陆广清
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摘要：公路桥梁荷载主要由桩基结构承担，为了保证桩基结构在承受大量荷载的情况下依然安全、稳固，人们需要通过技术处理加固桥梁桩基结构。目前，通常使用的处理技术就是钻孔灌桩技术，但受桩体、地基、承台与土层之间的作用影响，桩基会经常发生变化，出现沉降问题。桩基沉降会影响公路桥梁工程施工，如建设质量、建设成本及建设期限。因此，设计人员要优化公路桥梁工程设计，解决桩基沉降问题。所以，本文将对公路桥梁工程中的桩基沉降问题进行简要的分析，并且对公路桥梁中的桩基沉降应对策略进行深入的探讨与研究。
关键词：公路桥梁；桥梁工程；桩基沉降
1公路桥梁工程的桩基设计工作
公路桥梁工程的桩基设计工作主要包含桩基选型与方案确定、确定桩径、桩长与桩距参数、确定单桩基结构形式和承载能力、选定桩顶传递荷载结构、明确桩身涉及刑事与承台构造等。桩基设计是公路桥梁工程建设的基础，只有保证桩基设计的科学性与合理性，才能使公路桥梁结构更加稳固。桩基能够将水平与竖向的承载向地基传递，减轻上部负荷，使桩基拥有一定的抗弯能力，提高桩基结构刚度。由于公路桥梁工程的类型不同，桩基在选择时也会有差异，其中预制桩和灌注桩比较常见，公路桥梁工程桩基设计中经常使用钻孔灌注桩。桩基刚度大，可以减轻上部沉降，使桩基变形被均匀分摊，桩基与周围介质产生摩擦，将上部荷载传给周围土地，减轻桩体压力，保持桩基结构的稳定性。
2桥梁桩基设计特点
公路桥梁桩基设计是工程建设的重要基础，只有设计好桩基才能使路桥更加稳固、耐用。公路桥梁桩基可以将竖向和水平的部分荷载传递给地基,减轻上部负荷,并且桥梁桩基具有相应的抗弯能力及刚度,因工程类型的差距，桥梁桩基的选择也存在较大差异。一般情况下,较为常见的有预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩几类。在公路桥梁工程中多采用钻埋压装桩、钻孔灌注桩；对于需要进行基坑支护的一般使用钻孔灌注桩、地下连续墙、止水搅拌桩；路基处理多采用CFG桩、预应力管桩等几种类型。
3公路桥梁工程中的桩基沉降问题
3.1地质方面的原因
在公路桥梁工程中的桩基沉降问题一直都没有得到有效的解决，能够让桩基出现沉降现象的因素是非常多的，正是这些因素让桩基沉降问题的解决变得困难。最为主要的便是地质方面的原因，这一方面的原因对公路桥梁工程中的桩基沉降问题产生了很大的影响。在很多的情况下，都会将公路桥梁工程中的桩基埋放在地下，但是土地的硬度和形成压缩形成变形的情况是成反比的关系，如果土地的硬度很大，那么压缩变形出现的概率便会越小，如果土地是非常松散的土地，那么压缩变形出现的概率会非常高。所以在松散的土地中进行桩基的埋放会让桩基出现沉降的相关情况，因此在公路桥梁工程的桩基沉降问题上，地质方面是非常主要的原因。
3.2设计方面的原因
除了地质方面的原因，设计方面的原因也会让公路桥梁工程中出现桩基沉降的问题。如果在对公路桥梁进行搭板设计时出现了偏差，那么整体的稳定性结构将会被破坏，这也会导致桩基沉降的问题出现，不光是搭板设计，其他设计的设计偏差也会对桩基方面造成一定的影响。例如承台设计，在具体的承台设计中，承台应该对墩柱传过来的负荷进行分布与承受，从功能性上便可以看出承台设计方面的重要性，如果对墩柱的负荷承受不均匀会让桩基直接出现沉降的情况。因此，如果想要减少桩基沉降问题的发生，应该提起对承台设计方面的重视程度。最后便是桩基形式上的设计，桩基形式上的设计与桩基沉降有着非常明显的关联，甚至不同的桩基会产生出不同的沉降方式，例如打孔桩和钻孔桩两种桩基形式，如果两者都出现桩基沉降问题，沉降的情况会有着明显的区别。以上便是公路桥梁工程中桩基沉降问题的设计方面原因。
3.3桩基类型选择
实践表明，桩基类型的选择与桩基沉降表现形式相关，桩基形式不同，桩基沉降程度不同。比如，钻孔桩与打孔桩对桩基础沉降情况的影响明显不同。在同样承受较大的荷载时，钻孔桩基础沉降表现形式为地基土体压缩变形，打孔桩基础沉降表现形式为桩间土体压缩变形。
4公路桥梁工程中桩基沉降的应对策略
4.1做好地质环境勘察工作
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。
4.2改进桩基选型和布局，优化墩台身
有时公路桥梁工程施工会遇到临水的施工环境，这种环境的土体松软，容易产生沉降现象。建议设计人员做好基础设计工作，当桥位于软土层时，桩柱式单排装，设置承台，缓解桩基压力。如果桩基础在水中，应考虑水流冲刷给桩基带来的影响，设计桩基长度时去除水流冲刷的深度。对桩基进行合理布局时，应计算桩基的受力范围，按照公路桥梁工程施工总长度，计算布局内的桩基数量，根据计算结果使桩基在受力范围内分布均匀，改善因桩基布局问题而产生的沉降现象。在某种特殊条件下，桩基可能无法均匀分布，这时应利用附加结构对桩基补强处理，计算出强度差值，按照差值优化公路桥梁工程的桩基设计。此外，还应对公路桥梁的墩身与台身进行优化，按照设计要求，设计人员应确保墩台身受力均匀。如果墩台为异形结构，应保证墩台的正投影形状对称，通过承台向桩基传递均匀的竖向力。施工设计时应保障墩台身的结构质量，使结构拥有足够的横向承载力，可以满足混凝土最小裂缝需求，并对墩台采取一定的防撞击措施，维护墩台结构的稳固性。
4.3保证桥梁桩基的基本性能
桩基设计的目的是增强桥梁上部结构稳定性，其主要涉及桥梁桩型、桥梁结构方案的选择；桩径、桩长、桩距参数的计算与确定；单柱基结构形式的选择；桩基承载能力及基础应力的计算与确定；桩基、桩帽结构形式的设计；桩基位置的平面设计等。桩基设计要考虑环境变化对桩基的影响及施工中可能发生的多种常见问题，并制定相应的对策。设计的桩基必须满足基本的性能要求。首先，桩基要具有良好的荷载传递性能，使得地基承受来自桥梁横向和纵向的负载，以分担桥梁上部结构的负荷。其次，桩基要具有良好的抗弯性能，桩基本身只有具有一定的刚度和抗弯能力，才能应对来自上下部结构的多种压力加载，减少环境等因素的影响。
4.4单桩沉降设计
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。同时，假定该位置发生的剪切与弹性性质相符，剪切应力将会呈现出正比例的关系，与桩轴距离较近的土体并不会出现较为明显的水平位移，所以在设计计算时，也可忽略。基于上述前提设计桩基的桩径，可以避免沉降问题的发生。由于剪切变形法具有非常明显的优势，从而使其成为解决桥梁桩基沉降问题的有效措施之一，但是影响这种方法的因素较多，所以设计人员在具体应用时，必须对如下因素进行充分考虑，包括地基分层、参数变化、桩端阻力等。以此发挥该方法的最大作用，从而达到解决单桩沉降的目的。
4.5摩擦性群桩沉降
虽然摩擦桩群和端承桩群都有出现沉降的可能性，但引发沉降的原因有很大差异。工作人员在全面分析端承型群桩的过程中发现，每个单桩之间都存在大小值不同的综合作用力，这种综合作用力比较小，几乎可忽略不计。但由于这些综合作用力伴随产生一些相互作用力，所以在分析摩擦桩群时，要充分考虑每个单桩之间的影响力，因为摩擦是传递建筑荷载重量的主要形式。不同的桩端土层和不同的单桩之间还存在重叠应力的问题，这大大加深了桩基之间的摩擦力对桩基承载能力的影响。从这个角度分析可知，与群桩能力强度有关的不仅仅是单桩承载力的相互叠加影响，还要全面考虑桩体之间的影响和干扰。
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