Ⅰ 求教嵌岩墩基礎的設計，我是小白
【提要】在建築工程設計中，常會遇到因地質條件復雜，持力層較深，採用獨立基礎時土方開挖量較大，而採用挖孔樁基礎時樁的長度相對較短，這時基礎的承載力是按樁基礎計算還是按墩基礎計算，是設計人員必須認真對待的問題。墩基礎是介於樁基礎和獨立基礎之間的一種基礎形式，其外形類似於樁基礎，而承載力計算卻與樁基礎有很大差異。本文根據相關規范及實踐經驗總結了墩基礎的設計和構造，供設計人員參考。
【關鍵詞】墩基礎樁基礎獨立基礎
墩基礎是一種利用機械或人工在地基中開挖成孔後澆注混凝土而形成的，由於截面尺寸較大，長度相對較短，粗大似墩，故稱為墩基礎，墩基礎形式如圖1。《全國民用建築工程設計技術措施-結構》規定：挖孔樁長度小於6m及l/d≤3時，按墩基礎設計；
《建築地基基礎設計規范理解與應用》指出：對於大直徑墩基礎，其設計原理是按照深埋的獨立基礎進行計算的，其端阻力按修正後的地基承載力特徵值進行計算，在變形可以控制的條件下，墩基礎的中心距不必限制。墩基礎按是否嵌岩，可分為嵌岩墩基礎和非嵌岩墩基礎，按是否擴底可分為擴底墩基礎和直墩基礎。由於墩基礎施工方便，施工機具簡單，施工時無噪音，速度快，無振動，並且容易探明是否達到設計要求的持力層，必要時可做試驗測定其物理特性，因而被廣泛的用於各種工業與民用建築工程、橋梁工程、煤礦建設等工程中。
一、墩基礎的設計
基於墩基礎的設計原理是按照深埋的獨立基礎進行計算，設計時應滿足一般獨立基礎的設計規定：
1、單墩承載力特徵值（ra）計算時不考慮墩身側摩阻力，墩底端阻力特徵值採用修正後的地基承載力特徵值(fa)或按地基土的抗剪強度指標確定的地基承載力特徵值進行計算。岩石持力層地基承載力特徵值不進行深寬修正。單墩承載力特徵值按下式計算：
ra = faap
fa―修正後的地基承載力特徵值， ap―墩底橫截面面積
2、墩基礎地基承載力特徵值的確定應符合國家標准《建築地基基礎設計規范》gb50007—2002第5.2.3條的規定。
3、墩身混凝土強度應滿足墩基礎承載力的設計要求，驗算應符合國家標准《建築地基基礎設計規范》gb50007—2002第8.5.9條的規定。
4、在水平荷載作用下，墩基礎的受剪承載力計算應按《混凝土結構設計規范》gb50010—2010第7章第5節的有關規定計算。
5、墩基礎的混凝土強度等級小於其上部的柱的混凝土強度等級時，尚應按照gb50007—2002的有關規定驗算墩基礎頂面的局部受壓承載力。
6、當墩基礎受力層范圍內有軟弱下卧層時，應按《建築地基基礎設計規范》gb50007—2002第5.2.7條進行驗算。
7、墩基礎沉降驗算尚應按照gb50007—2002第5章第3節的有關規定計算
二、墩基礎的構造
1、墩基礎的直徑一般為φ800~φ2000，擴底直徑d與墩身直徑d之比宜小於3，擴底墩的底面宜挖成鍋底形，其矢高c可取（0.15~0.20）d，且不小於200mm。
2、擴底墩端側面的斜率應根據實際土體成孔及土體自立條件確定，a/h可取1/4~1/2，砂土可取1/4，粉土、黏性土可取1/3 ~1/2。
3、墩身混凝土強度等級不得低於c25，鋼筋保護層厚度不得小於50mm。
4、墩基礎的主筋應按計算確定，縱向鋼筋配筋率宜取0.5%~0.2%，且不小於12φ16mm，縱向鋼筋應沿墩身周邊均勻布置，箍筋φ8~φ10@200mm。
5、墩基礎成孔宜採用人工挖孔、機械鑽孔的方法進行施工，並應採取適當的安全措施。
6、對於一柱一墩的墩基礎，柱與墩的連接應按設計等級、荷載大小、連系梁布置情況等綜合確定。當墩與柱直接連接時，柱邊至墩邊之間的最小間距應不小於200mm，並應進行局部承壓驗算。
7、柱下獨立墩基礎，墩頂處應在縱橫兩個方向設置連系梁，連系梁的截面和配筋應由計算確定，梁高不小於柱間跨度的1/12，配筋不小於按柱上最大軸力的0.1（8度、9度）、0.05（6度、7度）為拉力計算的配筋，當柱間距較大設置連系梁有困難時，應將承台加高做大，原槽澆灌或採取其他有效措施。
8、墩基礎與上部柱採用插筋連接，其插筋的數量、直徑以及鋼筋的種類應與上部柱的縱向受力鋼筋相同，插筋錨於墩基礎內的長度應按受拉鋼筋考慮。
9、相鄰墩的墩底標高一致時，墩位按上部結構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，應綜合考慮相鄰墩的墩底高差與墩中心距之間的關系，進行持力層穩定性驗算，不滿足時可調整墩距或墩底標高。
10、墩底進入持力層的深度不宜小於300mm。當持力層為中風化、微風化、未風化岩石時，在保證墩基礎穩定性的條件下，墩底可直接置於岩石面上，岩石面不平整時，應整平或鑿成台階狀。
三、結語
在建築結構設計中，應根據工程地質實際情況，採用適合的基礎設計方法，這樣才能保證基礎結構設計合理，保證整個結構的安全。在特殊情況下，只有持力層相同且承載力特徵值不小於200kpa及控制住沉降差及墩底的高差時，允許墩基礎和挖孔樁基礎混用。按墩基礎設計比按挖孔樁基礎設計的承載力要小很多，按墩基礎設計是偏於安全的。