竇宇

摘 要：公路橋梁樁基設計的過程中需要對多種外界影響因素進行分析計算，包括受力分析、負摩阻力等，工序復雜計算量多。公路橋梁設計中對樁基的沉降分析得出最合適的樁基設計方案，可以有效提升公路橋梁工程的質量安全及公路橋梁的使用年限。本文就以公路橋梁為課題，圍繞相關樁基沉降問題展開討論，期望能夠為實際工程提供幫助。

關鍵詞：公路橋梁工程;樁基沉降;對策研究

1 公路橋梁樁基的類型

通常情況下，樁基可以被分為端承樁和摩擦樁兩種類型，兩者之間的區(qū)別在于樁基中荷載力的傳遞方式不一樣。端承樁施工方式是穿透過土層之后使用的樁基礎技術，在樁基的底部部分將力分散到土層，利用土層和巖石層之間的支撐力滿足對樁基承載力的需要，但是樁基礎自身受到來自土體的支撐力和摩擦力可以直接忽略不計，不用考慮，這種受力形式的樁基被稱為端承樁。而摩擦樁則是指在土層質地較弱且較厚的部分，使得樁基礎的下面部分、低端部分位置與周圍巖石或土層接觸，通過樁基礎與土層之間產(chǎn)生的摩擦力來實現(xiàn)承載樁基礎頂端位置受到的壓力，在摩擦樁的應用過程中摩擦樁和土層之間的反作用力是可以忽略不計的。在實際的公路橋梁工程中，大多數(shù)的樁基礎都是通過利用反作用力和摩擦力的存在而滿足頂部的支撐作用的。

2 樁基沉降的原因

軟土類型的土壤受到液限增加的原因其壓縮性也會隨之升高，軟土的基礎會由于外界壓力過高而產(chǎn)生較大的超靜空隙水壓力。這兩個原因都會使軟土發(fā)生變形，且變形持續(xù)時間較長，出現(xiàn)流變特征。因此，樁基沉降問題容易在公路橋梁工程的修建過程中發(fā)生，從施工到橋梁投入使用的整個階段都會出現(xiàn)樁基沉降的現(xiàn)象，整體上呈現(xiàn)出有序的連續(xù)性。為了避免橋梁樁基出現(xiàn)沉降問題，需要在施工的每個環(huán)節(jié)預設應對措施。經(jīng)過對多個樁基沉淀事故的現(xiàn)場調研分析，造成樁基沉降現(xiàn)象發(fā)生的主要原因有以下三種。

2.1 施工地區(qū)的土體地質勘探

樁基的地下部分與土體之間相互影響，土體的硬度直接影響著樁基施工方案。硬度小的土體內(nèi)部空間壓縮變形程度較大，樁基在施工時發(fā)成沉降的可能性就越大;反之，樁基則不會很容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

按照公路橋梁工作的流程規(guī)范，相關工作人員在進行工程的正式設計之前需要對設計現(xiàn)場的實際地理環(huán)境做出勘探調查，以便于掌握橋梁工程地基處的物理力學狀況，更好地開展樁基的設計工作。但是在實際的橋梁工程設計工作中一些設計人員經(jīng)常不會對地質環(huán)境進行詳細地勘察，大多數(shù)情況仍是根據(jù)自身的經(jīng)驗和主觀意識作出判斷，很容易造成原本的實際方案與實際地理狀況脫節(jié)，導致樁基沉降問題的發(fā)生。而且大多數(shù)勘察工作人員在地質勘探過程中參與勘察的工程項目多是有勘察不完整的現(xiàn)象存在，導致勘察的結果普遍有缺失狀況，相關設計人員在正式設計中對于缺失的狀況只能根據(jù)自身經(jīng)驗完判斷完成設計。

2.2 設計方案不合理

橋梁樁基沉降現(xiàn)象是道橋工程中普遍存在的問題，一些設計人員在進行橋梁設計時在易沉降路段使用搭板技術，但因為軟土層的原因，搭板技術很難滿足橋梁結構穩(wěn)定性的需求，如果承載較大載荷時容易破壞橋梁樁基的表面完整度，造成沉降發(fā)生率的加大。為了應對橋梁墩柱部分應力過于集中的問題，一些設計人員會利用承臺設計方法，但由于目前的橋梁設計標準中沒有承臺設計的相關方案要求，設計人員通常僅根據(jù)自己的主觀意識和工作經(jīng)驗進行設計，最終的設計方案在實際的施工過程中可能會出現(xiàn)問題。

2.3 選用的樁基類型

通過對多個工程樁基沉降現(xiàn)象的考察，發(fā)現(xiàn)工程中樁基沉降的具體形式與使用的樁基類型有著密切聯(lián)系，不同的樁基形式對應著不同的樁基沉降程度。例如在負荷同樣大小的荷載時，打孔樁的基礎沉降具體表現(xiàn)為樁基之間土體發(fā)生壓縮變形，鉆孔樁的基礎沉降具體表現(xiàn)為地基之間土體發(fā)生壓縮變形。

對于不同的地質狀況，設計人員應當根據(jù)工程實際情況選用對應的樁基類型。在山地區(qū)域，底層部分普遍有起伏現(xiàn)象存在，設計人員在進行方案設計時需要考慮墩臺縱橫向的地基土類型，同種狀況的墩臺適宜使用相同類型的樁基。但有一些設計人員比較注重工程的實際成本，在樁基的選型工作中會專門選用一些與工程標準十分接近的樁基，雖然使用的樁基能夠在某些特定方向提供一定的支持承載作用，但其仍然有著一些缺陷存在，當受到外界因素影響時，這些樁基容易出現(xiàn)方向傾斜、位置偏移的情況出現(xiàn)，進而形成公路橋梁樁基沉降的問題。

3 防止工程中樁基發(fā)生沉降的有效措施

在解決公路橋梁工程樁基沉降問題上，相關部門和技術人員不僅要改進完善公路橋梁工程的施工方法，而且還要不斷改進公路橋梁的設計方案，從多個方面應對公路橋梁工程樁基的沉降問題。

3.1 仔細勘察工程地質環(huán)境

工程地區(qū)的地質環(huán)境狀況時公路橋梁設計過程中首先要考慮的情況，樁基的沉降程度與當?shù)氐刭|狀況密切相關。因此在工程設計開始初期，要保證在第一時間勘察施工地區(qū)的地質環(huán)境狀況，收集相關的數(shù)據(jù)信息，為接下來的方案設計和施工階段提供有效的依據(jù)。在對周圍地質環(huán)境勘察過程中，要將周圍地質的地質形態(tài)成因、地基土體軟硬程度以及地質地層的厚度等內(nèi)容仔細監(jiān)測，通過對工程現(xiàn)場的實際環(huán)境調查形成報告，詳實地介紹地質特點，特別是樁基情況和各地層的分布狀況，大致確定樁基的初步長度和類型。規(guī)范、科學地完成勘察工作，確保收集數(shù)據(jù)的精確程度，方便設計人員在對公路橋梁工程時作為有效參考。

3.2 滿足公路橋梁樁基的基本功能

樁基設計的基本功能就是要加強橋梁結構的上部分穩(wěn)定性能。對樁基的設計包括多種內(nèi)容，包括選用橋梁的樁型、橋梁結構設計的方案;計算并確定樁基的樁長、樁距、樁徑;計算并確定樁基的基本應力大小和承載能力;設計樁帽、樁基的結構類型等。在對樁基的設計中要充分將環(huán)境因素影響樁基的情況和實際施工過程中可以出現(xiàn)的各種問題考慮在內(nèi)，提前做好應對措施。

樁基設計完成后應當能夠滿足工程對其基本性能的需求。樁基在實際工程應用中需要具備較好的對荷載傳遞的能力，能夠使地基部分承擔來自橋梁縱向和橫向的雙重負載，以便更好的分擔橋梁上邊部分的壓力。其次，良好的抗彎能力也是樁基需要具備的，只有具備良好抗彎性能和剛度的樁基才能抵抗住上下部分傳遞的多重荷載壓力，把環(huán)境因素的影響降到最小限度。

3.3 合理選用樁基的類型和布局

樁基的設計過程中，樁基的長度、類型是首先需要考慮的因素，根據(jù)工程現(xiàn)場的環(huán)境影響，科學合理地設計工程施工工期和施工工藝，并相應的選用合適的樁基類型。

樁基在設置布局結構是，如果工程施工選用的是單樁，則需要利用單樁沉降分析的計算方法進行樁基的設計方案;如果工程施工中采用的是群樁方案，在考慮樁基沉降問題的同時還需要處理各種的影響因素?？茖W合理地進行樁基布局設計可以在很大程度上減少樁基沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)。但由于一些地質環(huán)境的因素，樁基很難能夠按照規(guī)劃好的布局進行施工，此時就需要人們根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，通過附加其他結構來避免樁基的沉降。

4 結束語

樁基結構和施工狀況可能因為公路橋梁建設地區(qū)的不同而產(chǎn)生差異，這就需要公路橋梁的設計和施工工作能夠有效區(qū)分實際情況，通過設計和施工的合理規(guī)劃有效緩解系統(tǒng)整體沉降問題的出現(xiàn)。

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