河源市衢通公路规划设计有限公司
摘要：公路桥梁桩基的设计包括大量繁琐的工作，在进行设计时必须对公路桥梁桩基周围的受力情况、最大承载力计算、负摩阻力以及嵌岩深度等多方面内容进行细致的分析计算，只有这样才能够保证公路桥梁桩基设计更加科学合理，从而更好的提升公路桥梁的安全性和可靠性。
关键词：公路；桥梁；桩基设计；分析
一、公路桥梁工程中桩基的概述
桩基是支撑整个桥梁的基础，桥梁稳定牢固与否，直接取决于桥梁桩基工程，桩基在公路桥梁工程中所起到的具体作用的主要体现：
1）因为桩基础具有较大刚度，所以它会保证桩基上部发生较小的沉降，同时也可以使其能够均匀的变形，可以更好地满足其使用要求。
2）经过周围介质与桩基间的相互接触、摩擦，可以使上覆荷载传递给桩体周围的土体或基础，减轻所产生的压力。从而进一步为上部起到一定的支撑作用，对其稳定性起到了良好的保证。
3）如果遇到地下水位较高或水下施工时，首先就应该考虑用桩基础对地基进行处理，这样可以使工程具有较好的经济性。
4）因为桩基具有较大抗拔能力和侧向刚度，所以它能够抵抗倾覆力矩和水平力，同时还能有效减轻地震带来的影响，对公路桥梁的安全起到了保护作用。
5）如果遇到了地基液化的情况，首先可以将桩穿过液化土层，使其能够稳定地层，这样就可以减轻或消除液化土对公路桥梁所造成的伤害，还可以保证公路桥梁在遇到各种荷载或者地震条件影响下的安全性。
二、公路桥梁桩基设计原则
为了作出高水平的桩基设计，应该遵循以下的设计原则：
（1）设计前进行必要的基本情况调查。
（2）认真选定适用的、简便可行而又可靠的设计方法，认真测定和选用有代表性的而且可靠的原始参数。
（3）确定桩的设计承载力时应考虑到容许沉降量。
（4）设计桩基时应遵循和执行有关技术规范的规定，但在某些特殊情况下应该灵活对待和处理。
三、公路桥梁桩基设计要点
一般来说，公路桥梁桩基设计要点主要包括桥梁桩基承载力设计要点、桥梁桩基沉降设计要点、桥梁桩基端部承载层厚度设计要点和嵌岩层深度设计要点。桥梁桩基加固设计要点。从这些方面进行分析，可以控制桥梁桩基的设计要点。
3.1准确计算桩基的承载力
在进行公路桥梁桩基设计和施工时，不能简单的依靠一些以往的经验来进行，需要对一些重要的数据进行专业科学的计算。桩基是用来支撑桥面及车辆的重要部分，因此，需要对桩基的最大支撑能力进行有效地计算，从而更好的设计桥梁所能承受的最大重量，保证桥梁和车辆的相应安全问题。在对公路桥梁桩基最大承载力进行计算时，应该参照当前相关的公路桥梁桩基计算公式进行计算，公式的表达式为：[P]=（c1A+c2Uh）Ra。在该式中[P]表示的是桩基所能承受的最大承载力，Ra表示桩基底部岩石的极限抗压力强度，h表示的是桩基深入底部岩石中的深度，U表示的是桩基进入岩石层内部分的地面周长，而A表示的是装基底部的截面积，另外的c1和c2都表示的是一个相对固定的系数。此外，工程中对于公式计算结果的影响因素较多，而且处于一种经常变化的状态下，所以，设计施工过程中也不能太过于依赖这一公式，通过对工程实际的情况进行分析后，在合适的情况下充分利用好这一公式，可以帮助工程设计施工得到相应的准确结果。
3.2桩长、桩型设计要点
桩型和桩长的选择是桩基设计中的一个重要环节。在进行相关设计时，第一步是对工程施工现场进行勘察，综合收集有关资料，综合评价桩基施工对周围环境的影响，并结合成桩的可行性、施工工艺，以控制工程造价，提高工程经济效益。在保证工程安全的基础上，科学地选择施工周期和桩基造价，确定桩长，尽可能控制造价。
3.3桩项设计要点
桩顶设计是桩基设计的重要组成部分。
由于结构和位置的关系，桩顶的应力更为复杂。下面的柱子、墙和其他结构会对桩顶产生一系列的影响。因此，有必要对桩顶在竖向和水平方向上的作用力进行校核和分析。考虑桩基础对抗震性能的贡献，有必要进一步进行颜色和验算。如果建筑物本身的位置有强烈的地震新年，那么设计就可以简化。如果建筑物所在部位发生高等级地震，或桩基水平力较大时，设计时应考虑承台与桩基的共同作用以及桩基础与土之间的弹性阻力，以保证建筑物的使用要求。
3.4桥梁桩基础桩端持力层厚度与嵌入岩层深度的设计要点
桥梁桩基在施工过程中会穿过不同的岩层。当遇到高强度厚夹层岩石时，为了完成穿越岩层的工作，必须利用钻孔桩来实现承载层的出现。因此，有必要对桥梁桩基端部的承载层厚度和埋层深度进行严格的计算。
（1）最小深度硬质岩体的嵌入
在不考虑土侧阻力因素的情况下，桥梁桩基设计必须具有最小埋深硬岩体。嵌入的硬岩体应保证不风化，风化后的风化效果应很小，且应是相对完整的硬岩体，保证了良好的结构。在设计中，必须严格规范桥头桩基础直径范围内的断层带分布、孔洞间隙和软夹层。
（2）设计要充分考虑岩层厚度、风化层度和易破碎度
由于岩体的分布不均和岩层的复杂性质，一般的勘探方法不能准确地研究岩层的厚度、风化和断裂，这增加了桥梁桩基设计的难度和挑战。单纯依靠桥梁桩基的计算公式，不能保证桥梁桩基的设计科学、合理、可行。因此，必须在设计中进行现场勘察，认真分析桩端承载层和预埋岩层的厚度值。
3.5采取合理的桩基配筋布置
在设计中通常有两种钢筋布置方式。一种是根据最大弯矩处进行配筋。从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。另一种是将基桩主筋一半部分一直伸到桩底。从桩体受力和节省工程费用以及发生事故处理的难度来看，前一种更合理。这是因为：由于桩基较长一段不设钢筋，比后者节省了部分钢筋；底部断桩时，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，减少扁担桩发生机率。但是，第二种配筋方式可以减小施工难度，桩基灌注混凝土时，钢筋笼的定位是十分重要的，钢筋布置到桩底，易于固定钢筋笼。
3.6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，可分为两种类型：单桩基础、群桩基础。
（１）群桩基础。当遇到力矩较大或水平力的情况时，首先应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，然后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之间的摩擦系数有较大关系，所以在选取时应该小心谨慎。
（２）单桩基础。它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建筑桩基时，那么它的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，就可以通过静载试验的结果来获取地面处水平位移为１０ｍｍ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的临界荷载的７５％作为特征值。
3.7承台的计算
（１）对于桩下桩基承台，首先应分别对桩边连线、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，那么就应该对每个斜截面的受剪承载力进行验算。（２）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桩柱轴线不重合时，首先可以将桩视为不动的铰支座，其次再按连续梁进行计算。（３）对于桩基承台，则应该对其进行正截面受弯承载力的计算，配筋和受弯承载力可根据规范规定进行。
四、结语
总之，道路桥梁桩基设计是一个比较复杂和繁琐的过程，设计中必须考虑的力学计算，桥梁的承载力，摩阻力和岩石等各种因素，在综合分析和计算的基础上，科学合理的设计，只有这样，才能在提高安全性，降低成本。
参考文献：
[1]程健 张磊 公路桥梁桩基设计应注意的问题 科技创新与应用 2019（08）
[2]朱大同 傅朝方 桩的计算长度 中国公路学报 2018（04）
[3]马志涛 水平荷载下桩基受力特性研究综述 河海大学学报（自然科学版）2016（05）