關(guān)于橋梁工程設(shè)計中的樁基沉降的探討

摘要：伴隨我國國民經(jīng)濟的平穩(wěn)發(fā)展，國民的生活質(zhì)量大幅度提升，國家就把主要的目光和精力投入在一些必要的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)當(dāng)中，從公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的比例上來看，交通設(shè)施方面的占有比重明顯處在上方，尤其是公路的建設(shè)能推動一個地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，橋梁工程就必不可少，而橋梁設(shè)計的負(fù)荷力比重逐漸加大，所以橋梁工程設(shè)計中樁基沉降的相關(guān)研究分析不可忽視。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；樁基沉降；樁基類型

現(xiàn)我國的公路建設(shè)事業(yè)已將達到了空前的發(fā)展階段，橋梁成為了運輸上的主要命脈，正處于迅猛發(fā)展的形勢下，根據(jù)相關(guān)的不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)階段有橋梁設(shè)計50余萬，而且全國每年又將建設(shè)10000余座，在如此形式下我們更加注重橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量問題，樁基是承擔(dān)整個橋梁的重要支柱，橋梁工程當(dāng)中最容易發(fā)生的樁基沉降問題亟待探討。

一、正確分辨樁基所屬類型

（一）樁基類型的不同分類

在橋梁工程建設(shè)當(dāng)中轉(zhuǎn)機類型的分類是比較復(fù)雜的，下面用表格的形式整理出不同的區(qū)分方式判定樁基類型。（見表a）

表a

區(qū)分方式

樁基類型

施工類型：

沖孔型、鉆孔型、

樁基的直徑：

大直徑、中等、小直徑

承載力度：

摩擦樁型、端承樁型

水平受力度：

主動受力型、被動受力型

縱向受力程度：

抗壓樁基、抗拔樁基

橋梁工程設(shè)計的技術(shù)不斷更新進步，橋梁設(shè)計師們?yōu)榱舜_保橋梁的穩(wěn)定性更加的青睞于使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些的樁基，在實際情況中就應(yīng)該根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)的樁基進行具體分析，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性

• 端承樁基與摩擦樁基

在橋梁的設(shè)計和建設(shè)中，因為設(shè)計不同橋梁的相應(yīng)承載力不盡相同，土層之下的樁基其受力的程度也是不一樣的，所以區(qū)分一摩擦樁基和端承樁基這兩個類型（詳見圖1）。樁基全部都設(shè)立于軟土層里面的是摩擦樁基，因為摩擦樁在土層下具有一定的深度，所以在施工的時候摩擦樁基的樁身四周跟周圍土層摩擦力產(chǎn)生摩擦力，故而稱其為摩擦樁。同時，摩擦樁的尖端也具有很強的阻力，摩擦力和阻力一起承受著樁基的上部結(jié)構(gòu)所帶來的力度。端承樁樁基的力量大多是由阻力去承擔(dān)的，不同的是端承樁樁基是穿過軟土層直接和硬土層相連。這就是端承樁與摩擦樁的區(qū)分。

圖一

二、分析樁基沉降的原因

通過對橋梁工程的具體的實際調(diào)查研究表明，影響樁基沉降的具體原因有很多，而且每一個因素之間也是相互作用，相互影響的。樁基沉降對工程的影響非常之大，所以我們要從根本上出發(fā)，分析造成樁基沉降的原因，控制其發(fā)生。在此主要針對端承型樁群和摩擦型樁群兩方面對沉降原因闡述。

（一）分析端承型群樁的沉降原因

端承型群樁就是由端承樁群構(gòu)成的橋梁的基礎(chǔ)樁群，端承型的群樁所屬的持力層大都比較剛硬，橋梁上端所承載的重量大多是通過承臺從群樁傳達到端樁下面的地層，所以他的承載力度比較大，就一般來說，樁底的土層幾乎不會有沉降現(xiàn)象的發(fā)生，也極少有刺入式沉降現(xiàn)象發(fā)生，而且因為群樁自身擠壓的原因致使樁身壓縮使其沉降數(shù)值減少，而且由于刺入式的沉降與樁身壓縮沉降的數(shù)值都很少，由此而導(dǎo)致的樁基側(cè)面的摩擦力度也少，這些影響到傳達到樁群面的綜合有效力也少。

（二）分析摩擦型群樁的沉降原因

摩擦型樁群的沉降原因不像是端承型群樁那樣單樁和單樁、單樁和承受臺之間的效力可以忽略不予計算，摩擦型群樁的樁基和其它部分是互相影響的，橋梁上的載重量是由產(chǎn)生的摩擦力形式傳遞的，所以在單樁情況下，單樁和單樁之間以及單樁和土層之間都會有重疊力情況的發(fā)生，使樁基相互的載重力和摩擦互相影響，使端頂?shù)某惺芰σ矔艿接绊憽Ｒ蚨诙热簶兜某兄亓Χ冗M項分析時，要著重分析群樁之間相互影響的作用。

三、側(cè)臉橋梁樁基的技術(shù)

（一）靜載試驗法測試法

靜載實驗是一種新發(fā)明的檢測橋梁樁基的檢測方法，其檢測過程是：先把特設(shè)的加載設(shè)備安置在樁基內(nèi)的某一個固定的位置，與此同時將加載設(shè)備的位移桿與高壓油管引到地面，使用高壓泵往荷載箱里面輸油，荷載箱把力傳送至樁基本身，樁身上不的摩擦力跟下部的摩擦力于和阻力的互相平衡作用下，在觀察依照Q-S線的曲折變化程度，就可判斷橋梁樁基的承載力度和樁基沉降情況以及樁基的彈性壓縮因子與巖土層內(nèi)部的形狀變化。

（二）高應(yīng)變動法

這種方法是美國的某測試公司率先發(fā)明出來的一種測試技術(shù)，但是這種測試技術(shù)需要依賴計算機的輔助，運用計算機的相關(guān)軟件進行輔助性測試，測試方法是通過樁基頂部測量產(chǎn)生的速度微波判斷承載力度的大小，現(xiàn)階段在檢測樁基的行業(yè)內(nèi)，最受到廣泛使用的檢測方式就是以上這兩種方式，高應(yīng)變動法在測量手法上有其獨特的優(yōu)點，尤其是系誒檢查樁基垂直上的承載力度方面，因為不需要錨樁等輔助工具的作用，所以大大減少了測量的時間和費用，而且效率極高，不但可以確定樁的承受力還可以確定其自身重量等。更加完整的測量所有有關(guān)數(shù)據(jù)。

（三）聲波穿透式

將聲音檢測管放置于樁基內(nèi)部，這樣可以接受到聲管法發(fā)射出來的超聲波，測量樁體表面的聲音參數(shù)，并分析超聲波的數(shù)值進行判斷，然后研究出來樁基內(nèi)部的沉降情況。

（四）鉆孔檢測

鉆孔檢測的技術(shù)是結(jié)合實際的采取出的樣本情況，來推算根據(jù)長度、土樣缺陷和樁基的厚度等一些數(shù)據(jù)，他是使用專門的鉆孔設(shè)備抽取樁芯的樣本。這種直接抽取樁基內(nèi)部樣本的檢測方式比較直接，所以對于分析樁基的內(nèi)部情景比其它的測試方式更加準(zhǔn)確，但是這種方法的弊端就是采取的數(shù)據(jù)不夠完整，之可以對一部分的樁基情況進行檢測，同時會破壞樁基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以在一般的實際檢測當(dāng)中使用的比較少。

四、單個樁基的沉降探討

計算單柱負(fù)載量的較為常用的方式是傳遞分析方法，就是把樁基劃分成一些相同長度，同時在樁基和土表層之間使用非線性彈簧進行模擬，在樁基的端處同時采取這種模擬方法，但在實際的現(xiàn)場情況下，需要使用各種不同的設(shè)備儀器，所以這種方式在現(xiàn)場實行測試的一般不會廣泛的普及。

另一種方法的提出加大的減少了樁基沉降的計算量，這中方法就是剪切型的傳遞方式，如果樁基發(fā)生沉降現(xiàn)象，會影響樁基四周的土層會產(chǎn)生變形，而樁基的四周土層并沒有發(fā)生相應(yīng)的變化移動，力量就會由樁基的表面影響到周圍而產(chǎn)生相應(yīng)變化，運用承載負(fù)荷后，摩擦樁所承受的作用比例就會變小，沉降的原因大部分是因為樁基側(cè)面的承載力造成的。

彈性法是運用相關(guān)理論分析樁基土層的相互作用力和位置移動的關(guān)系，然后獲得土層和樁基各種想對應(yīng)的共同影響作用。應(yīng)該注意的是彈性方式中，樁基的土層面都具有彈性的相關(guān)條件。

五、樁基群的沉降分析

對樁基群的沉降測試現(xiàn)在做常用的方法是實體檢測法，把土層里的樁群和承臺的樁基都看成是墩基實際的測量基礎(chǔ)，在不跳出墩基基礎(chǔ)范圍的情況下，樁基群像墩基一樣進行工作，并且土層內(nèi)部不會有相互壓縮等情況的發(fā)生，使用擴展計算法計算樁基群沉降情況，如果要消除實際測量時附加差別產(chǎn)生的微小誤差，可以使用一些相應(yīng)的防止措施，注意土層間相互壓縮作用，注意周圍力的影響等；另一種等同效果作用法早些時間久被發(fā)現(xiàn)，并且被規(guī)范樁基技術(shù)所使用，他是采取對土層沉降的比值計算得到結(jié)果使用分層求和法計算樁基的沉降。

結(jié)語

本文針對當(dāng)前的橋梁工程中出現(xiàn)的一些樁基沉降的原因討論分析，主要探討區(qū)分兩種不同的樁基類型和樁基沉降發(fā)生的基本原因，研究怎樣檢測樁基沉降情況。總體而言，在對橋梁工程的樁基沉降進行分析時，應(yīng)當(dāng)具體情況具體分析，要總結(jié)樁基沉降的處理方法，結(jié)合實踐經(jīng)驗，依據(jù)相關(guān)方法，有效的控制樁基沉降所帶來的各方面損失。

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