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摘要:重点针对公路桥梁工程设计工作中桩基沉降问题展开全面分析和研究,对公路桥梁桩基础产生沉降的主要影响因素进行介绍,并且提出桩基础沉降问题的有效预防控制策略,全面加强公路桥梁桩基础结构的安全性和稳定性,防止对公路桥梁工程的正常使用造成不良影响,为后续的通车安全性打下重要的基础。
关键词:公路桥梁;桩基础;沉降
引言
为了有效保证公路桥梁的通车安全,需要进一步加强桩基础结构的稳定性。但是当前我国很多地区桥梁工程在长时间的使用过程中产生桩基础结构沉降问题,桩基础的结构产生不同形式的变化,桩基础结构的稳定性受到了严重的影响,直接影响到桥梁的使用安全性和使用寿命。因此,在桥梁工程设计工作中必须要重点考虑桩基础沉降问题所产生的影响,对沉降问题产生的影响因素进行全面判断,提出有效的控制策略来加以保障。
1.公路桥梁桩基础产生沉降问题的主要原因
1.1公路桥梁工程设计存在缺陷
由于在我国部分地区受到不良地质条件因素的影响,桥梁工程产生桩基础沉降问题的概率相对较大,同时在工程基础设计工作中,由于相关设计工作人员并没有对工程建设施工区域的实际地质条件状况进行深入分析和研究,没有考虑到地下的土层因素的影响,造成桥梁结构的基础稳定性不足,进而会出现桩基础产生明显的沉降问题。与此同时,为了有效分散桥梁桩基础结构的承载力,某些设计工作人员会采取承台设计工作方法,但是针对现行的桥梁设计规范要求当中,对于承台的设计工作标准并不是非常明确,同时设计工作人员自身缺乏相应的设计参照标准,经常会出现凭借自身的工作经验来进行桩基础设计,进而造成桥梁桩基础设计工作和实际环境之间存在一定的差异,在后续的使用过程中会造成桩基产生沉降现象。
1.2桩基础类型的选择误差
通过大量的实验工作分析可以看出,桩基础结构的类型选择和桩基础的沉降表现形式之间有着密切的关联,桩基础结构的不同所产生的基础沉降量也有所差异。比如,钻孔桩和打孔桩在后续的桩基础沉降问题上表现形式有所不同,并且在承受相同荷载力的条件下,钻孔桩基础的沉降表现形式,主要是以地基结构内部的土壤压缩变形为主,而打孔桩基础结构所产生的沉降问题,主要体现在桩体之间土体产生压缩变形问题为主,因此在针对桥梁工程基础结构设计工作中,必须要结合施工区域的地质条件情况,对桥梁桩基础结构类型进行针对性,选择以此来最大限度上控制桩基础产生的沉降问题。
2 公路桥梁设计工作中桩基础沉降问题的有效预防策略
2.1有效做好前期的地质条件勘察工作
在桥梁工程正式开始之前,必须要对地区条件状况展开全面分析和勘察,需要对桩基础产生沉降问题的影响因素进行综合考虑。相关设计工作人员需要到达工程建设区域展开全面地质勘察工作,有效掌握实时性地质条件参数信息,为后续的桩基础设计工作打下良好的基础。在地质条件勘察工作过程中需要有效得出地质条件情况、地质条件成因、不良土层厚度情况以及地基土体结构的软硬程度等信息,通过现场勘查工作之后形成准确的地质勘查工作报告,保证设计工作人员对桥梁工程建设区域的地质条件有着充分的了解,以此为基础对桥梁桩基础结构设计工作进行有效调整,保证桩基础设计工作的科学性和严谨性,避免在后续的使用过程中出现沉降问题。
2.2 改进桩基选型和布局,优化墩台身
公路桥梁工程建设有时会遇到临水的施工环境,其中土质较软,容易发生沉降。建议设计师做好基础设计。当桥梁位于软土中时,桩应单排安装,并设置承台以减轻桩基压力。如果桩基在水中,应考虑水冲刷对桩基的影响,设计桩基长度时应去除水冲刷深度。桩基合理放样时,应计算桩基的受力范围,放样中桩基的数量应根据公路桥梁工程的总施工长度计算。
根据计算结果,桩基应在应力范围内均匀分布,可以改善桩基布置问题引起的沉降现象。在某些特殊情况下,桩基可能分布不均匀。此时,应附加结构加固桩基,计算强度差异,并根据差异优化公路桥梁工程桩基设计。此外,公路桥梁的桥梁和桥台应进行优化。根据设计要求,设计人员应确保桥梁和桥台承受均匀的应力。如果桥梁为异形结构,则应保证桥梁的前投影形状对称,均匀的竖向力通过承台传递给桩基。在施工设计中,应保证墩台的结构质量,使结构能够保持足够的侧向承载力,满足混凝土的最小裂缝要求,并对墩台采取一定的抗冲击措施,以保持墩台结构的稳定性。
2.3群桩沉降类型的设计
用单桩沉降设计解决桩基沉降问题非常复杂,但与群桩沉降设计相比,单桩沉降设计更简单。群桩沉降设计对桩基沉降也有不可想象的影响。固体深基坑法是群桩沉降设计中常用的方法。在群桩沉降设计的计算过程中,会发现相关计算非常复杂。经过大量的计算,就可以得到群桩的承载力,桩基沉降的沉降值就可以用这个量来计算。在整个计算过程中,差异化的存在应该被抹去。这样才能在一定程度上保证计算结果的准确性。另一方面,分层总和法可以在群桩沉降设计中准确计算沉降,对解决桩基沉降问题有很大帮助。因此,群桩沉降设计是解决公路桥梁工程桩基沉降问题最有效的方法之一。
2.4对桩基布局设计进行合理优化
对桥梁桩基础设计工作而言,通过对桩基础的合理布局,可以进一步缓解桩基础结构的沉降程度。桩基础结构布局是否科学合理,主要取决于桩基础的荷载范围以及桥梁工程的整体长度情况,需要对桩基础的使用数量进行准确计算和分析,可以通过采取三个桩基础相连的设计工作方法,每一个桩基础结构都需要进行精确的承载力计算.通过三个连续桩基础的承载力计算和分析,保证桩基础的承载力符合桥梁工程的使用安全要求,实现对桩基础的科学布局,有效预防桩基础结构产生明显的沉降现象。但是在实际设计工作过程中,由于受到地质条件因素以及其他方面因素的干扰,在桩基础结构无法保证均匀设计的情况下,设计工作人员需要根据桥梁工程现场的实际情况,通过采取增加其他附属结构来进行解决,以此来有效控制桩基础产生的沉降问题,提高桥梁桩基础结构的稳定性。
2.5加强施工过程中的沉降监测
桥梁沉降过程肉眼很难进行判断,因此工程中多采用先进的测绘设备对桥梁的整体沉降变形进行监测,以掌握施工过程中的沉降量、沉降差以及沉降速率,直到桥梁结构达到沉降值收敛。对于桥梁的沉降监测要首先布置沉降变形监测网,采用统一的高程水准,确定测量精度。进行沉降观测时,要控制好沉降观测的时间频率。施工过程中,当上部荷载增加较快,或者其他对地基土产生的附加较快时,应当提高检测频率。当后期沉降量趋于稳定时,可以减少监测次数。检测完成后要及时处理数据,并反馈给现场施工部门,为现场的施工提供指导。当沉降量变化较快时,应当采取一定措施保证桥梁的安全性。
结束语
在公路桥梁工程设计工作过程中,桩基础沉降问题是其中一种比较常见的基础结构病害情况,公路桥梁建设单位需要在桩基础结构的设计工作中,有效结合各种外部环境、施工条件以及地质条件等因素的影响,对桩基础结构设计工作中存在的工作要点进行有效把控,并且对其中常见的桩基础沉降影响因素进行有效预防和解决,全面提高桩基础结构的稳定性,为后续的公路桥梁通车安全提供保障。
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