淺析工程建造過程混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的選用

王偉波

【摘要】隨著多層、高層以及超高層建筑物的不斷出現(xiàn)，建筑施工中對建筑基層結(jié)構(gòu)荷載能力的要求也越來越高，當(dāng)傳統(tǒng)的普通建筑基層結(jié)構(gòu)無法滿足建筑施工要求時，就必須在原基層的加固基礎(chǔ)上選用混凝土結(jié)構(gòu)墊墩，利用墊墩來增大建筑基層結(jié)構(gòu)的荷載能力，保障建筑工程的整體質(zhì)量。針對建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)墊墩在工程施工中的重要性，本文以某工程建設(shè)為實際案例，對工程建造過程中混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的選用以及施工方法進(jìn)行論述，得出結(jié)論供同行參考。

【關(guān)鍵詞】工程建造；混凝土結(jié)構(gòu)；墊墩；選用工藝

對于一個完整的建筑工程來說，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與整體性主要受建筑基層荷載力的影響。而伴隨著我國建筑工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高層、多層以及超高層建筑形式逐漸成為主流，工程建造施工時對工程整體性的要求也越來越高，以此類推，工程施工對建筑基層結(jié)構(gòu)的荷載力要求自然也隨之增高。而混凝土結(jié)構(gòu)墊墩作為一種增強(qiáng)建筑基層荷載力的主要手段，其自然也就受到了建筑施工的廣泛關(guān)注。下面以某工程建設(shè)為例，對工程建造過程中管關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的選用方法作詳細(xì)論述。

1、工程簡介

某建筑工程施工建造模式的規(guī)模相對較大，在實際施工中模塊的應(yīng)用頻率相當(dāng)高，這是因為模塊眾多的原因。該工程的建造區(qū)域可分為兩個部分，一是滑道區(qū)域，二是非滑道區(qū)域。實際施工過程中，工程的主要建設(shè)區(qū)域選在非滑道區(qū)，施工材料的運(yùn)輸供給采用SPMT型號的拖車幫助運(yùn)輸，同時對建筑基層混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的高度提出了限制要求。

由于目前國內(nèi)常用的混凝土結(jié)構(gòu)墊墩類型只有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種，所以在施工時還需要根據(jù)工程的實際情況合理選擇混凝土結(jié)構(gòu)墊墩類型。分析混凝土結(jié)構(gòu)墊墩與鋼結(jié)構(gòu)墊墩的受力性能，發(fā)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)墊墩中，鋼結(jié)構(gòu)墊墩的受力性能比混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的受力性能更加良好；而如果分析考慮兩種結(jié)構(gòu)墊墩的經(jīng)濟(jì)效益，則在承載力相同的條件下，混凝土結(jié)構(gòu)墊墩所具有的施工效益與經(jīng)濟(jì)效益更加良好。

2、混凝土結(jié)構(gòu)墊墩與鋼結(jié)構(gòu)墊墩性能的比較

2.1墊墩受力性能的比較

建筑施工中，如果采用鋼結(jié)構(gòu)墊墩來實施建設(shè)，所具有的優(yōu)勢表現(xiàn)在：鋼結(jié)構(gòu)墊墩的自重比較輕，實際施工應(yīng)用時對建筑地基承載力的要求相對較低；且墊墩本身就具有良好的承載能力，能夠擁有更多的受力性能。劣勢為：施工時不能將墊墩做得太高，以免引發(fā)墊墩豎向鋼板發(fā)生彎曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)墊墩及其相應(yīng)的建筑基層結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定性；另外，由于鋼結(jié)構(gòu)墊墩的構(gòu)成材料是鋼，構(gòu)成工藝為焊接連接，所以鋼結(jié)構(gòu)墊墩本身的施工難度相對比較大，焊接中一旦發(fā)生失誤，便極容易產(chǎn)生彎曲變形。

而對于混凝土結(jié)構(gòu)墊墩來說，其實際應(yīng)用于建筑施工時所具有的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：墊墩高度的限制要求并不嚴(yán)格，且在一定范圍內(nèi)，墊墩的高度越高，墊墩的強(qiáng)度以及可承受的沖擊、剪切能力便越大；另外，在施工難易度上，混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的施工難度比鋼結(jié)構(gòu)墊墩的施工難度要小，施工工藝相對比較簡單?；炷两Y(jié)構(gòu)墊墩唯一的劣勢在于：墊墩預(yù)制完成之后，需要對墊墩成品進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時間必須控制在28天，以保障混凝土結(jié)構(gòu)墊墩的基本承載能力。

2.2耐久性能的比較

首先討論鋼結(jié)構(gòu)墊墩，在耐久性能方面，鋼結(jié)構(gòu)墊墩具有很好的抗疲勞性能，在使用過程中能夠承受各種外力的沖擊與剪切作用，所以鋼結(jié)構(gòu)墊墩的使用壽命一般都比較長。但需要注意的是，鋼結(jié)構(gòu)墊墩在實際使用時要嚴(yán)格做好墊墩的防腐工作，防止其在使用過程中發(fā)生腐蝕效應(yīng)，降低墊墩及建筑基層結(jié)構(gòu)的承載能力。

接下來討論混凝土結(jié)構(gòu)墊墩?；炷两Y(jié)構(gòu)墊墩應(yīng)用于建筑施工時需要提前預(yù)制，這是因為混凝土結(jié)構(gòu)墊墩施工完成后需要養(yǎng)護(hù)28天，其墊墩的承載能力才能達(dá)到基本的施工要求。從這一點來看，混凝土結(jié)構(gòu)墊墩如果在施工中做好了施工質(zhì)量管理，保證了混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，那么其所具有的耐久耐用性能是相對較高，但如果沒有做好施工質(zhì)量控制，墊墩的耐久性就會變差。

3、墊墩的具體選取措施

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，墊墩的布置不會對其他工作流程造成影響，例如：對于采用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。

3.2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，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際工作中的困難由以上的計算過程可知，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，鋼板可以當(dāng)成是剛性結(jié)構(gòu)；當(dāng)柱的尺寸太小時，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減小，柱對混凝土的沖切力將會變大。

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。對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)計成底面為正方形的墊墩，并能求出混凝土墊墩抗沖切時的最大承載能力：當(dāng)支反力低于此承載能力時，認(rèn)為可以采用混凝土墊墩，然后驗算混凝土局部受壓，并配置鋼筋。

5、結(jié)束語

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。

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