欒坤鵬

（煙臺(tái)公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)采集中心，山東 煙臺(tái) 264003）

0 引言

普通公路工程施工中，容易受到外界因素的影響，造成工程出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題，比如地質(zhì)問(wèn)題。如果地基為軟土地基，且橋梁設(shè)計(jì)未對(duì)地基進(jìn)行控制，就容易造成后續(xù)橋梁服務(wù)中出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問(wèn)題，包括沉降和傾覆等風(fēng)險(xiǎn)。為了提高橋梁的安全系數(shù)，就需要結(jié)合實(shí)際情況，合理進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)，并發(fā)揮樁基的功能與作用，全面提高橋梁的功能與安全，確保橋梁的服務(wù)能力和安全系數(shù)。結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)樁基設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，確保橋梁設(shè)計(jì)中，樁基設(shè)計(jì)能符合橋梁設(shè)計(jì)的基本標(biāo)準(zhǔn)，滿足普通公路工程的建設(shè)需求，降低隱患的發(fā)生概率。

1 相關(guān)概述及工程概況

1.1 工程概況

該工程橋梁為普通公路中的橋梁，長(zhǎng)度為1.5km，跨徑47.6m，上部結(jié)構(gòu)為30m 的預(yù)制T 梁，采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)形式，共有12 跨，橋面寬度為29.5m，為雙幅式橋面。為了滿足橋梁施工的基本需求，該工程對(duì)周邊區(qū)域氣候等因素進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)前期地質(zhì)勘查工作，獲取區(qū)域氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)海洋氣候，全年潮濕多雨，施工區(qū)域地質(zhì)條件相對(duì)較差，屬于濕陷性黃土，為了滿足橋梁施工的安全性，該工程在橋梁設(shè)計(jì)中引入了樁基設(shè)計(jì)，通過(guò)樁基的合理運(yùn)用，確保橋梁設(shè)計(jì)的可靠性，降低地質(zhì)因素給橋梁帶來(lái)的影響。 該工程選擇樁徑1.2～1.5m，樁長(zhǎng)為55m，經(jīng)過(guò)樁基的設(shè)計(jì)，確保工程的安全系數(shù)，避免后續(xù)沉降給工程帶來(lái)的影響，全面提升橋梁的施工質(zhì)量，確保橋梁的服務(wù)能力，并降低后續(xù)可能帶來(lái)的安全隱患。

1.2 橋梁設(shè)計(jì)中樁基設(shè)計(jì)意義

在橋梁施工中，需要做好橋梁的基礎(chǔ)控制，如果基礎(chǔ)不穩(wěn)，橋梁就容易隨著基礎(chǔ)的沉降，出現(xiàn)各種裂縫問(wèn)題，進(jìn)而影響橋梁的承載能力，嚴(yán)重威脅橋梁的服務(wù)能力，甚至帶來(lái)重大安全隱患。所以為了實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的安全控制，則要在橋梁設(shè)計(jì)中，合理地引入樁基設(shè)計(jì)，通過(guò)樁基的合理運(yùn)用，降低橋梁的沉降問(wèn)題，確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，降低外界因素給基礎(chǔ)帶來(lái)的影響，全面提升橋梁的功能性和安全性。在橋梁建設(shè)時(shí)，需要合理地對(duì)樁基設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，不僅能夠?yàn)闃蛄禾峁┚?xì)的參考數(shù)據(jù)，還能避免外界因素給橋梁帶來(lái)的影響，確保橋梁的設(shè)計(jì)符合實(shí)際使用需求。在橋梁設(shè)計(jì)中，需要合理地對(duì)樁基的因素進(jìn)行研究，注意樁基的建設(shè)成本，考慮樁基的作用與意義，進(jìn)而全面提升橋梁的服務(wù)能力，避免安全隱患，全面提升橋梁的穩(wěn)定與安全。

只有合理地對(duì)樁基進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能在施工期間對(duì)樁基進(jìn)行合理的運(yùn)用，同時(shí)，只有保證樁基的設(shè)計(jì)質(zhì)量，才能提升整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性和承載能力。根據(jù)不同的作用力對(duì)樁基進(jìn)行劃分，可以簡(jiǎn)單分為端承樁和摩擦樁。端承樁需要將樁基打入地下，再進(jìn)行其他施工，從而實(shí)現(xiàn)樁基的承載作用，確保地基的穩(wěn)定性和可靠性。摩擦樁則是另一種的樁基結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的應(yīng)用中，具有較好的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)，其摩擦性能就是樁的基礎(chǔ)，因?yàn)槟Σ列缘拇嬖?，樁才能滿足實(shí)際施工的需求。

2 樁基設(shè)計(jì)要點(diǎn)的研究

在橋梁設(shè)計(jì)階段，為了保證樁基的合理應(yīng)用，需要對(duì)樁基進(jìn)行控制，確保樁基的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而滿足橋梁設(shè)計(jì)的基本需求，積極提升橋梁的服務(wù)能力，確保普通公路的功能與作用。

2.1 軟弱下臥層的樁基設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)前期的勘查工作，明確該工程持力層下有一層軟弱地基，這部分地基被命名為軟弱下臥層?；椎膽?yīng)力經(jīng)過(guò)持力層的應(yīng)力擴(kuò)散后，會(huì)持續(xù)擴(kuò)散到軟弱下臥層中，這個(gè)時(shí)候，應(yīng)力會(huì)有相應(yīng)的減少，否則地基將會(huì)受影響，并在軟弱下臥層發(fā)生損壞，給公路帶來(lái)安全隱患。在實(shí)際的驗(yàn)算過(guò)程中，需要對(duì)軟弱下臥層的應(yīng)力和承載力的特征值進(jìn)行比較，判斷應(yīng)力是否小于它。同時(shí)，還要進(jìn)行相應(yīng)的承載力驗(yàn)算，進(jìn)而滿足規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就能保證軟弱下臥層的樁基設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而提升橋梁的功能與作用，確保橋梁的服務(wù)能力[1]。

2.2 樁基豎向的承載設(shè)計(jì)

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不僅需要對(duì)樁基的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要對(duì)樁基的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保樁基在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，能夠產(chǎn)生一定的豎向力，避免樁基發(fā)生偏移的問(wèn)題，從而提升樁基的可靠性，確保樁基符合實(shí)際應(yīng)用的基本需求。在樁基設(shè)計(jì)中需要考慮到，橋梁承載的是整個(gè)橋梁的重量和通過(guò)車(chē)輛的荷載，在這些壓力和樁基自身的作用下，就會(huì)傳遞到下部的土壤中，可能導(dǎo)致樁基出現(xiàn)松動(dòng)的情況，樁基與周邊的巖石等物體會(huì)發(fā)生一定的偏移，如果這部分偏移過(guò)大，就會(huì)給樁基本身的承載能力帶來(lái)影響，進(jìn)而影響橋梁的功能。一般樁基產(chǎn)生位移的主要原因是樁基所承受的壓力和其自身壓力后發(fā)生沉降，而且在樁基根部有地下水或其他水，造成樁基的承載能力和穩(wěn)定性受到影響，在這種情況下，樁基的可靠性就不能得到保證。所以在實(shí)際的樁基設(shè)計(jì)中，要做好樁基的控制，避免樁基發(fā)生松動(dòng)、出現(xiàn)偏移，從而提高樁基的可靠性，降低樁基的安全隱患。同時(shí)，要合理的對(duì)摩擦樁進(jìn)行選擇，通過(guò)增加摩擦力的方式，提高樁基本身的穩(wěn)定性，降低安全與質(zhì)量隱患[2]。

2.3 樁基長(zhǎng)度和樁型號(hào)的設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要做好樁基長(zhǎng)度和型號(hào)的設(shè)計(jì)。首先，如果使用端承樁，樁端就會(huì)進(jìn)入微風(fēng)化巖中，但是由于中風(fēng)化巖不能作為持力層，所以，對(duì)于這樣的情況，當(dāng)樁端進(jìn)入微風(fēng)化泥質(zhì)巖時(shí)，基本的飽和單軸應(yīng)≥10MPa，樁基要嵌入滿足強(qiáng)度的微風(fēng)化巖層中，同時(shí)嵌入深度不應(yīng)小于2D。

在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)于摩擦樁而言，需要注意樁端提供承載力所占樁底外力比重不應(yīng)該超過(guò)15%，也就是說(shuō)R＜15%，如果樁柱外力的比重＞15%時(shí)，樁端提供承載力的值應(yīng)選取15%×R。單樁軸向承受承載力容許值R 需要≤100%，如此才能夠保證摩擦樁的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，在一些基本的橋梁樁基設(shè)計(jì)中，需要將樁型與工藝進(jìn)行配合，并以荷載性、樁的使用功能、土層和地下水位等作為選擇因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)樁型和成樁工藝等合理選擇，從而保證樁基長(zhǎng)度和樁的型號(hào)得到有效控制，確保樁的功能性和安全性，降低安全隱患。

2.4 樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)

在進(jìn)行樁基長(zhǎng)度和樁型的設(shè)計(jì)后，就需要對(duì)樁頂進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要注意樁頂標(biāo)高的控制，一般情形下，這部分標(biāo)高是指破完樁頭后的樁頂標(biāo)高，這種樁頂標(biāo)高以上樁身屬于超灌的部分，所以設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行合理的控制，假設(shè)標(biāo)高為－1.5m，那么開(kāi)挖后在樁身-1.5m 處進(jìn)行標(biāo)記，以上的部分可以省略。

2.5 樁基水平承載力的設(shè)計(jì)

水平承載力的設(shè)計(jì)，也是樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為了保證樁的質(zhì)量，需要對(duì)樁基水平承載力進(jìn)行合理的控制。橫向抗力不僅取決于樁側(cè)的土質(zhì)和地質(zhì)條件，還受到樁本身的抗彎能力的影響，所以需要考慮土和樁的雙重作用，才能保證樁本身的水平承載能力。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)樁土一體化進(jìn)行分析，確保樁基的水平承載能力能夠滿足實(shí)際設(shè)計(jì)的基本需求，降低安全隱患。

首先，在鋼筋混凝土的預(yù)制樁設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意正截面的配筋率控制，應(yīng)保證這部分≥0.65%，以保證樁本身的水平承載力。同時(shí)，還要結(jié)合靜載試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)地面處水平位移進(jìn)行控制，以10mm為宜，應(yīng)將荷載的75%作為水平承載力的特征值，從而滿足樁基設(shè)計(jì)和建設(shè)的基本需求，確保樁基能夠更好地為橋梁提供服務(wù)。

其次，如果樁身本身的配筋率≤0.65%，則需要再次對(duì)靜載試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，并且將結(jié)果臨界荷載的75%作為單樁水平承載力的特征值。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樁基水平荷載的控制，降低外界因素給水平荷載帶來(lái)的影響，全面提升樁基的設(shè)計(jì)質(zhì)量，使得樁基能夠更好地為橋梁提供服務(wù)，確保普通公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量。

2.6 樁基豎向極限承載力的設(shè)計(jì)

為了滿足樁基的合理應(yīng)用，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)際的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的剪重比能夠用以確定單樁的豎向承載力，并能對(duì)相應(yīng)的特征值進(jìn)行確定，所以地梁的設(shè)計(jì)是十分有意義的。同時(shí)，單樁基礎(chǔ)和單排樁基的縱向軸線、水平力保持垂直相交時(shí)，樁頂可以參照鉸接的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而滿足實(shí)際樁基的應(yīng)用需求。一般情況下，需要以豎向承載力為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)樁的布置，但這一過(guò)程中，要對(duì)樁的豎承載力進(jìn)行驗(yàn)算，從而保證樁的穩(wěn)定性，降低后續(xù)樁出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題，確保樁的豎向承載力較為合理。

2.7 樁基承載力的計(jì)算

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基承載力的控制，需要結(jié)合相關(guān)參數(shù)對(duì)承載力進(jìn)行計(jì)算，并按照最大支撐能力進(jìn)行控制，從而使樁基設(shè)計(jì)能夠滿足橋梁設(shè)計(jì)的基本需求，降低樁基設(shè)計(jì)不合理帶來(lái)的安全隱。實(shí)際的計(jì)算中，可以參照公式（1）進(jìn)行。

C1、C2——樁基本身的穩(wěn)定系數(shù)；

A——樁基的底截面面積；

U——樁基除去風(fēng)化層后的插入深度；

Ra——樁基底巖石的極限抗壓強(qiáng)度。

以上述公式為基礎(chǔ)能實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基的相應(yīng)計(jì)算，確定最大承載力，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，從而保證樁基設(shè)計(jì)的合理性，確保樁基符合工程施工的基本需求，降低安全隱患，避免樁基設(shè)計(jì)不合理給施工帶來(lái)影響。

2.8 樁基負(fù)摩擦力的影響研究

樁基設(shè)計(jì)過(guò)程中還要對(duì)負(fù)摩擦力進(jìn)行研究。負(fù)摩擦力對(duì)樁基的施工具有很大的影響，因此需要對(duì)負(fù)摩擦力進(jìn)行重視及控制，降低其對(duì)施工的影響，確保樁基的可靠性。實(shí)際的設(shè)計(jì)中，地基土石一旦受到擾動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致地基的承載能力發(fā)生變化，并使地基在自身重力的作用下產(chǎn)生固結(jié)下沉的問(wèn)題，尤其是在地下水的大量開(kāi)采區(qū)域，這部分因?yàn)榈叵滤拈_(kāi)采，使得軟弱地基更容易發(fā)生固結(jié)下沉的問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生向下分布的摩擦力，這一摩擦力，則可以被理解為負(fù)摩擦力。負(fù)摩擦力的產(chǎn)生會(huì)使得樁的豎向荷載發(fā)生變化，甚至還能給樁帶來(lái)一定的破壞，嚴(yán)重影響樁基的可靠性。所以設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意對(duì)這部分負(fù)摩擦力加以控制?？梢栽谥行渣c(diǎn)上設(shè)置相應(yīng)的鋼套管和油毛氈，并使之成為隔離層，這樣一來(lái)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)摩擦力的控制，從而降低負(fù)摩擦力的影響，確保樁基設(shè)計(jì)的可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際情況對(duì)普通公路工程進(jìn)行研究，對(duì)具體橋梁設(shè)計(jì)中的樁基設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)樁基的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)樁基設(shè)計(jì)的控制，確保了樁基的設(shè)計(jì)質(zhì)量，旨在發(fā)揮樁基設(shè)計(jì)的可靠性，降低樁基的各類(lèi)問(wèn)題，確保樁基能夠更好地為公路工程提供服務(wù)，確保公路工程的建設(shè)質(zhì)量，滿足出行的基本需求，降低公路工程出現(xiàn)沉降的問(wèn)題，確保橋梁的服務(wù)能力，滿足居民出行的基本需求，降低各類(lèi)安全隱患的發(fā)生。