铁路桥梁桩基沉降问题研究

铁路桥梁桩基沉降问题研究

高国军

中铁二十四局集团南昌铁路工程有限公司

摘要：本文就对目前铁路桥梁工程中的桩基工程沉降原因进行分析，其中主要是对群桩结构沉降问题展开了系统的研究。同时在分析铁路桥梁桩基沉降原因的基础上，结合自身实践工作经验，简单讨论了对桥梁桩基沉降提出了具体的处理方案。为我国铁路桥梁工程的桩基沉降研究提供了一些支撑。

关键词：铁路桥梁；桩基沉降；加固措施

前言

铁路在我国的交通运输行业中起到了至关重要的作用，为了保证铁路的正常运行需要采取一定的措施去改善和优化铁路施工运营安全，其中铁路桥梁桩基沉降是影响桥梁轨道的平稳性的重要方面，在铁路设计和施工中设计者都给予了足够的重视。因此，我们最主要关心的是施工之后桥梁的沉降给对铁路运营带来的影响。本文首先介绍铁路桥梁桩基沉降的特点，然后紧接着在此基础上阐述影响铁路桥梁桩基沉降的因素。

一、铁路桥梁桩基沉降的主要特点

1.当工程载重量增加到一定值时，不仅是大型机车轴重的增加和速动的提高，还有建筑物荷载量的加大，地基土的软弱以及浅埋土扩大，安全和稳定的基础需要铁路桥梁桩基础施工技术的改善，以控制工程变形的可能性，保障铁路桥梁的工程质量。

2.桩基础的质量控制在复杂地形影响下是难以控制的，这样一难题对铁路桥梁桩基基础技术设计提出了更高的要求。桩基础是深埋在地表以下的，在地下水水位不稳定的施工区域，桩基础的实际控制需要技术质量足够强大。将在此基础之上提出技术质量控制的解决方案，以确保整个铁路工程的安全。

3.当铁路建设过程中必须通过峡谷，山川、江流等沟壑时，就需要设计铁路桥梁，以便和路基、隧道顺利过渡。并要考虑到铁路运行过程中自身承受的负荷和铁路桥梁质量寿命建设要求，铁路桥梁在施工穿越河流时，常常设计为大直径钢筋混凝土桥梁桩基础来平衡桥梁上部的承载，所以铁路桥梁和大直径混凝土桩施工质量和桩基础施工工艺也就变得举足轻重。桩基础常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，是铁路桥梁结构的基础，其质量的好坏在很大程度上决定了桥梁的承载能力和使用年限的高低，影响着使用者的安全。因此我们必须确保铁路桥梁桩基础质量品质。

二、影响铁路桥梁桩基沉降的因素

1.桩间距大小的影响。桩间距越大，地基整体压缩变形占群桩沉降的比例就会越小。根据变形曲线可以看出，在桩间距变化很小的时候，荷载水平和土性对于地基整体压缩变形的影响都不是非常大，在桩间距增加到一定的距离的时候，群桩沉降不太会受到荷载水平和土性的影响，大多都是以桩间土的压缩变形为主。

2.承台设置方式的影响。从实际经验来看，当桩间距较小的时候，荷载变化、承台设置方式以及群桩的沉降性三者是紧密相关的，不可能分开进行讨论。当荷载较小时，群桩沉降的主要变形是地基整体压缩变形；当荷载逐渐增大，变成接近于极限承载力的时候，群桩沉降主要是以桩间土压缩为主。总结起来就是地基整体压缩变形比例会随荷载的不断增加而变小。

3.钻孔桩与打孔桩的对比。钻孔桩与打孔桩由于所存在的形式不同，所以桩基的沉降形式也是不一样的。在小荷载情况下，打入群桩的沉降主要是以地基整体压缩变形为变化形式，而钻孔群桩的沉降则主要是以桩间土压缩变形为变化形式。当载荷比较大的时候，钻孔群桩则以地基整体压缩变形为主，而打入群桩的沉降却主要是以桩间土压缩变形出现。而且，在低承台条件下，打入群桩的地基整体压缩变形比例会随着荷载的增加而逐渐变小，对于钻孔群桩而言，地基整体压缩变形比例会随着荷载的增加而逐渐变大。

4.桩基受力特点的不同。铁路桥梁桩基按照受力特点主要分为端承桩和摩擦桩，两者的受力特点有明显的差异。端承桩的承载力主要来自于桩底的承载层，即桩端承载力。这类桩的受力特点主要有桩寸程中端承载力大，因为桩底承载层的强度较高；以及桩身受力均匀，不易产生弯曲和剪切变形。由于这些特点，端承桩适用于承受大荷载的工程。摩擦桩则主要依靠桩侧土的阻力提供承载力。这类桩的受力特点主要有承受的是水平荷载，对桩身的入土深度和垂直度要求较高；摩擦桩的刚度相对较小，较容易出现变形。在实际施工中，摩擦桩的施工方法受到土体性质的限制，比如在松散地层中，需要采用不同的施工 方法以克服地层的不利因素。在设计时需要结合工地需求和地层条件进行选择。

三、加固铁路桥梁桩基沉降的措施

3.1桥梁桩基加固处理思路

对于桥梁桩基加固，首先可以考虑在桥梁桩基周围增加一些新的承台，增加承台就相当于增加了新的桩基。对于结构是群桩的桥梁可以根据实际情况去增加新的承台，同时利用原桩柱环向、径向以及竖向植钢筋，把这些新建的承台和原桩柱连接形成一个完整的整体，共同去承受载荷的作用。然后在新增桩基础与原墩桩基础在未继续产生沉降之前就把预压力增加到新增桩基础之上，使的情况下共同承受所有的荷载，这样就可以很好地加固桩基础。

3.2桥梁桩基加固处理方法

对铁路桥梁桩基的加固首先要做的就是对其所处的环境进行细致的勘察，只有了解了周围环境下具体的桥下净空距离。普通的预制管桩和钻孔灌注桩在很多情况下都会受到环境的限制而无法正常实施，而且采用普通的预制管桩和钻孔灌注桩对原桩基础扰动影响较大，所以上述两种方法一般是采用。锚杆静压桩的方法是经常会去被采用的方法去进行加固，这种方法对提高基础承载力效果显著，可以非常直接地观测桩的承载力，桩身质量可靠、经济有效、抗振力强，而且这种方法工期非常短短，可满足桥下净空较小时的施工。

3.3桩侧以及桩底部位的压浆

考虑到水泥浆对土层的渗透作用、压密作用以及填压作用，对于原桩侧与桩底的压浆我们一般都会去采用高压注浆方法，该方式可以通过增加桩侧与桩底的力学强度来很好地提高单桩的承载强度，从而可以很大程度上提高地基的整体承载强度。高压注浆这种方式是在底下进行作业的，它是将浆注到地下，所以无法检验实际的压浆效果，所以该方法在一定程度上是具有局限性的。在进行实际压浆作业时，一般利用灌注桩基的预埋压浆管道。该办法可以使得高压注浆直达桩底，这样就可以很好地保障压浆效果。

四、结论

毫无疑问，铁路桥梁桩基沉降问题是影响铁路运输的重要因素。铁路在我国的交通运输行业有着至关重要的作用。不管是运输人员还是货物都要求铁路的轨道具有持久的平稳性，在所有的道路桥梁里面，桥梁轨道占的比重非常大，其中铁路桥梁桩基沉降是影响桥梁轨道的平稳性的重要方面，在铁路设计和施工中设计者都给予了足够的重视。

参考文献：

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