李文

【摘要】隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，高層建筑與多層建筑結(jié)構(gòu)越來越多，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)整體性要求也逐步提高。在目前的建筑工程項(xiàng)目中，整體性的高低好壞不僅關(guān)系著建筑物的整體質(zhì)量，更是直接關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此在工程施工中做好建筑物整體性要求顯得十分重要，混凝土墊墩作為提高建筑物荷載力的常用方法，在施工中越來越受到人們的重視與關(guān)注。本文以實(shí)際工程為例，探討了其施工中混凝土墊墩的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；墊墩；承載力

新世紀(jì)，我國城市化發(fā)展進(jìn)程中的人地矛盾必然會(huì)促使越來越多的高層與多層建筑物的出現(xiàn)，與此同時(shí)，在建筑結(jié)構(gòu)中對(duì)于基層荷載力也提出了新的要求。在目前的建筑工程項(xiàng)目中，伴隨著節(jié)能建筑要求的不斷提出，這就造成了在施工中對(duì)于各種墊墩要求的高度提出了限制性要求。目前施工中，最常見的墊墩多為鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，本文主要以某工程為例對(duì)鋼結(jié)構(gòu)墊墩與混凝土結(jié)構(gòu)墊墩進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而分析其施工優(yōu)勢。

1.工程概況

某工程項(xiàng)目在施工的過程中是一種大規(guī)模的建設(shè)模式。由于在施工的過程中模塊眾多，且建造區(qū)域則分為滑道區(qū)與非滑道區(qū)。而在施工中，由于建設(shè)區(qū)域選在非滑道區(qū)，且選用的SPMT拖車作為主要的運(yùn)輸工具，這就對(duì)于墊墩高度提出了嚴(yán)格的限制要求。而目前常用的墊墩主要有鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)。在模塊的施工選用中，滑道區(qū)域建造和非滑道區(qū)域建設(shè)形勢各不相同。在滑道區(qū)域建設(shè)模塊的支腿是直接放置在滑道塊上的過程，而非滑道區(qū)域的建造是只能夠使用墊塊作為承力結(jié)構(gòu)。在墊墩選用的過程中，鋼結(jié)構(gòu)墊墩較之混凝土結(jié)構(gòu)墊墩擁有著更多的受力性能；而在相同承載力條件基礎(chǔ)上，混凝土墊墩的使用可以有效的降低施工成本，提高工程施工經(jīng)濟(jì)效益。

2.混凝土結(jié)構(gòu)墊墩與鋼結(jié)構(gòu)墊墩性能比較

2.1受力性能比較

在施工中，鋼結(jié)構(gòu)墊墩由于重量相對(duì)而言較輕，對(duì)于地基承載力要求小，影響低，且自身的承載能力強(qiáng)；但是在施工的過程中由于鋼結(jié)構(gòu)墊墩不能夠做的太高，一旦出現(xiàn)墊墩過高的情況，很容易引起墊墩豎向鋼板出現(xiàn)彎曲變形，甚至是喪失相應(yīng)的穩(wěn)定性。由于鋼制墊墩中鋼板都是采用焊接連接，焊縫太長，容易產(chǎn)生彎曲變形，從而產(chǎn)生附加彎矩，使墊墩的受力性能大大降低，因此其施工難度較大。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)墊墩而言，在一定的范圍內(nèi)，墊墩的高度越大，其受沖切的能力越大，墊墩的強(qiáng)度也就越大：混凝土墊墩的施工工藝比較簡單，但是混凝土墊墩預(yù)制完成后，在標(biāo)準(zhǔn)條件下需要養(yǎng)護(hù)28天，才能完全達(dá)到其承載能力，因此需要提前預(yù)制。

2.2耐久性能比較

鋼結(jié)構(gòu)墊墩具有良好的抗疲勞性能，因此其使用壽命較長；但是，在沒有防腐措施的情況下，容易產(chǎn)生腐蝕，從而承載能力降低。混凝土結(jié)構(gòu)墊墩在預(yù)制過程中，會(huì)在墊墩上部配置構(gòu)造鋼筋，并預(yù)埋50mm厚的鋼板；墊墩上部橫向主要承受壓力，剛開始?jí)毫⒅饕苫炷脸袚?dān)，在壓力長期作用下，由于混凝土的徐變，混凝土的壓應(yīng)力逐漸變小，鋼筋和鋼板所承受的壓力會(huì)逐漸變大，一開始變化較快，經(jīng)過一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定。當(dāng)荷載突然卸載時(shí)，構(gòu)件回彈，由于混凝土徐變變形的大部分不可回復(fù)，故當(dāng)荷載為零時(shí)，會(huì)使鋼筋受壓而混凝土受拉，由于混凝土的受拉強(qiáng)度很小，因此，在這種情況下，混凝土容易產(chǎn)生裂縫，從而使混凝土的承載能力降低。

2.3經(jīng)濟(jì)性能比較

鋼材的價(jià)格大約在5000元／T左右，而商品混凝土的價(jià)格大約為300元／m?；炷恋拿芏葹?．4-2．5t／m，水泥的價(jià)格大致在400元／T左右，沙石的價(jià)格更低；由此可知，使用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩將大大降低成本。

3.墊墩的具體選取

3.1墊墩布置的基本原則

3.1.1滿足場地地基承載力的要求

地基承載力主要是指地基的極限承載力，即：在土體不受破壞的情況下，地基所能承受的最大荷載。

3.1.2滿足墊墩自身承載力的要求

滿足墊墩自身承載力的要求是指：墊墩在使用過程中不會(huì)發(fā)生局部破壞和整體失穩(wěn)的情況。

3.1.3便于施工

便于施工是指墊墩要便于制作和便于運(yùn)輸；并且，墊墩的布置不會(huì)對(duì)其他工作流程造成影響，例如：對(duì)于采用SPMT小車裝船的結(jié)構(gòu)而言，墊墩的布置要保證小車能順利通過，保證結(jié)構(gòu)物下方有足夠的操作空間等。

3.1.4經(jīng)濟(jì)性能好

墊墩要盡可能相對(duì)于所支撐的結(jié)構(gòu)均勻布置，避免出現(xiàn)墊墩所承受的結(jié)構(gòu)重量相差太大。墊墩的制作要考慮經(jīng)濟(jì)耐用，縮短制作周期；并要根據(jù)場地現(xiàn)有的墊墩情況，優(yōu)先考慮使用現(xiàn)有墊墩，避免重新預(yù)制墊墩所帶來的材料浪費(fèi)和對(duì)工期的影響。

3.2確定預(yù)制場地和地基承載力

對(duì)于一個(gè)新項(xiàng)目，要根據(jù)場地上各個(gè)項(xiàng)目的建造位置和建造工期，確定此項(xiàng)目的預(yù)制區(qū)域，從而確定地基承載力。對(duì)于某場地而言，滑道和碼頭地基承載力的選取可以設(shè)計(jì)報(bào)告為準(zhǔn)。

3.3確定墊墩形式

根據(jù)地基情況和上部承載力情況，選取墊墩的具體形式；為了節(jié)約成本，優(yōu)先考慮使用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩；若上部結(jié)構(gòu)支反力過大，地基承載力較為薄弱，混凝土墊墩將不適用。

4.混凝土墊墩的使用范圍

4.1使用范圍概述

混凝土墊墩的使用有一定的局限性，當(dāng)支反力過大時(shí)，混凝土墊墩的強(qiáng)度將不能滿足要求；由于影響混凝土墊墩強(qiáng)度的因素有很多，因此確定混凝土墊墩的最大承載力是實(shí)際工作中的困難。由以上的計(jì)算過程可知，影響混凝土墊墩強(qiáng)度的決定性因素，是其自身的抗沖切能力。而影響混凝土墊墩抗沖切承載力的因素主要有：

4.1.1混凝土墊墩上方柱的規(guī)格和鋼板的尺寸

由于混凝土墊墩上方預(yù)埋鋼板，當(dāng)柱的尺寸和鋼板的尺寸相差不多時(shí)，鋼板可以當(dāng)成是剛性結(jié)構(gòu)；當(dāng)柱的尺寸太小時(shí)，鋼板就不能假設(shè)成剛性結(jié)構(gòu)，混凝土上方受壓面積將會(huì)減小，柱對(duì)混凝土的沖切力將會(huì)變大。

4.1.2混凝土墊墩的有效高度

在一定的范圍內(nèi)，混凝土墊墩的有效高度越大，墊墩的抗沖切承載力也就越大。

4.2混凝土結(jié)構(gòu)墊墩最大承載力公式推導(dǎo)

綜上所述，影響混凝土強(qiáng)度的決定性因素是其自身的抗沖切承載力；根據(jù)公式，對(duì)于立柱底面長邊尺寸和短邊尺寸相差不多的結(jié)構(gòu)，可以設(shè)計(jì)成底面為正方形的墊墩，并能求出混凝土墊墩抗沖切時(shí)的最大承載能力；當(dāng)支反力低于此承載能力時(shí)，認(rèn)為可以采用混凝土墊墩，然后驗(yàn)算混凝土局部受壓，并配置鋼筋。

5.結(jié)語

鑒于混凝土墊墩的經(jīng)濟(jì)性，在墊墩選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮使用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩。通過5．2節(jié)最后推導(dǎo)出的公式可見，決定混凝土結(jié)構(gòu)墊墩最大承載力的因素是混凝土強(qiáng)度等級(jí)、地基承載力和墊墩的有效高度。實(shí)際工程項(xiàng)目中，可利用己知的支反力和地基承載力算出墊墩最小底面尺寸，根據(jù)施工要求得出墊墩高度；混凝土強(qiáng)度等級(jí)一定的條件下，根據(jù)公式可以快速得出采用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的最大承載力，若承載力大于其要承擔(dān)的支反力，則可以選用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩；反之，采用鋼結(jié)構(gòu)墩。[科]