呂萬(wàn)希

摘要：在公路工程的建設(shè)中，橋梁樁基的質(zhì)量會(huì)對(duì)橋梁工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生直接的影響，因?yàn)楣饭こ讨械臉蛄簶痘鶕?dān)負(fù)著整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)以及所過(guò)車輛的負(fù)載。但是在整個(gè)的工程建設(shè)中，橋梁樁基的建設(shè)實(shí)際上屬于地下的工程，因?yàn)樵跇蛄航ǔ芍螅瑯蛄簶痘强床坏降?，但是橋梁樁基建設(shè)的質(zhì)量則會(huì)對(duì)橋梁的穩(wěn)固性以及安全產(chǎn)生直接的影響，樁基是橋梁的根基，樁基的穩(wěn)定才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而降低橋梁的危險(xiǎn)?；诖耍疚膶?duì)樁基設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;樁基設(shè)計(jì);常見(jiàn)問(wèn)題;分析

引言

近幾年來(lái)，由于我國(guó)路橋工程的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，樁基技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。在公路橋梁施工過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)應(yīng)用合理的樁基設(shè)計(jì)，不僅能夠提升路橋樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，而且有效減少路橋樁基施工材料的浪費(fèi)。因此，需給予更多的關(guān)注。

1公路橋梁樁基設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題

1.1樁基沉降問(wèn)題

（1）端承型群樁沉降。公路橋梁工程中的樁群結(jié)構(gòu)類型有很多，其中出現(xiàn)頻率最高的是端承型樁群。組成部分主要是端承樁，因此，剛硬性極強(qiáng)的持力層成為這種樁群結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)。端承型樁群正式投入使用后，能夠長(zhǎng)時(shí)間承受巨大的重量，能夠利用不同的承臺(tái)將重量分散輸送到各個(gè)群樁地下層。這種承力模式不僅能讓樁體對(duì)自身承載的重量進(jìn)行有效控制，還能在一定程度上提升樁體的承載強(qiáng)度。樁底部位四周土層的堅(jiān)固度與群樁沉降現(xiàn)象有直接的聯(lián)系，而上述方法可以有效增加土層堅(jiān)固度，極大地降低端樁刺入土層或者樁體發(fā)生沉降的幾率。（2）摩擦性群樁沉降。雖然摩擦樁群和端承樁群都有出現(xiàn)沉降的可能性，但引發(fā)沉降的原因有很大差異。工作人員在全面分析端承型群樁的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，每個(gè)單樁之間都存在大小值不同的綜合作用力，這種綜合作用力比較小，幾乎可忽略不計(jì)。但由于這些綜合作用力伴隨產(chǎn)生一些相互作用力，所以在分析摩擦樁群時(shí)，要充分考慮每個(gè)單樁之間的影響力，因?yàn)槟Σ潦莻鬟f建筑荷載重量的主要形式。不同的樁端土層和不同的單樁之間還存在重疊應(yīng)力的問(wèn)題，這大大加深了樁基之間的摩擦力對(duì)樁基承載能力的影響。從這個(gè)角度分析可知，與群樁能力強(qiáng)度有關(guān)的不僅僅是單樁承載力的相互疊加影響，還要全面考慮樁體之間的影響和干擾。

1.2樁徑樁長(zhǎng)樁數(shù)設(shè)計(jì)問(wèn)題

基礎(chǔ)的成本，目前對(duì)樁徑的選擇通常有0.8m、1.0m、1.2m、1.4m、1.6m、1.8m、2.0m、2.2m等多種。樁基優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是既能滿足豎向承載力和水平位移的要求，確保樁基的安全，又使樁基的成本最低。因此分析樁徑、樁長(zhǎng)、樁數(shù)與折算成單方混凝土提供的豎向承載力允許值之間的關(guān)系，以及樁徑、樁數(shù)、樁長(zhǎng)對(duì)樁基水平位移的影響，可以更好地指導(dǎo)樁基設(shè)計(jì)。

1.3巖溶地區(qū)公路橋梁樁底補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

橋梁樁基礎(chǔ)類型分為端承樁和摩擦樁兩種，對(duì)于中風(fēng)化巖層埋置深度不深的區(qū)域，樁基大多采用端承樁。端承樁對(duì)樁底中風(fēng)化巖層的承載力要求較高，并且需要保證樁底以下一定厚度范圍內(nèi)不存在較大溶洞。由于巖溶地區(qū)地質(zhì)條件多變且復(fù)雜，即使在勘察設(shè)計(jì)階段達(dá)到逐樁進(jìn)行鉆孔勘探的密度，也難以完全探明地下溶洞的發(fā)育情況。

2公路橋梁樁基設(shè)計(jì)有效措施

2.1沉降控制設(shè)計(jì)方法

對(duì)于橋梁施工中的樁基設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一般都是以其承載力的狀況作為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，在樁基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，既要考慮橋梁所建范圍內(nèi)土體的狀況，還要根據(jù)橋梁本身的跨度進(jìn)行考量。一般情況下，體積較大的樁基對(duì)于沉降的控制比較好，但是增加樁基的體積，會(huì)使工程造價(jià)增加。所以，如何對(duì)橋梁樁基進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，才能避免造價(jià)的增加，是施工方應(yīng)該考慮的問(wèn)題。另外，要想使其受力情況符合標(biāo)準(zhǔn)，還得對(duì)施工過(guò)程中影響樁基受力情況的各項(xiàng)因素進(jìn)行考察和控制。首先，通過(guò)對(duì)樁基的合理修建可以對(duì)沉降產(chǎn)生合理的控制，在一定程度上可以減少工程修建的開(kāi)支，這樣通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)模式下樁基修建的方式進(jìn)行考察，可以有效地對(duì)比出原有的樁基修建存在哪些不足;其次，在橋梁施工的建設(shè)中，要使用剛度較大的建設(shè)材料，這樣在保證其受力可以達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也可保證工程建設(shè)完以后其沉降的情況在控制的范圍內(nèi)，這樣橋梁在過(guò)多的外力作用下也能保證正常的使用功能，橋梁的應(yīng)力水平在合理的安全范圍內(nèi)。沉降控制的設(shè)計(jì)方法如圖1所示。

2.2樁徑樁長(zhǎng)樁數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）無(wú)論是摩擦樁還是嵌巖樁，在樁長(zhǎng)固定情況下，增加樁徑能提高單樁豎向承載力允許值，但單方混凝土提供的豎向承載力允許值隨樁徑的增大而減小，土層力學(xué)性質(zhì)越好，減小幅度越大。因此從經(jīng)濟(jì)角度考慮，樁徑不宜太大。（2）在不改變樁徑的情況下，當(dāng)上部土層力學(xué)性質(zhì)相對(duì)較差時(shí)，樁長(zhǎng)縮短到樁身均在力學(xué)性質(zhì)較差的土層中時(shí)，單方混凝土提供的承載力將降低。因此，不宜過(guò)多地減小樁長(zhǎng)、增加樁數(shù)。（3）在不改變樁徑的情況下，若地層巖性相對(duì)單一、土層的物理力學(xué)性質(zhì)從上到下基本接近時(shí)，減小樁長(zhǎng)、增加樁數(shù)，單方混凝土提供的承載力允許值將增大，因此，若場(chǎng)地施工條件允許，在滿足最小樁長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，建議優(yōu)先考慮減小樁長(zhǎng)、增加樁數(shù)。（4）增加樁數(shù)、加大樁徑和按多排樁設(shè)計(jì)，可以提高樁基抵抗水平位移的能力，特別是受水平荷載較大的樁基，在滿足最小樁長(zhǎng)的情況下，減小樁長(zhǎng)、增加樁數(shù)、加大樁徑，既能確保安全，又可以減少成本。（5）樁基設(shè)計(jì)需要考慮多種因素的影響，既要滿足豎向承載力的要求，也要考慮水平荷載的影響，在確保安全的條件下，力求成本最低。

2.3巖溶地區(qū)公路橋梁樁底補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

如：某工程所處區(qū)域巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，施工難度較大。雖然勘察設(shè)計(jì)階段對(duì)橋梁樁基進(jìn)行了逐樁鉆探，但是仍出現(xiàn)了勘察小鉆孔探測(cè)無(wú)溶洞，施工樁基直徑大鉆孔中發(fā)現(xiàn)溶洞的情況。造成個(gè)別樁基成樁后因抽芯檢測(cè)樁底持力層厚度不合格而需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。檢測(cè)顯示樁基存在的問(wèn)題為樁端持力層溶洞頂板厚度不足5m，針對(duì)樁底持力層發(fā)現(xiàn)溶洞這種地質(zhì)情況，本著技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合理的原則，確保高壓注漿固結(jié)體的強(qiáng)度，采用高壓清水旋噴切割以及氣舉反循環(huán)聯(lián)合套洗清渣后，對(duì)溶洞內(nèi)進(jìn)行高壓旋噴注漿，本工程利用抽芯檢測(cè)孔進(jìn)行注漿，檢測(cè)孔直徑為130mm。施工工藝流程為旋噴鉆機(jī)就位調(diào)試→清水切割沖洗→水泥漿制備→高壓旋噴注漿→鉆機(jī)移位。注漿施工結(jié)束18d后，對(duì)所處理樁基再次進(jìn)行鉆芯法檢驗(yàn)，鉆芯取樣水泥漿芯樣膠結(jié)較好，樁底持力層連續(xù)，處理效果明顯，滿足使用要求，注漿封閉取樣孔。樁底溶洞處理后通過(guò)抽芯檢測(cè)，樁端持力層滿足端承樁持力層厚度滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。采用高壓清水旋噴切割以及氣舉反循環(huán)聯(lián)合套洗清渣，然后對(duì)溶洞內(nèi)進(jìn)行高壓旋噴注漿的方法處理樁底溶洞，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均取得了較好的效果。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，分析公路橋梁工程設(shè)計(jì)中的樁基問(wèn)題，必須在充分掌握相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)際情況計(jì)算，為了保證公路橋梁樁基設(shè)計(jì)全面性和科學(xué)性，還要善于借助先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，盡量避免橋梁工程樁基后續(xù)問(wèn)題對(duì)后期使用功能的影響。

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