许业英
安徽四建控股集团有限公司 安徽 合肥 230000
摘要:改革开放以来,居民的生活发生了巨大的变化,因此很多方面都受到了影响,就道路而言,原来的道路已不能满足现在居民的生活,因此对交通系统方面提出了更高的要求,道路问题不仅关系到居民的日常生活,更是衡量一个城市的标准,而在市政道路的建设过程中市政道桥不仅是其中重要的组成部分,更是其中的难点,尤其相对于道路施工来说,难点更多。
关键词:市政道桥;桩基工程;设计要点
1 引言
桩基是桥梁建筑当中关键性的组成部分,桩基结构的设计质量对于市政道桥项目整体建造质量有较大影响。由于市政道桥桩基结构在施工方面有较大的隐蔽性,同时鉴于近年来城市轨道交通运营里程不断增加,市政道桥在桩基结构施工过程中与轨道交通结构产生影响可能性加大等因素,故在实际进行桩基结构设计建造的时候桩基结构建造时需要建造人员从多方面入手强化市政道桥项目的设计质量与施工安全。
2 市政道桥桩基工程的作用
桩基是市政道桥施工的核心,因为桩基是基础,若基础出现问题,工程质量也不会达标。而桩基最大的作用就是承受荷载,它不仅要承受来自竖向的受力,还有承受一部分的水平方向的受力,并还要将这些受力传递到地基,最后传到地下,以此来减轻负荷。而且因为桩基所处在的位置,所以在结构上面还有其他要求,比如桩基须具有一定的抗弯能力,因为在实际的使用过程中,有时候易受到外界的影响,如果不能弯曲就有可能发生断裂,进而引发安全事故,且桩基须有一定的刚度,但刚度不能过大。而桩基的作用主要体现在下面几个方面。
第一,桩基的基础部分刚度非常大,因此在使用的过程中可保证在上面的建筑发生一定程度的沉降,也同样可以与设想的情况一样出现变形,这就满足了使用者的相关要求。第二,因为桩基在使用的过程中会与其他的物质发生接触,这种情况就会产生摩擦,而桩基可以将这些力量转移到附近的土地上或是地基上,从而减少压力,这样对建筑的上面部分产生支撑力,这样即可让建筑可以变得更加稳定。第三,在实际的建造过程中会遇到很多的情况,而水下作业和地下水过多的地方就是其中比较难的,因为这种情况容易增加成本,而且对于施工人员的技术更加高,即便是借助一些机器,同样不易完成,在建造的过程中可以将桩基础和地基进行处理,这样就能很好地节约资源了。第四,因为桩基在建造的时候对其本身就有一定的要求,因此,一般桩基完成的时候都具有一定程度的侧向刚性和抗拔能力,所以这些桩基在抗震上面表现得非常出色,这在一定意义上也可以保护整体建筑。第五,在遇到地震时,地基易出现液化的情况,在这种情况下易引发一系列的连锁反应,如下沉、坍塌、偏移等情况,所以在这种情况出现时,可将桩基从已液化了的土层上面穿过,这样就可以让地基更加稳定,所以这种方式可减少土层液化对建筑物造成的影响,即可有效减少损害。
3 市政道桥桩基工程设计注意事项
3.1 对桩基竖向力及其原理的理解
在实际的使用过程中,可能出现桩基和土层发生位移的情况,但因为地球引力,所以桩基的受力方向也与引力的方向一样是竖直向下的,因此,此时桩基和土层就会出现相应作用力,并且会进行位移,而这种位移的的结构最终会形成剪力。
3.2 具备丰富的专业知识
我国市政道桥的发展很快,但很多地方的起步较晚,相对于西方的发达国家来说有些方面的技术不成熟,甚至很多的设计者具备的专业知识不是非常的丰富,所以对于这些设计工作人员来说,应进行相应的技术培训,让他们的技能得到提升,并向一些经验丰富的设计人员学习设计。应将技术和实际情况结合在一起,将所学的相关知识在实际的建造过程中进行运用。在实际的设计过程中,一定要先将施工地区的实际情况进行详细的了解,将一些有可能影响到设计质量的不良因素排除,这样就能在实际的建造过程中增强建筑的质量和减少一些不必要的安全事故。
4 市政道桥桩基工程设计的要点分析
4.1 计算单桩竖向极限承载力
桩基在设计的过程中应用广泛,因此每一个桩基的设计要求都存在着一定的差异,如果差异小则可忽略不计,如果差异大则应进行相应的应对措施。
而在设计的过程中,一般对桩基的竖向承载力需进行计算,如果是作为轴心的荷载作用,在承担竖向力的时候就应达到相应的标准,如果桩基在受力的过程中偏离轴心位置,在进行设计与建造过程中,能够符合相应的标准并达到实际的要求。同时,在建造的过程中还要考虑到突发情况的发生,最需考虑的突发情况就是地震,所以在对一些地震发生概率比较高的地方对于承载力的计算一定要更加准确,不能出现疏忽,这样才能保证建筑质量达到标准。在桩基的设计过程中,承载力的计算是非常重要的,所以在计算的时候需要满足相应的要求,具体需要满足以下几点要求。
第一,如果对桩基的设计要求达到甲级时,就需进行试验,这时可利用单个桩基进行实际测试,检测桩基实际能够承担的承载力。第二,如果对桩基的设计要求达到乙级时,且实际建造的地方地质条件非常简单,这时可从一项相似度非常高的工程进行借鉴,且需符合相应的要求,这时还可进行综合选择。第三,如果对桩基的设计要求达到丙级时,可以根据相应的试验数据和实际经验进行设计。
4.2 桩顶作用效应计算
在设计的初期,需对实际情况有一定程度的考量,因此在设计时就会考虑到柱与墙体等会对桩基顶部产生相应的作用力,还要考虑到水平与垂直方向上的受力情况。同时,还有对一些地震发生概率比较高的地方,不仅在设计的时候就要进行相对应的考虑,在进行检测时须对低承台桩基进行严格的验收,这样才能使设计方案更加合理,并能为安全负责。
4.3 桩长、桩型选择
市政道桥桩基工程中的桩型和桩长是桩基设计中必不可少的内容,当进行选择时,首先应对施工现场的环境条件进行勘察,成桩的桩基对环境可能造成的影响、成桩的可行性、施工工艺、施工工期及桩基成本等多角度和对桩基类型和长度进行优化、调整,使其能够在节约投资的基础上对市政道桥安全效果有良好的保证。
4.4 软弱下卧层验
下卧层的压缩应按规范要求进行,如果是桩距没有超过6 d 的群桩基础,则在桩端持力层下所存在的大承载力就应该低于桩端持力层承载力1/3。当考虑桩端持力层压力扩散角影响的情况时,可用试验来对其进行确认。
4.5 位移计算与桩基水平承载力
对于保证桩基的安全性,位移的计算及桩基水平承载力起到重要意义,可分为单桩基础、群桩基础两种类型。
第一,群桩基础。当遇到力矩较大或存在水平力的情况时,首先应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,再对基桩水平承载力特征值进行计算,土体类型与承台底部与地基土间的摩擦系数有较大关系,在选取时应小心谨慎。
第二,单桩基础。单桩基础在承担水平力时应满足其特征值的要求,主要有以下规定 :(1)如果是水平荷载为甲级或乙级的桩基时,那么其特征值就应通过单桩水平静载试验进行确定。(2)然而对于那些桩身配筋率不小于0.65﹪ 的混凝土灌注桩,可通过静载试验的结果来获取地面处水平位移为1 cm 所对应的荷载的75﹪ 为单桩水平承载力特征值。(3)当遇到配筋率小于0.65﹪ 的灌注桩时,可利用单桩水平静载试验临界荷载的75﹪ 作为特征值。
4.6 承台的计算
第一,对桩下桩基承台,应先分别对桩边连线、柱边、变阶处所形成的贯通承台的受剪承载力和斜截面进行验算。如果承台悬挑边形成多个剪切截面时,则应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。
第二,关于条形承台梁的弯矩可按照弹性地基梁进行分析计算;如果遇到桩端持力层较为深厚岩体坚硬且柱轴线不重合时,可先将桩视为不动的铰支座,其次再按连续梁进行计算。
结语:
市政道桥桩基工程的设计包括大量繁琐的工作,在进行设计时必须对市政道桥桩基周围的受力情况、最大承载力计算、负摩阻力及嵌岩深度等多方面内容进行细致地分析计算,只有这样才能够保证市政道桥桩基工程设计更加科学合理,从而更好地提升市政道桥的安全性和可靠性。
参考文献:
[1] 李勋.浅议道桥工程的施工与维护[J].科技创新与应用,2017(8).
[2] 莫恩均.道桥工程造价的影响因素及其控制方法的研究[J]. 四川水泥,2017(2).