軟土地基橋梁下部結構設計分析

顏憲英,葉策煥

摘 要：當前社會中各個行業都在飛速地發展，而對于建筑施工行業來說同樣也是如此。我國目前的交通行業在不斷發展，在這樣的背景之下人們就需要使用到更多的橋梁，而當前存在部分橋梁是處在軟土地基這一特殊的地質條件下，在這樣的條件下的橋梁其自身的質量從很大程度上取決于自身的下部結構，只有對下部結構進行科學合理的分析和設計，才能夠提高此類橋梁的質量。

關鍵詞：軟土地基;橋梁下部結構;設計分析

0 引言

對于橋梁來說下部結構從很大程度上直接影響和決定了橋梁自身的質量和穩定性，因此相關設計人員在進行橋梁的設計時針對于其下部結構往往都需要采取更為詳細和更為科學的方法進行設計。若是設計存在漏洞以及不合理，那么橋梁自身的穩定性和質量都無法得到保障。本文也就側重于對當前軟土地基的橋梁下部結構設計進行分析和探討，希望能夠幫助到有需要的人。

1 結構選型

針對于不同的地質情況，相關設計人員需要采取不同的結構，從而有效保障橋梁的質量。首先就是針對于填土高度一般且河床寬度不大的地質條件，一般來說在此類條件上的橋梁都需要縮短其自身的長度，并且同時還需要避免臺前錐坡對河床產生壓縮的情況，為了達到這樣的效果就需要采取鋼筋混凝土的結構。若是此時還擁有充足的條件，那么還可以在墩臺的下方設置對應的支撐梁，以此來使得整體的橋梁能夠形成一個完整的結構，兩端臺后土壓始終保持穩定。

其次就是作用于多孔小跨徑的橋梁，一般針對于此類橋梁都是采取了柔性排架墩臺，在使用此類結構時需要對其基樁采取預制打入式，以此來有效將其作用于橋梁中從而提升橋梁的質量。但是此類結構其適用的范圍較小，一般只能夠針對于一些專門的橋梁來進行使用，因此在當前的新橋梁工程基本上已經很少使用，特別在軟土地基這樣的地質條件之下使用的人更少。

再次就是樁柱式的橋臺，一般來說此類橋臺都是設置在岸上，將其臺身埋置到錐坡當中。而樁柱式的橋臺其自身也分為兩種不同的形式，一種是單排樁肋板臺，而另一種則是雙排樁肋板臺，在實際的使用過程中需要根據工程的不同情況來選擇對應的形式，從而有效發揮其自身的作用。

最后就是對應的柱式墩，此類結構目前是適用范圍最為廣泛的一種結構，并且在實際的施工過程中所需要花費的成本以及精力相對來說都較少，施工的開展往往也只需要耗費較少的步驟，因此整體施工方便。當作用于軟土地基這種情況時采取此類結構是最為有效的一種結構[1]。柱式墩其自身也分為兩種不同的形式，一種是帶蓋梁，而另一種是不帶蓋梁。而不帶蓋梁的柱式墩其自身又細分為兩種不同的形式，分別為獨柱式和排柱式，根據使用的情況不同從而選擇對應不同的形式。目前帶蓋梁的柱式墩通常都應用于簡支梁橋，而不帶蓋梁的柱式墩一般都應用于連續現澆箱梁之中。但是在實際的設計過程中，設計人員還是需要根據自身的實際情況來選擇對應的結構，從而從最大程度上發揮其作用和效果。

2 內力計算

在軟土地基這一特殊的地質條件之下，相關橋梁的上部結構一般都會采取先簡支后結構連續為主，在這樣的情況之下相關的工程計算內容基本上都集中在下部結構之中，因此設計人員能夠科學合理的對下部結構進行內力計算就成為了一件非常重要的事情，計算結構的準確性也將直接影響到整體結構的安全。

2.1 蓋梁內力計算

首先就是需要對蓋梁的內力進行計算，在進行此部分內容的計算時首先需要了解荷載的不同分布情況，一般來說荷載的分布情況分為對稱分布和偏心分布，在對稱分布的荷載進行內力計算時需要采用杠桿法來進行計算，而針對偏心分布的荷載進行內力計算時就需要采取偏心壓力法來進行計算。在完成此類內容的計算之后需要將其計算結果取最大值，但是需要注意的是這兩種計算方法僅限于這兩種荷載情況，因此就不屬于各截面處在最不利狀態下的結構內力計算，因此最終得到的計算結果若是不能夠完全符合此類荷載情況那么就會存在一定的差異和區別，從而導致安全隱患。為了能夠將計算內力的結構變得更加科學和合理，相關人員可以采取一種較為全面的方法：首先是對各個截面的結構內力影響進行清晰和明確，之后采用杠桿法和偏心壓力法兩種方法來對其實施最不利布載，通過這樣的方式能夠有效的對各個截面上的結構內力范圍進行查找，之后再以內力的包絡圖為依據來做好對應的結構配筋[2]。通過這樣的方法來進行內力的計算能夠有效減少傳統計算方法存在的不合理性，從而切實提高整體計算的科學性，為橋梁的質量以及穩定性奠定了良好的基礎。

2.2 墩身內力計算

除了對蓋梁內力需要進行計算之外，相關設計人員還需要對墩身的內力進行計算。在進行計算的過程中，墩柱頂部豎向力的分析計算方法需要與蓋梁內力的計算方法一致，而在進行水平力計算時則需要采取集成剛度法。該計算方法是作用于對應的柔性墩基本理論之上，能夠將橋梁上所產生的行車荷載以及其他一系列混凝土等產生的收縮徐變作用都進行良好地收集和分配，之后就需要對其分配的各個環節以及結構為依據來進行針對性的內力計算，從而達到一個科學合理的計算效果。

3 施工技術問題處理

在完成了對應的設計內容之后，相關工作人員就需要針對此類設計內容來開展對應的施工，但是由于施工技術是與設計內容存在非常緊密的聯系，因此在進行前期的設計時就需要對后續施工具備的技術進行考慮，從而形成一套非常科學合理的設計。在施工的過程中常見的幾項問題需要通過設計的方式來對其進行處理，內容包括了以下幾個方面。

3.1 樁長變更

首先就是對應的樁長變更，一般來說，地質鉆探資料只能夠反映出部分地區的地質情況，因此鉆探資料與實際的地質條件會存在一定的出入，設計人員若是在設計時只按照對應的鉆探資料來進行設計那么顯然會存在一定差異，因此若是在樁底部遇到巖面從而導致無法鉆進，或者是當地質條件良好的情況應當允許相關施工人員以及設計人員對樁長進行變更，以此來符合實際的地質情況[3]。但是在進行樁長的變更時就需要考驗設計人員的技術水平，因為樁長的變更不能夠過于死板，同時也不能夠過于保守，需要在滿足承載力的要求之下來對其進行調整，從而有效防止因承載力不夠而導致的一系列安全事故。

3.2 沉淀層厚度控制

除了需要對樁長進行變更之外，沉淀層的厚度也需要得到良好的控制和管理，在實際的沉淀層厚度控制過程中，設計人員需要將其厚度保持在一個合適的范圍之內，既不能太小也不能太大，若是太小那么就很難在施工過程中對其進行控制。除此之外，清底系數會對樁長造成很大的影響，一般來說沉淀層的厚度都需要保持在0.3～0.4倍的樁徑。若是沉淀層的厚度超出了合適的范圍，那么相關工作人員需要在開展澆筑工作之前通過反循環清孔的方式來對其進行處理，以此來將沉淀層的厚度控制在合理的范圍之內。

4 結束語

在當前社會的發展背景之下，橋梁的下部結構將對其自身的質量和強度造成很大的影響，而對于軟土地基這一特殊地質條件下的橋梁來說更是如此。在這樣的情況之下相關設計人員就需要對其下部結構進行科學合理的設計，從而有效提高質量和強度。

參考文獻：

[1]王川.淺談市政公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術[J].商品與質量，2019（4）：283.

[2]鄒若麗.淺談道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施[J].名城繪，2019（2）：1.

[3]敬夏雨.淺談水利工程施工中的軟土地基處理技術[J].四川水利，2020（2）：83-84.