公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

1陈鹏飞 2孙嘉明

北京建达道桥咨询有限公司 北京市100015

摘要

桩基承载着公路桥梁工程的所有负载,其包括车辆荷载、桥梁上部和下部的恒载,其是公路桥梁工程的主要支撑物,是确保公路桥梁安全运行的关键。然而,由于各种原因造成的桩基沉降现象十分普遍,这不仅会对公路桥梁工程的安全造成严重的危害,而且还会影响到桥梁的正常使用。因此,对公路桥梁工程设计当中出现的桩基沉降问题进行深入的研究与解决是十分必要的。


关键词

公路桥梁;工程设计;桩基沉降;问题研究

正文

1桩基的作用

1.1缓解上部结构沉降

桩基本身刚度比较大,能够分摊和承受比较大的上部荷载,减轻上部结构的沉陷,避免桥梁发生变形确保公路桥梁工程达到安全设计的相关要求。此外,桩基与周边土壤之间还要有一定的间隙,这样就可以相互摩擦,从而使公路桥梁上的荷载向四周分散,从而确保了桥梁上部结构的稳定。

1.2降低公路桥梁工程建设成本

由于某些地区的自然条件比较恶劣,因此,在公路桥梁工程进行施工时,如果地下的水位比较高或者需要进行水下作业,可以采取桩基结构。桩基结构不仅可以确保公路桥梁工程的施工质量,而且节省了造价,降低了人力、物力和财力的消耗。

1.3有效抵御自然灾害的破坏

公路桥梁工程的其他部位相比,桩基结构的抗拔性更好,可以有效抵御地震、大风、洪涝等自然灾害的侵袭,确保公路桥梁工程的施工质量和使用安全。

2造成桩基沉降问题的原因

2.1由于地质环境勘察不恰当

在公路桥梁工程设计施工当中,为使工程的桩基更加稳固,必须在工程施工开始之前进行环境调查,以便对周边的地质和环境问题有较好的认识,然后,结合具体的环境条件进行公路桥梁桩基的设计工作。然而,在目前的工程设计实践中,大多数的公路桥梁工程施工项目缺乏现场勘察,往往只能从纸面上或有关的资料中获得有关的工程施工情况,因此,设计成果与实际地质环境条件有较大的差异,从而使公路桥梁桩基的沉降问题更加严重。

2.2桩基选型问题

在不同的地质条件下,应该选用适合的桩基,这就要求相关设计者在现场进行分析工作,并考虑到山地地基的起伏,以及桥墩的纵向和横向地基土类型,同一桥墩应选用同一种桩基。但是,在桩基的选型过程当中,有些设计师更注重造价,他们会故意挑选出与规范相近的桩基,尽管这些桩基在某些角度上也能达到一定的承载能力,但其也有一个缺点,那就是一旦被外界的力量影响,就会出现位移和倾斜,从而造成严重的沉降问题。

2.3墩台身问题

在普通的公路桥梁工程的架构当中,可以分为上部结构、墩身或台身桩基3个方面,而墩台身是承接其他两个部位的重要结构,如果墩台身出现了问题,那么就会导致地面发生沉降。特别是桥墩是公路桥梁的中段部位,一旦桩基发生倾斜,就会造成桩基倾斜或者位置偏移,从而就会引起不良的沉降问题,但也有少部分的工程设计施工当中,由于承重柱的倾角太大,从而导致了公路桥梁结构的受力向桩基倾斜。

3公路桥梁工程设计中桩基沉降应对方法

3.1制订工作实施计划,做好地质勘查工作

在进行地质勘察工作的过程当中,首先是地面的测绘工作。测绘工作的开展,具体涉及对地基分布、地形地貌的调查,根据收集到的资料来分析桩基的构成,确定桩基夹层的渗透程度,以及记录桩基的厚度。二是在现场布设勘察站。根据现场条件布置勘察点,通常勘察点之间的间隔为30m左右,如果遇到地形比较复杂的地段,要合理地缩短勘察点的相关间距。在确定勘察点的位置时,应考虑地基压缩层、周边建筑物等因素。三是钻探。钻探的工作主要是为了将地层进行分层,通常采用薄壁取土器,在防护措施充分的情况下进行采样,以保证试样不会受到干扰,保证钻探工作质量。四是原位测试。通常采用静力触探和十字板剪切试验,传统的钻探技术,现已应用于现场试验,这样既可提高勘察的实效性,又可减少工作量。

勘察工作主要是进行地表调查,以求出桩的物理、力学、水力学等参数,为以后的工程施工提供参考资料。如果地形起伏大、桩基地形单元多、沟渠多、土壤构造比较复杂,对桩基的利用有一定的影响,那么就属于中等的场地勘察范畴。如果地形起伏大、地形单元多、错综复杂,基础位置比较偏远,存在较大的液化和震陷风险,属于复杂的现场地质勘察工作。通过对工程地质条件的合理选取,确定设计工作的内容,严格按照工程方案的相关要求进行设计,以防止桩基沉降问题的发生。

3.2桩基选型改善方法

公路桥梁工程经常会面临临水环境,在这种环境下的土壤非常松软,很容易产生不利的沉降问题,因此,针对这种环境,相关设计者必须要做好基本的设计工作。在桥位软土厚度大的情况下,采用桩柱单排安装,以减小桩基础不均匀沉降带来的不良影响。但是,具体的操作还是要看具体的情况来定。另外,在水下的桩基要考虑水流冲刷对桩基的影响,在设计桩基长度时要考虑到冲刷的深度。

3.3保证桥梁桩基的基本性能

桩基设计要充分考虑到环境因素对桩基础产生的影响,以及在工程施工过程当中出现的各种常见问题,并提出相应的处理措施。设计出的桩基应该符合其基本性能的指标。首先,桩基应具备较好的承载能力,从而使其在横向和纵向上都能承担起承载能力,从而达到平衡上部结构的目的。其次,桩基必须要具备较好的抗弯曲性能,并且必须具备足够的刚性和抗弯性,以便可以应对上部结构的各种荷载,减少对环境等因素的影响程度。

3.4确保墩台施工质量

由于墩台桥梁施工时间长、造价高,其施工质量与桩基沉降也有很大的关系,所以相关设计人员必须严格遵守有关规范,以确保各桥梁墩台的受力上下、左右保持一致,并均匀分布。在设计时,应对桥墩的施工质量进行科学合理的控制,如在桥墩混凝土施工中,进行混凝土浇筑的过程中应明确混凝土的厚度和方向,对混凝土的含水量、坍落度、温度进行测量,使混凝土的各项指标均在规定的范围之内,并且在浇筑时要分层浇筑混凝土,并且每层浇筑间隔的时间不能大于1.5h,在进行混凝土振捣时,不得与模板、钢筋、预埋件发生碰撞,避免在混凝土表面产生大量气泡,以便保障混凝土振捣的密实性。

 

结语:

在公路桥梁工程施工建设过程当中,由于工程规模比较庞大、结构复杂,往往会导致桩基沉降问题的出现,从而影响到公路桥梁工程的安全稳定建设和发展。所以,在现代公路桥梁的设计工作当中,应根据具体的情况,重视桩基的沉降问题,并针对存在的问题,给出了相应的对策和措施进行控制和管理

 

参考文献:

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