鞏向恩

中國(guó)建筑第五工程局有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000

橋梁樁基礎(chǔ)對(duì)于一個(gè)橋梁工程而言非常重要，如果樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性達(dá)不到要求，橋梁就很容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，引發(fā)一系列安全事故。遇到地震災(zāi)害時(shí)，橋梁樁基礎(chǔ)的抗震性能會(huì)發(fā)揮很大的作用。為了應(yīng)對(duì)極端情況，提升橋梁應(yīng)用安全性，相關(guān)工作人員需要從實(shí)際應(yīng)用著手，做好橋梁樁基礎(chǔ)施工，提高橋梁樁基礎(chǔ)的抗震性能。

1 橋梁樁基礎(chǔ)概述

在橋梁工程建設(shè)中，埋入土中的柱形桿件即樁，而樁基礎(chǔ)指的是基樁和承臺(tái)組成的施工部分。橋梁樁基礎(chǔ)包括橋梁下部結(jié)構(gòu)和地基接觸這一塊區(qū)域，需要能夠承受上部荷載并將荷載傳遞到下部結(jié)構(gòu)。施工單位在施工過(guò)程中需要避免水平變位或者不均勻沉降的情況出現(xiàn)。在進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，橋梁基礎(chǔ)可大致分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)，二者埋入土中的深度不一樣，深度不足5m為淺基礎(chǔ)，深度大于5m為深基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，橋梁樁基礎(chǔ)施工的深度決定了其復(fù)雜程度。淺基礎(chǔ)施工比較簡(jiǎn)單，深基礎(chǔ)施工比較復(fù)雜。通常而言，橋梁樁基礎(chǔ)施工可以用于土質(zhì)深厚的區(qū)域，并且能夠進(jìn)行機(jī)械化施工，整個(gè)施工速度非?？欤哂薪?jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí)，相關(guān)工作人員需要從各個(gè)層面著手提高建筑材料的耐腐蝕性，合理選擇適用材料。

2 橋梁震害問(wèn)題概述

我國(guó)橋梁樁基礎(chǔ)震害情況有幾個(gè)比較突出的特定內(nèi)容，比如砂層液化導(dǎo)致橋梁樁基礎(chǔ)承載能力缺失，進(jìn)一步引發(fā)橋臺(tái)和橋墩下沉、變形、偏轉(zhuǎn)、移動(dòng)，帶來(lái)很多負(fù)面的影響。工作人員需要從各個(gè)層面著手，避免橋梁受到侵蝕。相關(guān)施工單位的工作人員要結(jié)合實(shí)際情況做好工作調(diào)整，避免砂層出現(xiàn)液化。一旦出現(xiàn)砂層液化，橋梁支撐地基的承載能力就會(huì)越來(lái)越差，一步步喪失承載能力，出現(xiàn)滑動(dòng)變形、沉降等問(wèn)題。橋臺(tái)橋墩很容易出現(xiàn)滑動(dòng)變形，這也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)很多嚴(yán)重的后果，讓橋梁構(gòu)件失效。我國(guó)橋梁樁基使用了混凝土結(jié)構(gòu)及磚砌橋墩支撐體系，隨著時(shí)間的推移，混凝土及磚砌橋墩因?yàn)槁懵稜顟B(tài)不斷受到自然的侵襲，一步步風(fēng)化，變成粉塵，如果不加注意，很容易出現(xiàn)掉落的情況。另外，橋梁上部體系有時(shí)會(huì)出現(xiàn)和橋臺(tái)橋墩對(duì)應(yīng)不上、錯(cuò)位的情況，一旦出現(xiàn)錯(cuò)位，橋臺(tái)、橋墩的承載力就會(huì)大幅度降低，甚至導(dǎo)致橋身支撐處斷裂，引發(fā)非常嚴(yán)重的后果。加上部分砂層很容易出現(xiàn)不均勻的情況，進(jìn)一步導(dǎo)致橋面出現(xiàn)起伏甚至拱圈拉裂的情況，嚴(yán)重影響橋梁的應(yīng)用安全性。

3 橋梁樁基礎(chǔ)抗震效果現(xiàn)狀

我國(guó)大部分橋梁都有性能比較好的樁基礎(chǔ)，可以承受劇烈震動(dòng)，有一定的震害防范效果。土體是支撐橋梁的關(guān)鍵，當(dāng)土體足夠堅(jiān)固時(shí)，其對(duì)應(yīng)的抗震效果就越好，而如果土體受到沙化等因素的影響，對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)抗震效果也會(huì)變差。在此情形下，樁基礎(chǔ)是非常重要的支撐體系，能夠發(fā)揮支撐、抗震的作用。相關(guān)工作人員需要在此過(guò)程中明確樁基礎(chǔ)會(huì)受到的各類(lèi)影響，分析樁基礎(chǔ)可能會(huì)對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題。一般而言，土體沉降、傾斜、斷裂及滑動(dòng)均會(huì)影響橋梁樁基礎(chǔ)。如果土體出現(xiàn)振動(dòng)，相關(guān)工作人員需要采取合理的措施進(jìn)行處理，采用加固橋梁樁基礎(chǔ)及加長(zhǎng)橋梁樁基礎(chǔ)的辦法穩(wěn)定橋梁樁基礎(chǔ)，讓橋梁樁基礎(chǔ)可以深入土層，并保證其穩(wěn)定性。地震發(fā)生時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)受到很多因素的影響，相關(guān)工作人員要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)，保證承臺(tái)可以有更好的應(yīng)用效果。另外，注意做好填土打?qū)嵐ぷ?，?qiáng)化基礎(chǔ)負(fù)載力度，提高橋梁的抗震性。

4 地震中橋梁液化地基的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及計(jì)算

4.1 液化地基中的樁基礎(chǔ)

施工單位在液化地基的過(guò)程中會(huì)用到樁體來(lái)穿透組織，當(dāng)樁體穩(wěn)定在土層中時(shí)，就可以顯著提高橋梁樁基礎(chǔ)的抗震性能，讓橋梁的穩(wěn)定性得到更好的保障。如果樁體埋土深度不大于2.5/a（a為土體變形系數(shù)），那么其對(duì)應(yīng)的剛性就比較大，工作人員可以通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)其周?chē)Y(jié)構(gòu)密實(shí)，并且上層的薄土層也可以發(fā)揮一些減震的作用；而如果埋土的深度大于5/a，工作人員可以把液化土層當(dāng)作無(wú)效土層。

4.2 樁基礎(chǔ)應(yīng)力計(jì)算

（1）橋梁樁基礎(chǔ)的垂直承載力計(jì)算。地震時(shí)樁的承載力計(jì)算非常復(fù)雜，地下土層會(huì)出現(xiàn)非常劇烈的物理力學(xué)性質(zhì)的變化，強(qiáng)度指標(biāo)也會(huì)因此而大幅度降低，同時(shí)地基的變形也會(huì)顯著增加。地震對(duì)地基產(chǎn)生的實(shí)際影響與不同土層地質(zhì)的性質(zhì)、地震的等級(jí)等內(nèi)容有關(guān)，地震時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)給橋梁樁基礎(chǔ)帶來(lái)不同的影響。從垂直承載力計(jì)算的方向來(lái)看，地震災(zāi)害對(duì)支撐樁的影響是相對(duì)較輕的，對(duì)摩擦為主的樁的影響卻比較大。地震荷載是一種特殊核載，因此工作人員在進(jìn)行靜力計(jì)算時(shí)，要考慮各個(gè)因素對(duì)承載力的影響。

（2）橋梁樁基礎(chǔ)的水平地震力計(jì)算。地震力屬于隨機(jī)荷載，光動(dòng)力反應(yīng)的復(fù)雜程度會(huì)因地震而變得更加復(fù)雜。相關(guān)工作人員可使用M法和準(zhǔn)靜力法開(kāi)展計(jì)算工作，簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，然后進(jìn)行合理推演。使用準(zhǔn)靜力法時(shí)，樁基礎(chǔ)會(huì)受到上部結(jié)構(gòu)水平慣力的影響，因此相關(guān)工作人員需要在此過(guò)程中做好水平慣力的簡(jiǎn)化工作，保證樁頂?shù)淖饔昧梢哉嬲l(fā)揮出對(duì)應(yīng)的效果。

5 橋梁樁基礎(chǔ)抗震性能的優(yōu)化對(duì)策

相關(guān)工作人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證所有的參數(shù)和指標(biāo)都符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，并根據(jù)工程自身的特點(diǎn)及所處區(qū)域的地理環(huán)境采取具有針對(duì)性的抗震措施。如果是小型橋梁工程，那么在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)復(fù)雜程度不高，設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)即可；而如果是做大型甚至特大型橋梁工程建設(shè)，則必須分析研究動(dòng)力性能的合理性，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)科學(xué)分析，在各項(xiàng)數(shù)據(jù)的支撐的情況下進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，保證橋梁樁基條件及支撐荷載滿(mǎn)足其實(shí)際應(yīng)用的需求。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)，需要保證設(shè)計(jì)方案能夠與實(shí)際相符，讓設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可以真正落地，并降低地震災(zāi)害給橋梁帶來(lái)的負(fù)面影響；還要優(yōu)先考慮堅(jiān)固性、穩(wěn)定性較強(qiáng)的地基，并以此為基礎(chǔ)提升橋梁抗震性能。

施工單位必須保證抗震設(shè)計(jì)符合應(yīng)用規(guī)范，強(qiáng)調(diào)抗震設(shè)計(jì)的原則，防止強(qiáng)震后橋梁坍塌。相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要從抗震性能的實(shí)際應(yīng)用著手，做好橋梁樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)中材料組件破損的概率。從以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，橋梁事故發(fā)生的主要原因是地基無(wú)法保持平衡，穩(wěn)固性受種種因素的影響而遭到破壞，因此相關(guān)工作人員要合理選擇橋位，避開(kāi)活動(dòng)斷層及其周?chē)徑囟?，盡可能使橋梁建設(shè)處于安全區(qū)域，遠(yuǎn)離滑坡或者古河道等地方。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，橋梁樁基礎(chǔ)施工涉及的內(nèi)容有很多，要想提升橋梁樁基礎(chǔ)的抗震性能，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須具有較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，要能夠從實(shí)際應(yīng)用著手來(lái)提升橋梁樁基礎(chǔ)的抗震效果。此外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，注意分析發(fā)生地震時(shí)橋梁樁基可能面臨的各種情況，并根據(jù)垂直承載力和水平地震力的情況開(kāi)展設(shè)計(jì)，做好樁基礎(chǔ)的控制工作，采取合適的對(duì)策降低負(fù)面因素給橋梁樁基礎(chǔ)施工帶來(lái)的影響。