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探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题

2023-04-16魏少楠

关键词:群桩桥梁工程桩基

魏少楠

河南林峰建设集团有限公司 河南 郑州 450000

在多数工程中,钻孔灌注桩基都是工程首选方式。因为这种工程在后期时,具有显著的支撑效果。相对其他技术,这种工程技术的稳定性更高,承载效果更强,支撑能力更加显著。只有让公路桥基沉降的效果更加明显,设计更加合理,工程材料的质量优良,保证工程建成后使用寿命达到标准,才能充分发挥出桩基的效果。

1 公路桥梁设计过程中所遵循的原则

对于公路桥梁的设计标准,应该严格根据国家对公路桥梁的标准来进行制定,只有得到国家所要求的标准,才能保证桥梁的实用性。公路桥梁对于交通运输的影响不容小觑,必须严格监管公路桥梁的开展设计和相关规定。另外,在公路桥梁工程开展过程中,要针对其周围环境,进行改进,设计出符合实地的桥梁和其他应对手段,避免对资金的浪费,进行高效且节俭的工程消耗。同时,将传统技术与创新技术结合,取长补短,使得工艺技术优化,更加有效全面发展公路桥梁的建设工程,从而达到国家的要求标准。

2 桥梁桩基的类型

公路桥梁的构建工程中,桩基的主要任务就是支撑其上部架构,使其可以进行承载负荷的效果[1]。根据桩基所承载的方式不同,可以分为以下两者桩基:第一种是摩擦桩基,这种桩基的运用,通常在遇到比较难达到的土层时进行运用。摩擦桩基,可以利用自身和土层的摩擦力,来进行来自上方的压力承载,来增强上方结构的稳定作用。另一种桩基则是承重桩,这种桩基不用于摩擦桩,因通过地下坚固岩石来进行重量承载,所以不会出现相对位移的情况。这种桩基在地下的根基更深更稳定,利用深层岩石进行重量分担,从而减轻桩基受到的负荷。在公路桥梁工程中,通常不会只采取其中一种桩基,而是会将两种桩基混合使用,保证公路桩基所受到的荷载处于本身的承载范围之内,两种桩基的共同运用,结合了两者的优点,使得桥梁更加稳定[2]。

3 公路桥梁工程项目施工过程中桩基沉降产生的原因

3.1 端承型群桩沉降发生的原因阐述

端承型群桩,属于一种常见的群桩结构,这种群桩结构通常出现在公路桥梁工程中。端承型群桩的主要结构,就是端承桩。这种群桩构造最出色的方面就是他的承力能力强,相对来讲更加坚固刚硬,因为在使用过程中,群桩会受到巨大的重量压力,这种传达的方式,将压力分散到群桩上。而这种方式,可能会导致桩底位置的土城不稳固,出现沉降问题,甚至严重会出现端桩刺入土层的问题,针对其问题应该进行有效的控制,通过承台的情况来了解群桩的受压临界点,并及时做出调整,提升桩体承载强度,从而避免沉降发生[3]。

3.2 摩擦型群桩原因阐述

摩擦群桩也有可能会产生沉降,而且其自身承载重力的方式与端承桩不同,沉降的原因也有所不同。在对摩擦群桩进行建造时,需要对其进行仔细的分析,关注单桩和单桩两者的运行状态,保证进行良性影响。摩擦群桩的重量传递方式,是通过与岩土摩擦的方式,这种传达方式对单杠的影响会比较大。不同的重叠应力影响下,单杠相互之间也会互相影响,甚至会影响到桩端土层。所以在摩擦型群桩的建造过程中,一定要注意单杠对桩基顶端土层的影响,以免沉降现象的发生[4]。工作人员在对魔法行群桩进行承载能力测试时,也要同时关注桩体之间互相干扰的情况,将这种干扰情况所产生的影响降到最低。

4 针对公路桥梁桩基沉降问题改善措施

4.1 单桩沉降设计方式

对于单桩沉降设计方式,可以采用剪切变形法,这种设计方法对于桩体,有着基本前提:必须确认桩体之间不会发生变形现象,也不会出现位移现象,只有在确保这两种问题无法发生的情况下,才能采用剪切变形法。但桩体在土体两层之间没有出现明显作用的情况下,可以不计算桩端对桩体的影响。但是如果但桩工程发现沉降现象,而且沉降现象严重,已经濒临临界点的,那么就会影响到土体,使得土体也发生沉降现象[5]。根据剪切的情况,如果进行移动,并到达了指定位置,那么剪切盈利就会发生传递,在传递过程中,会沿着制定的传递路径,对外侧进行里的传递。剪切变形法的优点很多,而且针对公路桥梁的实用性较强,可以提升工程效率,还能够确保工作质量的稳定提升。这种工程特性,在一定程度上,可以帮助工作人员更方便的解决单桩沉降的问题。这种方法虽然有很大的优势,但是仍存在不足:地基分层问题;参数变化问题;桩端沉降因素了解等,都可能会影响到工程的进度和工程完成的成品质量,所以这种方式在公路桥梁的设计过程中极少出现。

4.2 单项压缩分层总和工作方法

单项压缩分层的工作方法,是在综合工作的前提下,对周围的土层开始入手,并对目标进行全方位的数据统计,借此来确定出不同土层次中的沉降总值。在对桩基设计中,基础设计尤为重要。在基础设计过程当中,这种沉降测算手段,一般是在大直径单桩的测量中使用。从大局观的角度来看,桩基两侧受到的阻力相对比较小,而且桩基的根基底部,半径加宽,通过单项压缩分层总和的手段,来测算出整体的沉降量。在对深基条件开始测算时工作人员大部分情况下,都会采用明氏应力法,对深基条件进行测算,从而对总体沉降量进行预估,并结合其运行的状态,做出相应策略。

4.3 群桩沉降设计法

在群桩沉降设计法中,有一种基础方法,称为深基基础法。这种方法是承台桩群与土层的施工基础,要求在工程过程中,保证墩基一直都要处在规定的标准内,但是即使这样,还是有可能会出现二者之间压缩的情况,所以需要工作人员通过扩展计算的方式,计算出具体沉降值。在工程进行过程中,可以将实体基础底面作为研究目标,并进行深入研究,在切合地基执行方面等要素,从根本上开展工作,通过不同的计算方式,减少差异性,以此来保证工程的顺利进行,工作人员需要针对工作实际情况进行调查,从而挖掘问题,并制定相对的预防措施。

在工作人员制定基础地面方位时,会进行假定实体的提前作业,在作业前要着重关注桩基土层的压缩方面工作,保证其具有稳定性,可行性,从而方便桩基基础工作的发展。工作人员可以在群桩的上端,和群桩顶端之外的部分空间,进行持续性的扩大,从而增加实体基础的底端范围,从俄日方便监察出因为设施周围剪应力带来的负面影响。根据一定的公式标准来看,不同荷载的状态时会产生不同的效果的,只有不断改进计算方式,才能有效的完善基桩土层的附加应力。对于这种情况,可以进行相对应的计算方法,例如分层总和法,这种计算方法的要点,是在计算过程中,将群桩基础当成实体基础来进行计算,不需要考虑因为桩基基础应力所带来的负面影响。对于实体的计算,额可以通过承台的数据来进行综合计算,使得计算过程更加便捷,结算结果更加精确,计算效率更加高。这种计算方式的要素,就是基线边长,来对比目承台边长,在通过特定的计算方式进行计算。在计算实施过程中,工作人员需要考虑底部附加应力均值对承台的影响。在进行应力计算过程中,通常会采用均值直线对直线的变形计算数据作为依据,并对其问题采取相应的解决方法。因为分层总和法使用门槛低,所以在多年的不断发展中,对其的使用频率越来越高,技术也越来越成熟,开始适用于各种桥梁搭建工程中。分层总和法有一定的便捷性,同时也存在一些问题,例如计算基础问题,因为这种方法需要将分层的数据整合在一起,所以如果某阶段的数据出现问题,那么整体的数据都会受到影响,从而作废,对与数据的准确性要求极高,属于连坐式数据计算,一荣俱荣,一损俱损。

4.4 严格关注地质勘查工作

在施工前,一定要做好施工计划的完善工作。将工程所需要的数据整理出来,对于项目工程进行的地点进行深层探究,保证实施工程前地质情况和地处环境达到标准。我国的地质侦察手段,在建设性工程中十分常见,只有通过合格的地质监测,才能进行工程。在公路桥梁工程中,因为其施工特性,施工环境会经常会遭受到冲洗,这种情况会导致土壤失去韧性,变得粘软,从而使得出现沉降问题的可能性大幅度提高。所以在进行桩基建设工作前,需要进行对地质的勘察,保证桩基设定的稳定性。不能只通过信息资料做出判断,要严格进行勘察工作,调查地质情况,并及时对地质情况做出改善措施。当遇到土层松软的情况时,应当在单杠之间,留有缝隙,使得进行均匀沉降[6]。这只是其中一种解决方式,在实际工程中,应该在工程前对地质进行仔细勘探,并针对出现的问题,制定出相应的解决方案,从而避免沉降情况的发生。

4.5 改善桩基选型方法

随着社会经济的发展,对于建筑的标准逐渐提高,对与建筑行业的建筑技术要求也在提高。只有不断改善桩基选型方法,才能跟得上社会发展速度。尤其是对高要求的工程要求下,更要确保工程的稳定性,承载功能等,更要确保桩基工程的应用性,因为桩基的质量,不但会影响成本的投入,还会影响到工期的长短,甚至对以后公路桥梁的使用都产生影响。因此,对于桩基的选型,一定要经过深度的研究,从而探讨出合理科学的桩基类型。在公路桥梁建设过程中,会受到不定程度的环境影响,例如工程临近水源丶临近山体等外在因素,这类特殊环境不同于普通工程,需要对地质要求进行仔细测试,从而充分了解地质料件,这种特殊环境,更容易出现沉降现象。因此,应该针对不同的施工环境和地质条件,进行桩基选型的改变,着重考虑不利因素再进行选型。应当通过测试,观察地质情况,观察是否会对桩基产生影响,并可u额展开工作,做出防止沉降的措施。

4.6 重视桩基布局

公路桥梁构建过程中,会因为时间的流逝,导致负荷压力变大,从而出现沉降现象。这种情况属于正常现象,是因为水土流失形变所导致的。但是如果沉降现象不规律,那么就是桩基布局出现问题了,会导致沉降速度过快。这种情况的发生,会对工程的安全使用年限造成影响,所以需要施工人员着重注意这点,针对桩基布局进行详细的制定方案。如果想要避免因为桩基出现的异常沉降出现,不但要重视桩基选型问题,还要对桩基布局进行合理的设计。会对未来使用产生一定的影响,需要施工人员注意。为了防止桩基不规律沉降问题的出现,设计人员除了要重视选型问题外,还要合理的设计桩基的置放[7]。

首先,施工人员需要通过实地考察,对土质数据有详细的了解,然后再通过对土质的未来影响,进行预防作用:只有保证每个桩基受力均匀,并且有大概的手里范围;其次,根据对整体工程的了解,计算出所需要的桩基数量,使其手里均匀;此外,再针对特殊施工环境的因素,对地质条件进行一些巩固手段,借此加强地质质量;最后,要通过精确计算,来确定承载力,并进行有效的桩基布局。

4.7 优化墩台身质量

公路桥梁工程由大部分组成,其中墩台身时桥梁工程的关键组成部分,是连接上部和桩基的跳板,所以在施工过程中,要重视墩台身的质量问题,保证墩台身的质量达到标准,不然会造成不良沉降的情况。因此在设计墩台身的时候,就要考虑到墩台身的承重受力问题。只有保证了墩台身的质量问题,才能保证桥梁建成后的稳定性。

5 结束语

综上所述,在公路桥梁工程中,沉降情况的发生受到多方面的影响,从而导致施工质量的高低,避免沉降情况的出现时每个工程都关注的重要难题,为了隐患的发生,需要在多方面严格关注工程质量,不断地改善工程技术,保证桥梁工程内部的稳定性,增加桥梁的承重能力,有效地解决桩基沉降问题,从而使得公路桥梁的建设可以起到良性作用,推动交通运输的发展,催动国家经济的快速稳定增长。

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