應(yīng)小于80mm，沿樁身圓周均勻布置；墩身配筋率不應(yīng)小于0.2%；對承受豎向荷載特別大的墩基礎(chǔ)，配筋率應(yīng)由計(jì)算確定； (3)箍筋宜采用螺旋式，直徑不小于8mm，間距宜為200300mm，墩頂1.0-1.5m范圍

7、內(nèi)箍筋宜適當(dāng)加密；應(yīng)每隔2m左右設(shè)置一道直徑不小于12mm的焊接加強(qiáng)箍筋； 5.相鄰墩墩底標(biāo)高一致時(shí)，墩位按上部結(jié)構(gòu)要求及施工條件布置，墩中心距可不受限制。持力層起伏很大時(shí)，應(yīng)綜合考慮相鄰墩墩底高差與墩中心距之間的關(guān)系，進(jìn)行持力層穩(wěn)定性驗(yàn)算，不滿足時(shí)可調(diào)整墩距或墩底標(biāo)高。 6.墩底進(jìn)入持力層的深度不宜小于300mm。當(dāng)持力層為中風(fēng)化、微風(fēng)化、未風(fēng)化巖石時(shí)，在保證墩基穩(wěn)定性的條件下，墩底可直接置于巖石面上，巖石面不平整時(shí)，應(yīng)整平或鑿成臺(tái)階狀。 工程實(shí)例 1.深圳某電力工程，工業(yè)廠房，三層框架結(jié)構(gòu)。所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)特征周期為0

8、.35s。場地原始地貌單元為山區(qū)高丘陵坡地前緣，原為采石場地，后經(jīng)填方整平。地下水埋藏較深，勘察深度內(nèi)未量測到地下水位。場地地層自上而下為人工填石層，加里東期混合花崗巖的中、微風(fēng)化層。其各巖土層工程地質(zhì)特征如下： 人工填石：灰褐、黃褐、雜色，填石成份為中-微風(fēng)化混合花崗巖，粒徑一般2-40cm，個(gè)別大者可達(dá)60cm以上，不均勻含粉質(zhì)粘土及砂礫，局部粉質(zhì)土及砂礫富集為人工填土，稍濕，松散稍密狀態(tài)。 中風(fēng)化混合花崗巖（）：褐紅、褐黃色，裂隙發(fā)育，裂隙及巖石面鐵質(zhì)浸染，巖芯呈碎塊、餅狀，巖塊堅(jiān)硬，合金鉆進(jìn)困難。承載力特征值2000kPa。 微風(fēng)化混合花崗巖（）：灰色，見有少量裂隙發(fā)育，裂隙面鐵質(zhì)浸染

9、，巖芯呈短柱、碎塊狀，巖石新鮮、堅(jiān)硬，需用金剛石鉆進(jìn)。承載力特征值5000kPa。 場地內(nèi)加里東期混合花崗巖的中、微風(fēng)化層沿東南-西北走向呈由淺至深變化。 2.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：根據(jù)場地地質(zhì)條件、施工環(huán)境情況等因素，基礎(chǔ)選用人工挖孔擴(kuò)底灌注樁基礎(chǔ)，一柱一樁，樁身直徑1.2m，擴(kuò)底直徑2.2m，以中、微風(fēng)化混合花崗巖為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層深度不小于1.0m。但由于中、微風(fēng)化混合花崗巖層?xùn)|南-西北向由淺至深變化，導(dǎo)致人工挖孔灌注樁有效樁長在4m-12m范圍內(nèi)變化。因此，本工程基礎(chǔ)形式為人工挖孔擴(kuò)底灌注樁基礎(chǔ)+人工挖孔擴(kuò)底墩基礎(chǔ)。擴(kuò)底墩基礎(chǔ)的墩身直徑取1.2m，擴(kuò)底直徑2.6m，墩底進(jìn)入持力層深度不小于0.5m，配筋及構(gòu)造做法均同于人工挖孔擴(kuò)底灌注樁基礎(chǔ)。施工完畢經(jīng)檢測得知：承載力及變形均符合規(guī)范要求，滿足工程要求；按天然基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法計(jì)算所得承載力遠(yuǎn)低于載荷試驗(yàn)實(shí)測值，是偏于安全的。 結(jié)語 如上所述，挖孔墩基礎(chǔ)作為一種特殊的基礎(chǔ)形式，按天然基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算是可行的。在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員