鉆孔墩基礎(chǔ)設(shè)計要點

鉆孔墩基礎(chǔ)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(chǔ)梁，且基礎(chǔ)梁的截面抗彎剛度大于墩的截面抗彎剛度5倍以上時；②底層為箱型基礎(chǔ)時；③底層為剪力墻時。當不符合上述條件時，可采用近似計算方法，即將柱子傳來的彎矩在墩和基礎(chǔ)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(chǔ)梁承擔全部柱底彎矩，并按基礎(chǔ)梁的線剛度分配。墩基礎(chǔ)承載力的計算墩基礎(chǔ)屬于深基礎(chǔ)，是介于天然地基與樁之間的一種特殊形式，墩的承載力應結(jié)合工程實際情況按深基礎(chǔ)確定。當墩長介于墩與樁界限處時，墩的承載力確定困難， 可取深基礎(chǔ)及樁承載力的較小值。支撐于強風化基巖上的擴底墩的承載力計算：由于強風化巖體壓縮性較大，因此可按大直徑擴底樁計算其承載力，側(cè)阻力和端阻力可參考砂、礫層的經(jīng)驗值確定。

鉆孔墩基礎(chǔ)墩帽的設(shè)置

有基礎(chǔ)梁、采用箱形基礎(chǔ)及筏形基礎(chǔ)時，可不另設(shè)墩帽。墩帽的尺寸、邊距及配筋構(gòu)造需符合下列要求：①墩帽的尺寸應能滿足鋼筋的錨固、連接墩和柱及拉梁的要求；②墩帽邊至墩邊的凈距宜≥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(shè)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：采用機械成孔時 d=0.8~1.0m，采用人工成孔時 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，兩墩底之間的凈距應≥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(shù)≥8 根；③抗震設(shè)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(shè)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(shù)≥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，宜采用環(huán)形焊接箍，箍筋直徑宜≥8mm，間距可為200~300mm；墩頂1.5m的范圍內(nèi)箍筋直徑宜加大一級，間距宜縮小一半；⑥每隔2m左右設(shè)置一道直徑 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）。

鉆孔墩基礎(chǔ)與樁基等其他深基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)傳來的荷載大而集中、基礎(chǔ)平面布置受場地條件限制時，單墩可以代替群樁和承臺。②在較密實的砂層、卵石層地基中，打樁很困難，而做墩基礎(chǔ)較易于施工。③與沉井、沉箱等深基礎(chǔ)相比，墩基施工一般只需輕型機具，在適當?shù)牡鼗c環(huán)境條件下，常有較大的經(jīng)濟優(yōu)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(xiàn)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由于墩身斷面尺寸較大，便于在成孔后檢查墩底持力層和墩側(cè)面土層的土質(zhì)情況，對勘察與設(shè)計結(jié)果進行核實。但是墩的混凝土澆筑量大，必須更仔細檢查施工質(zhì)量， 且不利天氣條件將影響墩的施工進度 。

鉆孔墩基礎(chǔ)是指使用帶有大型鉆頭的鉆機在土、巖層中鉆孔而成的墩。鉆孔墩具有很高的承載力，當上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載大而集中、基礎(chǔ)平面布置受場地條件限制時，單墩可代替群樁和承臺。相應地，單墩的質(zhì)量要求較高，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故，對整個建筑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，而做墩基則較易于施工。在打樁會造成相鄰建筑物因振動及土的隆起而損壞、或造成先打入樁的側(cè)移及向上浮起等不利現(xiàn)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，給附近建筑物及設(shè)施帶來不利影響。

橋墩基礎(chǔ)是使橋上全部荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)部分。基礎(chǔ)工程在整個橋梁工程施工中是比較困難的部位，面且常常需要在水中施工，因而遇到的問題也很復雜在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩、橋臺的支承處所設(shè)置的傳力裝置，稱為支座，它不僅要傳還很大的荷載，并且要保證橋跨結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生一定的變位。

路堤與橋臺銜接處，一般還在橋臺兩側(cè)設(shè)置石砌的錐形護坡，以保證迎水部分路堤邊坡的穩(wěn)定河流中的水位是變動的，在枯水季節(jié)的最低水位稱為低水位: 洪峰季節(jié)河流中的最高水稱為高水位，橋梁設(shè)計中按規(guī)定的設(shè)計洪水頻率計算所得的高水位。2100433B

墩基的適用范圍： 埋深大于3m、直徑不小于800mm、且埋深與墩身直徑的比小于6或埋深與擴底直徑的比小于4的獨立剛性基礎(chǔ)，可按墩基進行設(shè)計。墩身有效長度不宜超過5m。2100433B

根據(jù)地質(zhì)或工程要求，利用鉆探設(shè)備，在巖層中鉆鑿的直徑遠小于其深度的柱形圓孔。鉆孔的最上部稱孔口，鉆孔的底面稱孔底，由孔口至孔底的整個柱狀側(cè)面稱孔壁。整個鉆孔有時也稱為孔身。根據(jù)工程目的不同，鉆孔可分為地質(zhì)勘探鉆孔、水文鉆孔、工程鉆孔等。

鉆孔測量鉆孔要素

鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔方向是一個鉆孔的三要素。鉆孔要素取決于工程目的和施工條件。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的直徑通常在75～172mm范圍內(nèi)；直徑小于75mm的稱小口徑鉆孔;直徑大于172mm的稱大口徑鉆孔或鉆井。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的深度通常不超過1500m，深度在300m以內(nèi)的鉆孔稱淺孔；深度在300～800m的稱中深孔；深度超過800m的稱深孔。鉆孔方向即鉆孔軸線的指向。地面鉆孔有直孔和斜孔（鉆孔軸線同鉛垂線間夾角小于45°的鉆孔?？拥楞@孔的方向可變性很大，可以從垂直向下到垂直向上，但多數(shù)是接近水平的鉆孔。

鉆孔測量鉆孔結(jié)構(gòu)

又稱孔身結(jié)構(gòu)，指鉆孔由開孔到終孔的孔徑變化。通常在施工前對鉆孔結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即提出對整個鉆孔與一定深度相對應的孔徑變化要求，并以剖面圖的形式繪出。設(shè)計內(nèi)容包括埋設(shè)孔口管的直徑及深度、開孔直徑和鉆進深度、各個需變徑孔段的直徑和鉆進深度。如須下入套管，還應繪出套管規(guī)格、下入位置、層數(shù)及固定方法，并附文字說明以及終孔直徑和終孔深度等?？咨斫Y(jié)構(gòu)剖面又稱鉆孔技術(shù)剖面，它作為《鉆孔地質(zhì)技術(shù)指示書》的重要內(nèi)容之一，是鉆孔施工的主要依據(jù)。設(shè)計時，綜合考慮鉆孔的工程目的、巖層特點、最大深度、合理的終孔直徑以及鉆進方法、護孔措施、設(shè)備能力等，并在滿足地質(zhì)或工程要求的前提下力求簡化孔身結(jié)構(gòu)；盡量縮小整個鉆孔的直徑;盡少變換孔徑，不下或少下套管，以加快鉆進速度、降低鉆探成本。常用的設(shè)計方法是先根據(jù)鉆孔工程目的及最大鉆進深度確定合理的最小終孔直徑，再據(jù)穿過的巖層性質(zhì)、孔壁穩(wěn)定情況及合理利用設(shè)備功率等因素，自下而上逐段推出變徑位置以及開孔直徑。對于較復雜的孔段應考慮進行技術(shù)處理或下入套管的可能，保留進行擴孔或下入套管的備用直徑，不強求簡化。

鉆孔測量鉆孔功能

①獲取巖心、巖屑或煤層氣樣品，必要時從孔壁補取巖樣。

②作為煤田測井通道，獲取巖層各種地球物理信息。

③簡易觀測地下含水層水文地質(zhì)動態(tài)。

④有的鉆孔可探采結(jié)合，開采地下水、煤成氣，地熱等。