柱墩,也称为墩基,通常位于筏基上方,紧贴着柱子的基础部位。当柱墩的埋深大于3米,直径不少于800毫米,且埋深与墩身直径之比小于6或者埋深与扩底直径之比小于4时,可以按照墩基进行设计。为了区分于人工挖孔桩,墩身的有效长度不应超过5米。
柱墩主要应用于多层建筑,因为其基底面积可以根据天然
地基的设计方法来计算,从而省略了单墩载荷试验的过程。这种设计方法在工期紧迫的情况下尤其受到欢迎。柱墩的施工应该通过挖(钻)孔桩的方式来实现,可以选择扩壁或不扩壁成孔。如果柱墩的埋深过深,使用墩基方法设计可能并不合适,因此规定了长径比的界限以及墩身有效长度不得超过5米的限制,以便与人工挖孔桩区分开来。如果超过了这些限制,就需要按照挖孔桩的标准来进行设计和检测。从承载力的角度来看,采用墩基的设计方法相对保守。
1. 单墩承载力特征值或墩底面积计算时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需要进行深宽修正。
2. 持力层承载力特征值的确定应当遵循国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011第5.2.3条的规定。对于甲级设计等级的建筑物,墩底承载力特征值可以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式确定。对于荷载较小的墩,也可以直接进行单墩竖向载荷试验,按照单桩竖向载荷试验的方法直接确定单墩承载力特征值。当墩埋深超过5米且墩周围土壤强度较高时,如果采用公式计算、室内试验、查表或者其他原位测试方法(载荷试验除外)来确定墩底持力层承载力特征值,可以乘以1.1的调整系数,而岩石
地基无需调整。
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—2011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—2011第5章地基计算中的相关规定。
1. 墩身混凝土强度等级不应低于C20。
2. 当墩身采用构造配筋时,纵向钢筋不得少于8Φ12mm,且配筋率不应小于0.15%。纵筋长度至少应达到墩高的三分之一,箍筋Φ8@250mm。
3. 对于一柱一墩的情况,柱与墩的连接以及墩帽(或称承台)的构造应根据设计等级、荷载大小、连系梁布置等情况综合决定。可以设置承台或将墩与柱直接连接。当墩与柱直接连接时,柱边缘至墩边缘之间的最小距离应满足国家标准《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。如果柱与墩的连接无法满足固定要求,则应在两个方向设置连系梁,连系梁的截面和配筋应通过计算来确定。对于多层砖混结构建筑物下的墙下墩基,设计不考虑水平力,墙下基础梁与墩顶的连接只需要考虑构造要求,采用插筋连接即可。可以设置与墩顶截面相同的墩帽,墩帽底部可以与基础梁底部齐平,并与基础梁一起浇筑。在墩顶设置墩帽可以确保墩与基础梁的整体连接,其钢筋构造可以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。墩底扩底直径不应大于墩身直径的2.5倍。
5. 相邻墩的墩底标高相同时,墩的位置应根据上部结构的要求和施工条件进行布置,墩中心距不受限制。当持力层起伏较大时,应综合考虑相邻墩的墩底高差与墩中心距之间的关系,进行持力层稳定性验算,如果不满足要求,可以调整墩距或墩底标高。
6. 墩底进入持力层的深度不应小于300mm。当持力层为中风化、微风化、未风化的岩石时,在保证墩基稳定性的前提下,墩底可以直接放置在岩石表面上。如果岩石表面不平整,应将其整平或凿成台阶状。