公路橋梁工程設(shè)計(jì)中樁基沉降問題研究

高競程

摘 要：在公路橋梁工程設(shè)計(jì)中，樁基沉降問題一直深受關(guān)注，由于公路橋梁工程上部的負(fù)荷較大，樁基會(huì)受到各種因素影響出現(xiàn)沉降變化。為此，相關(guān)部門在設(shè)計(jì)公路橋梁時(shí)，會(huì)重點(diǎn)考慮到樁基沉降問題，以便更好的適用于公路工程，從而提高工程質(zhì)量，減少對成本和工期的不利影響，后續(xù)使用也會(huì)更加方便。本文就公路橋梁工程設(shè)計(jì)中樁基沉降問題展開研究。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;工程設(shè)計(jì);樁基沉降;問題研究

0 引言

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步直接推動(dòng)了工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，公路橋梁工程是一項(xiàng)龐大的項(xiàng)目，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，荷載量大，出現(xiàn)樁基下沉的情況實(shí)屬正常。但由于不同的建設(shè)技術(shù)會(huì)影響到樁基下沉的速度、深度和時(shí)間，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)影響到后續(xù)使用情況，甚至是更為嚴(yán)重的后果。因此，在公路橋梁工程設(shè)計(jì)中必須要重視樁基沉降的問題，并采用相應(yīng)的措施對其進(jìn)行控制。

1 公路橋梁工程設(shè)計(jì)中樁基沉降問題

公路橋梁工程設(shè)計(jì)中需要重視樁基沉降問題，并在項(xiàng)目啟動(dòng)前，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。但現(xiàn)實(shí)的公路橋梁工程中，仍是會(huì)出現(xiàn)樁基沉降不規(guī)律的問題，原因多是由以下幾點(diǎn)造成的：第一，對地質(zhì)環(huán)境勘察不當(dāng)。為了保證公路橋梁工程的樁基穩(wěn)定，從理論上來講，相關(guān)人員需要在項(xiàng)目啟動(dòng)前進(jìn)行實(shí)地勘察，對地質(zhì)環(huán)境有充分的了解，再根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)樁基。但實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，這一步卻經(jīng)常被忽視，部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙前，并沒有進(jìn)行實(shí)地考察，多是通過紙質(zhì)和文字資料來了解情況，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際地址環(huán)境不符，從而出現(xiàn)不良沉降情況[1]。第二，樁基選型不當(dāng)。出于對樁基沉降問題的重視，設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境選擇相應(yīng)類型的樁基，不同類型的樁基成本自然也有所不同。部分項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在策劃過程中，會(huì)將成本問題放在首要位置，這就會(huì)影響到設(shè)計(jì)人員的理念，刻意選擇一些標(biāo)準(zhǔn)相近但成本更低的樁基類型，雖然標(biāo)準(zhǔn)相近但荷載量等方面仍舊存在一些缺陷，從而導(dǎo)致不良沉降現(xiàn)象出現(xiàn)。第三，樁基布局問題。樁基布局會(huì)直接影響到工程整體的應(yīng)力結(jié)構(gòu)布局，如果設(shè)計(jì)的樁基間距較小，工程整體的應(yīng)力結(jié)構(gòu)就會(huì)較為集中，兩端的應(yīng)力就會(huì)較為空虛，也就更容易出現(xiàn)不良沉降現(xiàn)象，更是會(huì)增加坍塌的可能性。

2 公路橋梁工程設(shè)計(jì)中樁基沉降問題改善方法

2.1 做好地質(zhì)勘查工作

項(xiàng)目施工單位在施工前要做好工作實(shí)施計(jì)劃，并將準(zhǔn)備工作中需要調(diào)查的項(xiàng)目、地質(zhì)情況展開有效的勘察。我國目前的地質(zhì)勘查技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用的十分普遍，由于其可以預(yù)測到地質(zhì)的實(shí)際情況，為建筑施工提供更加合理的依據(jù)。要知道公路橋梁工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到?jīng)_洗環(huán)境，這會(huì)導(dǎo)致土壤發(fā)軟，造成樁基沉降問題。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)樁基部分內(nèi)容時(shí)，要親自到現(xiàn)場勘查。不要被文字和影像資料影響了判斷，要嚴(yán)格的完成勘查工作并根據(jù)調(diào)查結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)遇到軟土層較厚時(shí)，樁柱式單柱設(shè)置要有縫隙，這樣可以減少樁柱不均勻沉降帶來的影響[2]。這只是其中一種情況的解決方法，在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行選擇。如果樁基是在水中，在設(shè)計(jì)樁長時(shí)還要排除水的深度。確定設(shè)計(jì)內(nèi)容后，施工人員還要嚴(yán)格圍繞計(jì)劃來開展工作，這樣才能更好的避免不良沉降情況出現(xiàn)。

2.2 改善樁基選型方法

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，對建筑行業(yè)的要求也越來越高，尤其是在建筑荷載量較高、面積較大且對結(jié)構(gòu)安全性較高的情況下，對樁基的要求也就更高。樁基的質(zhì)量問題不僅會(huì)對成本和工期造成一定的影響，還會(huì)對日后的使用和安全性造成嚴(yán)重的影響，因此，合理且科學(xué)的樁基選型方法有著重要的意義。在公路橋梁工程建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的環(huán)境，如臨水環(huán)境、靠山環(huán)境等，這類環(huán)境的土質(zhì)較為特殊，設(shè)計(jì)人員在考察時(shí)就要地質(zhì)環(huán)境有充分的了解，再做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作[3]。臨水環(huán)境土壤常見受到?jīng)_刷，土質(zhì)會(huì)較為松軟，非常容易出現(xiàn)不良沉降情況，針對這一情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好基礎(chǔ)工作，充分考慮水流沖刷帶來的不利因素，并在設(shè)計(jì)樁基長度時(shí)，應(yīng)將水中部分排除，這樣才能更好的提高工程質(zhì)量。另外，在樁基選型時(shí)除了要考慮到外在環(huán)境影響因素外，還要注意土層間的相互壓縮作用，和周圍力的影響等。利用實(shí)體檢測法通過模擬的方式，觀察土層內(nèi)部是否會(huì)出現(xiàn)相互壓縮的情況，并運(yùn)用擴(kuò)展計(jì)算法來計(jì)算樁基群的沉降情況，從而更科學(xué)的開展樁基選擇工作，并使用一些相應(yīng)的措施控制樁基下沉的范圍。

2.3 重視樁基布局

在公路橋梁工程中，隨著使用年限的增加，荷載量增大，出現(xiàn)沉降現(xiàn)象也是比較正常的，這主要是固結(jié)變形和土體流變導(dǎo)致的。但如果沉降情況不規(guī)律或是速度較快，這就屬于異常情況了，會(huì)對未來使用產(chǎn)生一定的影響，需要引起施工人員的注意。為了防止樁基不規(guī)律沉降問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員除了要重視選型問題外，還要對樁基布局進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。首先，設(shè)計(jì)人員需要通過實(shí)地考察，對土質(zhì)有充分的了解，然后通過科學(xué)的方法計(jì)算來得到每個(gè)樁基的受力范圍;其次，根據(jù)公路橋梁工程整體的長度，來計(jì)算出樁基布局中樁基的數(shù)量和承受力，最終按照計(jì)算出的結(jié)果，按照嚴(yán)格規(guī)定來均勻分布樁基，這樣可以有效改善沉降問題，并降低樁基布局不合理的概率[4]。此外，由于施工環(huán)境不同，難免會(huì)出現(xiàn)一些特殊情況，尤其是山區(qū)或是臨水等環(huán)境，可能無法均勻分布樁基，設(shè)計(jì)人員就需要通過一些其他手段來進(jìn)行鞏固、加強(qiáng)。需要注意的是，鞏固措施也并不是盲目實(shí)施的，設(shè)計(jì)人員需要通過計(jì)算來而出強(qiáng)度差值，再按照差值來進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)過程中，要確保大容量相等，以免影響整體的荷載力。

2.4 優(yōu)化墩臺身質(zhì)量

公路橋梁工程多是由上部結(jié)構(gòu)、墩身或臺身、樁基等多個(gè)結(jié)構(gòu)組成，其中墩臺身是連接上部結(jié)構(gòu)和樁基的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在施工時(shí)要重視墩臺身的質(zhì)量問題，一旦出現(xiàn)問題就會(huì)造成一系列的不利情況，不良沉降就是其中的一種。因此，在設(shè)計(jì)圖紙的過程中，相關(guān)人員要嚴(yán)格遵循要求，保證墩臺身受力均勻。在這一過程中，勘測人員需要利用專用的設(shè)備對樁基中心處進(jìn)行鉆孔，根據(jù)實(shí)際情況在各個(gè)測量位置取樣，更好的判斷各個(gè)層面的長度，強(qiáng)度等參數(shù)[5]。但需要注意的是，這種方式雖然可以對樁基情況有充分的了解，但測量到的數(shù)據(jù)仍然不夠全面。如果想要全面了解數(shù)據(jù)參數(shù)，容易對樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，所以在實(shí)際運(yùn)用中一定要格外小心，可以利用其他檢驗(yàn)措施輔助進(jìn)行。另外，根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境，還會(huì)設(shè)計(jì)形狀不規(guī)律的墩臺，但也要盡量保證墩臺的正投影形狀對稱，這樣才能將更均勻的豎向力傳遞給樁基，減少樁頂彎矩。而且，為了減少不良沉降問題的出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)還要重視墩臺結(jié)構(gòu)質(zhì)量，讓其有足夠的橫向承載力，以此來提高整體使用效果。同時(shí)，在橋梁工作建造中，如果有通航河流則要注意做好墩臺身防撞措施。

3 結(jié)束語

總的來說，公路橋梁工程樁基建設(shè)質(zhì)量會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量，也會(huì)在后續(xù)影響到公路橋梁的使用情況。由于公路的建設(shè)環(huán)境、樁基結(jié)構(gòu)、實(shí)際施工情況有所不同，就導(dǎo)致公路橋梁在設(shè)計(jì)和施工過程中，需要有所區(qū)分和設(shè)計(jì)，這樣才能在一定范圍內(nèi)控制樁基沉降，從而提高公路橋梁工程樁基質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王欣.公路橋梁工程中樁基沉降問題與對策研究[J].四川水泥，2020（12）：267-268.

[3]王二贊.山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].河南科技，2020，39（32）：109-111.

[4]胡海洋.公路橋梁工程超深人工挖孔樁施工技術(shù)[J].交通世界，2020（31）：118-119.

[5]孫海寧.公路橋梁工程中樁基沉降問題的解決措施[J].交通世界，2020（Z1）：176-177.