公路桥梁工程设计中桩基沉降问题探究

公路桥梁工程设计中桩基沉降问题探究

武丽燕

山西诚达公路勘察设计有限公司山西太原030012

摘要：结合实际，对公路桥梁工程设计过程中基坑沉降的问题进行解析，首先从桥梁桩基的分类出发，在分析桩基沉降影响因素基础上总结了相关的设计要点内容，希望分析能给相关人员提参考。

关键词：公路桥梁；设计；桩基沉降；问题

0前言

桥梁是当前我国重要的交通组成结构，全面提升桥梁工程的质量对于交通运行稳定性有着直接的关系。根据当前的实际需要，在桥梁工程的设计与施工过程中应该进行桩底处理，从而为顺利的施工提供有力的基础条件，保证整体结构的稳定性与安全性，但是就目前来讲，很多的桥梁工程在实践中都存在桩基结构设计、施工以及其他外部因素的影响而出现沉降的问题，这就会直接造成整体结构的稳定性与安全性无法保证。因此，在进行桥梁设计与施工中需要有组织、有计划的进行，做好各个环节的控制和管理，为桥梁工程质量的提升打下坚实的基础。

1桥梁桩基础施工内容

桩基础是当前我国的深基础施工的主要结构形式，其主要组成部分就是承台、沉入泥土的桩结构所组成，在施工中需要应用机械设备来将桩体结构直接打入到具备较强承载性能的深层土壤中，如果存在软弱路基的问题，就需要对该路基进行处理，保证其可以满足结构稳定性的需要。但是在施工中，浇筑混凝土的环节中，地基的砂砾会直接进入到混凝土结构中，从而影响其整体性能，导致了变质、受损等问题的出现，最终导致了断桩问题的存在，对于桥梁运行的安全性产生了极为不良的影响。

2桥梁桩基的分类

根据技术分类，桥梁桩基以施工类型主要分为冲孔、钻孔、挖空等形式；按照承载力来分析主要就是分为端承桩、摩擦桩等；也可以按照直径进行分为，主要就是大、中、小直径的桩基结构形式；按照桩基的水平受力来将其分为受力桩与主动受力桩的形式。随着社会的快速发展和进步，桥梁结构的复杂性逐渐提高，很多具备先进技术水平的桥梁桩基形式也被应用到工程中，必须要针对具体的情况来进行桩基沉降的研究，以更好的满足当前交通事业的发展需要。

3桩基沉降影响因素

3.1影响单桩沉降的因素

具体分析之后可以发现，导致单桩沉降主要原因如下所示:

①单桩沉降量会伴随着L/d和K的增大而减小，也就是说桩体结构的长度越长则越难以压缩，其沉降也就会越小。

②Eb/Es愈大，桩体沉降量也就会越小，也就是桩端土压缩性越小，就表示其沉降量越小。

③对于细长桩(即L/d较大)，桩端持力层对于沉降量的影响也就会越小。

④从当前我国所发布实施的建筑工程设计规范中可以发现，主要是利用Mindlin方法来确定桩基的沉降量，其中主要应用的是分层总和法来确定，也就是利用该方法来确定桩基使用的附加应力参数值。但是在计算中也存在一定的缺陷，即没有Eb/Es的参数，对于最终的计算规范发确定的沉降量大小，也会直接受到下土层压缩模量的影响。

3.2群桩沉降影响主要因素

造成群桩沉降的影响因素非常多，比如参数尺寸、施工工艺流程、地基状态、荷载性能以及持续时间等，对于不同形式来说，其影响也是不同的。对于影响因素来分析，对比单桩与群桩，前者主要会直接受到桩侧的摩阻力参数的影响，而后者主要是受到了桩端与下土层所产生的影响。通过计算之后确定单桩试验承载力与变形性能可以达到要求，而群桩可能就无法满足设计的需要，还需要进一步的计算确认。

4单桩的沉降计算方法

单桩载荷分析目前使用为普遍的就是载荷传递分析方法，其主要的工作原理就是需要将桩基可以分散成为很多个长度一致的结构单元组成部分，然后在每一个分段与土层的联系都应用非线性弹簧进行模拟计算，然后就是在桩基础端处位置上的土体也可以使用非线性弹簧。但是在具体应用过程中，应该使用不同设备来进行荷载试验，所以应用受到了一定的限制。

剪切形变传递模型提出之后，可以大大降低了桩基沉降的计算强度，还能够准确的模拟承载力较小的应用环境中，桩基在轴向负荷载力的影响之下会出现沉降的问题，并且在该过程中会逐渐的给周边土体传递一定的剪切力，而桩体结构周边位置的土体并未出现相对移动，从而将该剪切力直接传递给周围土层结构上。在应用负荷载的过程中，摩擦桩承载比例会非常小，沉降的出现几乎都是因为传递载荷所造成的。弹性理论法主要是应用弹性理论来进行桩体周围土系统的研究，以综合确定其承载性能，以更好的明确桩体周边作用力与位移之间的关系，然后就是可以明确桩体土的运动关系。该方法就是通过计算来确定桩基位移来实现轴向承载压缩。

5群桩的沉降分析

5.1弹性理论法

弹性理论法的群桩沉降分析是以Minidlin分析方法来最终确定位移量。此外，还可以通过弹性理论来进行位移量的确认，通过应立法中的桩体侧面摩擦力的确认作为分析依据，利用单桩分析理论叠加可以确定群桩的分析结果的确定。

5.2实体深基础法

该方法主要应用在群桩深基础分析方法，可以将高承台下的桩群与土层可以将其作为实效墩基为实体结构形式，群桩如同实体墩基来进行工作不会给桩尖土层产生压缩力，最终就可以通过扩展计算方法以明确群桩的沉降量。计算实践中，应该更好的消除桩基的附加力以及地基土性质所存在的数据偏差，然后采用有效的处理措施。

5.3等效作用分层总和法

该方面被很早就研发出来，同时也被桩基技术规范中所使用，同时可以更好的进行均匀土质的土层中群桩沉降中的Mindlin方法，也可以利用均匀荷载下的矩形基础Boussi-nesq中的计算值进行计算确认，从而可以确定代墩基附加应力参数值，最终确定沉降精确数值。

6结语

桥梁结构设计中进行准确的桩基沉降分析，要与实践向结合，同时还应该使用先进测量技术，准确的确认桩基沉降量，然后采取有效的应对措施，以消除桩基沉降，确保交通运行更加的安全和稳定。

参考文献：

[1]王静,裴伟民,叶政权.公路桥梁工程中桩基沉降的设计方法[J].江西建材.2015(03)

[2]颜宏.公路桥梁工程设计中的桩基沉降分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(05)

[3]王大禹.公路桥梁工程建设中的环保问题[J].黑龙江科技信息.2017(02)