前兩天，朋友告訴我股市大跌心情極差，讓我幫忙看個圖紙，找找有什麼問題。
說是「結構工程師忙於炒股，沒有時間審查圖紙？」這是什麼騷操作？？？搬磚乙方的我奴性大發，打開了項目基礎部分的圖紙。採用的一柱一樁的問題來進行深入討論一下，遂記錄之。
一，工程概況
項目位於南方某市，擬建2棟6層框架結構房屋，一棟為設備大樓一棟為綜合樓，局部有地下室，高度均為25.6米，面積接近30000平方米。抗震設防烈度7度，設備大樓抗震設防等級一級，綜合樓抗震設防等級二級。設計單位根據巖土勘察報告選用衝孔灌注樁，樁直徑0.8~2.2米共7種，樁長約27-35米，樁端支承巖為微風化巖，提供的單樁的承載力特徵值如下：
設計共93條樁，選用的柱下單樁89條，和柱下雙樁共4條樁，以一柱一樁為主，佔比96%,是該項目基礎的主要形式。值得深入研究。基礎部分平面如下：
二，一柱一樁存在的問題
1、 首先是承臺尺寸問題。本項目設計的承臺大樣如下：
跟《建築樁基技術規範》JGJ 94-2008的4.2.3示意圖一致，是一樁一柱的常規做法。
再看某柱子平面，是這個樣子：
我第一個感覺，樁直徑好大啊，1200X1200的柱子都在樁範圍裡面了，於是以本人力所能及的水平畫出剖面圖：
讓人想到這個承臺是不是有點多餘。馬上翻出小寶典JGJ94-2008找依據，其中4.2.4條第3款，「對於大直徑樁，當採用一柱一樁時可設置承臺或將樁與柱直接連接。」
4.2.5條第1款，「對於一柱一樁基礎，柱與樁直徑連接時，柱縱向主筋錨入樁身內長度不應小於35倍縱向主筋直徑。」於是初步判斷是可行的。
具體考慮到施工時柱子的鋼筋能夠順利的錨入樁內，以2200直徑樁為例，柱子最大外接圓直徑就為2200-(70+10+22+20)*2=1956mm。以上計算減去的分別是樁保護層、箍筋、樁縱筋和加勁勁，可則表示樁內可以錨入鋼筋的矩形淨空間為1956x0.7071=1383mm，柱子的尺寸則可以增加(12+20)x2即柱子箍筋和保護層的尺寸，那麼2200的樁勁理論上可以直接與1400以下的柱子直接連接。綜上，一柱一樁直接連接的最大柱子尺寸計算公式可以歸納為：
Bmax=0.7071X[D-(as+ds+d+dr)x2]+2(a』+dc) (式1-1)
其中：Bmax: 一柱一樁直接連接的最大柱子尺寸
D：樁直徑
as:樁的保護層厚度
ds:樁的箍筋直徑
d:樁的縱筋直徑
dr:樁的加勁筋直徑
a』:柱的保護層厚度
dc:柱的箍筋直徑
公式（1-1）可以用來校驗一樁一柱的尺寸可行性。改進後的連接效果：1是降低成本，可減少承臺的工程量；2是可以減少工期，灌注樁施工後需要單獨施工承臺，養護後再繼續施工上部柱子，可帶來一定工期優化效果。設計答覆2200的大直徑樁可以考慮優化，這裡先埋個疑問，後面可能要翻車，呵呵。
2、 然後是混凝土的等級問題：以本項目為例，低層柱子的混凝土強度等級C55，樁承臺C35，降了4個級。於是讓甲方爸爸去問問設計院是否有驗算：
得到設計的回覆是砼等級與承臺承壓沒有直接的關聯，是軸心抗壓。看來是設計單位沒重視問題的所在。於是我又問了另外一個大院的結構老司機：
看來樁柱砼強度不同，不進行驗算有一定普遍性。於是我又翻出了小寶典《混凝土設計規範》GB50010-2015，其中6.6節有這樣的內容：
繼續上圖：
以該項目為例C55的底層柱子，C35的承臺，面積相當，但是等級降了4個等級，按照6.6.1-1是有可能算不過的。奴性大法又打開計算書，查看了低層柱子的最大標準值Nk,max=31347KN,簡化計算取Fl=1.35Nk,max=42318kN:
Fl>1.35x1.0x（0.70710.5x2200/1200）x16.7x(1200)2/1000=50048KN,（Bl按內接矩形面積計算）表明截面滿足限制條件，該柱能採用直接插入樁的連接形式，還好沒有翻車。再驗算一下原來設計單位的承臺尺寸是否滿足截面限制，經計算：
1.35x1.0x(2.6/1.2)x16.7x12002/1000=70340KN>42318KN,承臺面積滿足計算要求。但表明局部承載力富裕較多，不太經濟，這與前面的判斷是一致的。
然後再看看公式6.6.3的前半部分：
即0.9βcβlfcAn,該部分表示不配置間接鋼筋所能承受的局部承載力，代入上述數據計算得：
0.9x（0.70710.5x2200/1200）x16.7x(1200)2/1000=33365KN<Fl=42318KN，表明不配置間接鋼筋可滿足局部承載力要求，砼提供的局部承載力佔比78.8%。需要配置間接鋼筋，這是容易忽視的隱患點，改成直接連接後需要配置間接鋼筋。
三，進一步分析
1、敏感性分析：
GB50010-2015第6.6.1節內容看，影響樁柱連接的關鍵影響因素為砼強度變化和專注面積變化，為此進行砼強度和承臺面積對局部承載力的敏感性分析。還以上述工程的1200mm方柱和2200mm直徑樁為例子進行計算列表如下：
可見fc影響更敏感。如果承臺面積和柱子面積相當，混凝土等級降低一級，局部承載力能滿足計算要求；降低2級，如本例C45時，局部承載力將不滿足規範要求。
2、是否配置間接鋼筋校驗。依據GB50010-2015第6.6.3節內容進行一步列表分析：
計算表明，當承臺邊長擴大到柱子2倍，則不需要增加間接鋼筋即可滿足局部承載要求。本項目具體承臺尺寸2.6為柱子2.16倍，滿足要求。從砼強度影響因素看，不增加承臺面積條件，不增加間接鋼筋都不滿足，等強度下砼提供承載力約80%，另外20%承載力需要間接鋼筋作出貢獻。
3、 利用本文1-1公式，以本項目為例子，1200mm方柱直接連接的最小樁直徑為：1867，取1900mm,此時Bl=1.33,對降低砼強度後是否需要配置間接鋼筋提供的局部承載力進行試算：
計算表明，本工程1900mm直接樁直接接1200mm方柱，降低承臺混凝土強度後需要採用間接鋼筋進行局部加強。
四，一些建議
綜上，對於一柱一樁的設計，有以下建議：
1.對於一柱一樁，建議在滿足尺寸要求情況取消承臺，可取得一定的經濟和工期效益。
2. 降低砼強度，如多於兩級時，應進行局部承載力的驗算，按計算配置必要的間接鋼筋。
對於普通承臺，局部承壓的問題其實也是雷同的，建議降低承臺砼標號時，也補充局部承載力驗算，以策安全。