公路桥梁工程中桩基沉降问题的解决措施

发表时间:2020/5/18   来源:《基层建设》2019年第35期   作者:贺承
[导读] 摘要:桩基以其自身具备的诸多特点,在公路桥梁工程中得到广泛应用。
        浙江华新交通工程有限公司  浙江杭州  311400
        摘要:桩基以其自身具备的诸多特点,在公路桥梁工程中得到广泛应用。但是受到一些因素的影响,使得公路桥梁桩基出现沉降现象。由于桩基是整个桥梁结构的支撑体,一旦桩基沉降将会对桥梁上部结构造成破坏,从而降低桥梁的安全性和耐久性。
        关键词:公路桥梁;桩基沉降;解决措施
        引言
        公路桥梁桩基设计是工程建设的重要基础,施工中的桩基沉降问题会降低公路桥梁的使用安全,引发质量问题。只有设计好桥梁桩基才能使路桥更加稳固、耐用。本文从公路桥梁桩基在工程中的沉降问题入手,分析桩基沉降问题的主要影响因素,并提出公路桥梁施工中桩基沉降问题的解决措施。当桩基沉降问题得到有效控制后,将会大幅度提升桥梁的结构安全性和稳定性,有助于确保行车安全。
        1.公路桥梁桩基沉降主要影响因素
        1.地质因素
        公路桥梁的桩基有很大一部分需要埋设在土体当中,其中软土层是导致建筑桩基沉降问题的主要因素,如果施工现场存在软土层,易引发建筑桩基沉降问题;
        1.2公路桥梁桩基形式
        公路桥梁工程设计中,桩基的形式与沉降方式具有一定的联系,如钻孔桩与打孔桩在沉降方面存在非常明显的区别。当桥梁桩基所受的外部荷载相对较小时,桩基的沉降主要为桩间土压缩变形。而当桩基受到较大的荷载作用时,钻孔桩的沉降表现为地基土体压缩变形,打孔桩的沉降表现为桩间土体压缩变形。由此可见,不同的桩基形式沉降情况有所区别。
        1.3桩基施工不规范
        在建筑工程施工中,施工前的勘测、设计,施工中的设备、材料等因素,均会导致沉降问题。特别是在高层建筑工程中,施工项目表现出工程量大、工期紧张等特点,部分施工单位为提高效率,在施工中随意简化施工步骤,并未按照规范流程开展桩基施工,导致建筑桩基的承载力与稳定性不满足设计要求,引发沉降问题。
        1.4公路桥梁搭板设计
        公路桥梁工程建设中常常会遇到沉降路段,在此类路段进行搭板设计时,结构的整体稳定性略显不足。为解决这一问题,可采用钢混过渡板或是加筋土,由此能够大幅度减少桥梁结构的刚度变化,从而进一步缩减沉降差异。但桥头搭板容易出现裂缝,造成桥头跳车。同时,当重载车辆行至搭板末端时,桩基的承载力会随之增加,沉降问题也会随之发生。
        1.5桩基沉降监测不到位
        施工单位在施工期间的沉降实时监测,可及时发现建筑桩基施工的不足,将沉降问题控制在萌芽阶段,规避其危害,但部分施工单位将管理重点放在质量与进度中,缺乏建筑桩基施工沉降监测意识,影响沉降管控效果,而在部分开展沉降监测的施工单位中,易选择错误的监测点与监测方式,为施工管理提供错误的参考数据,不能规避沉降问题;
        2.公路桥梁工程中桩基沉降问题的解决措施
        2.1强化地质勘察
        公路桥梁工程所在地的地质情况对桩基沉降具有一定程度的影响。通过地质勘察能够进一步了解并掌握地质情况,从而为工程设计、施工提供依据。在地质勘察过程中,要查明场地与地基土体的稳定性、地层的成因、厚度以及坡度变化等情况,并在勘察报告中详细阐明不良地质的分布范围;提供可以采用的桩基础设计方案,明确基础类型;对桩基持力层进行比选,初步确定桩型、桩基以及承载力参数,并估算单桩的极限承载力,预估沉降量和差异沉降等设计参数。

地质勘察工作完毕后,需要审核勘察结果,确认无误后开展桥梁设计工作,以防止发生桩基沉降问题。
        2.2优化桥梁桩基布局
        桩基的布局是否合理对沉降具有重要影响。为此,设计人员应准确计算单桩的受力范围,再按照桥梁的总体长度,确定桩基数量,根据计算结果均匀布设桩基,由此可使沉降问题得到有效解决。需要注意的是,由于受到工程地质条件的限制,在某些情况下,桩基很难均匀分布,此时,可采取附加结构进行补强,在补强前,可通过计算获取强度差值,据此完成结构设计。
        2.3规范公路桥梁桩基施工
        公路桥梁桩基施工中的设备、材料、技术工艺是导致沉降问题的关键要素,施工单位需规范公路桥梁桩基施工,注重施工细节管控。如施工人员的设备使用、钻孔孔径等施工参数的控制等,避免公路桥梁桩基在施工期间出现大面积沉降或不均匀沉降。施工单位可参考以下三种措施,规避不均匀沉降。一是调节公路桥梁桩基刚度,导致不均匀沉降的原因在于施工地基出现下凹碟形分布。在公路桥梁施工中,施工单位为避免出现较大沉降值,在施工前合理规划路面桩基参数,尽可能的避免桩基沉降差异,保障公路桥梁工程的质量。二是施工工序管控。施工单位重点控制桩侧和柱底压浆这两项施工工序,在以往的公路桥梁施工中,施工单位大都选择高压注浆施工技术,将水泥浆注入土层内部,利用其流动性特征,提升土层的密实度和强度从而强化土层的承载能力,避免桩基沉降问题。
        2.4为解决桩基沉降问题,可在单桩设计中采取剪切变形的方法,该方法假定桩间土体不会出现位移,且桩侧土体的上下层无明显作用,不考虑桩端阻力的影响。当单桩沉降时,如果沉降达到某个点位后,土体会随之沉降,并发生剪切,此时的剪切应力会沿着径向向外传递,剪切应力传递到的位置处剪切值会变小,设计计算时可将该位置忽略。在公路桥梁工程中,单桩的沉降问题比较容易解决,而群桩沉降的解决却相对比较困难,必须保证所选的方法合理可行。(1)在公路桥梁群桩沉降设计计算时,比较常用的方法为实体深基础法。群桩基础极限承载力的计算较为复杂,由于桩基之间会产生相互影响,所以群桩基础的承载力并不等于相同桩基数量的单桩承载力的总和。而通过实体深基础法,可在扩展计算的情况下,获得群桩的承载力,据此可推算出实际的沉降值。桥梁桩基一旦发生不均匀沉降,应首先进行纠偏处理,可以采用顶升纠偏或者迫降纠偏,消除不均匀沉降带来的影响。顶升纠偏,是将桥梁上部结构抬升,使上、下部结构分离,进而对下部结构实施加固、将支座加高,既可以消除不均匀沉降带来的倾斜还可以解决因沉降所致的净空不足的问题;而迫降纠倾则是采用机械或人工,在沉降小的一侧改变土体性质,使其在短期内发生沉降并稳定,以达到纠倾的目的。而当地基承载力不足,沉降过大时,则需要增补桩基以提高承载力。在旧桩周边施工钻孔灌注桩或者打入预制桩,并将既有承台扩充,将新桩与旧桩连接成一个整体,使二者协同受力,以达到提高承载力的目的。
        2.5做好桩基沉降监测
        在公路桥梁桩基沉降监测中,施工单位需根据勘察的资料,明确施工现场的土层分布状况,合理布设基准监测点与房屋监测点,保障沉降监测的全面性。
        结束语
        公路桥梁工程中桩基建设属于隐蔽工程范围,施工单位应当采取针对性规避措施,做好公路桥梁桩基施工前的准备工作,在施工过程中实时监测桩基沉降数据,并规范桥梁桩基施工,提高桥梁桩基施工质量,避免桩基沉降问题的出现,为后续施工奠定基础。由于公路桥梁建设区域的差异,桩基结构及施工情况不同,导致公路桥梁设计、施工过程中需要注意进行区分,确保设计、施工工作,能够有效控制整体系统的桩基沉降,结合工程建设实际环境、桩基结构、工艺流程等因素做好设计管理及现场控制,确保公路桥施工的整体质量,促进我国公路桥梁建设工程整体发展。
        参考文献
        [1]汪承亮.浅析施工过程中的桩基沉降控制问题[J].智能城市,2018(11):98-99.
        [2]浦恩虎.公路桥梁桩基沉降问题探析[J].交通世界,2017(35):118-119.
        [3]姜宏伟.建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法[J].黑龙江科学,2014,5(9):28.
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