公路橋梁工程設計中樁基沉降問題研究

高競程

摘 要：在公路橋梁工程設計中，樁基沉降問題一直深受關注，由于公路橋梁工程上部的負荷較大，樁基會受到各種因素影響出現沉降變化。為此，相關部門在設計公路橋梁時，會重點考慮到樁基沉降問題，以便更好的適用于公路工程，從而提高工程質量，減少對成本和工期的不利影響，后續使用也會更加方便。本文就公路橋梁工程設計中樁基沉降問題展開研究。

關鍵詞：公路橋梁;工程設計;樁基沉降;問題研究

0 引言

科學技術的進步直接推動了工程建設事業的發展，公路橋梁工程是一項龐大的項目，由于結構復雜，荷載量大，出現樁基下沉的情況實屬正常。但由于不同的建設技術會影響到樁基下沉的速度、深度和時間，如果設計不當，就會影響到后續使用情況，甚至是更為嚴重的后果。因此，在公路橋梁工程設計中必須要重視樁基沉降的問題，并采用相應的措施對其進行控制。

1 公路橋梁工程設計中樁基沉降問題

公路橋梁工程設計中需要重視樁基沉降問題，并在項目啟動前，做好各項準備工作。但現實的公路橋梁工程中，仍是會出現樁基沉降不規律的問題，原因多是由以下幾點造成的：第一，對地質環境勘察不當。為了保證公路橋梁工程的樁基穩定，從理論上來講，相關人員需要在項目啟動前進行實地勘察，對地質環境有充分的了解，再根據實際情況來設計樁基。但實際工程設計中，這一步卻經常被忽視，部分設計人員在設計圖紙前，并沒有進行實地考察，多是通過紙質和文字資料來了解情況，這就會導致設計結果與實際地址環境不符，從而出現不良沉降情況[1]。第二，樁基選型不當。出于對樁基沉降問題的重視，設計人員會根據不同的地質環境選擇相應類型的樁基，不同類型的樁基成本自然也有所不同。部分項目負責人在策劃過程中，會將成本問題放在首要位置，這就會影響到設計人員的理念，刻意選擇一些標準相近但成本更低的樁基類型，雖然標準相近但荷載量等方面仍舊存在一些缺陷，從而導致不良沉降現象出現。第三，樁基布局問題。樁基布局會直接影響到工程整體的應力結構布局，如果設計的樁基間距較小，工程整體的應力結構就會較為集中，兩端的應力就會較為空虛，也就更容易出現不良沉降現象，更是會增加坍塌的可能性。

2 公路橋梁工程設計中樁基沉降問題改善方法

2.1 做好地質勘查工作

項目施工單位在施工前要做好工作實施計劃，并將準備工作中需要調查的項目、地質情況展開有效的勘察。我國目前的地質勘查技術在建筑工程領域應用的十分普遍，由于其可以預測到地質的實際情況，為建筑施工提供更加合理的依據。要知道公路橋梁工程施工過程中，經常會遇到沖洗環境，這會導致土壤發軟，造成樁基沉降問題。設計人員在設計樁基部分內容時，要親自到現場勘查。不要被文字和影像資料影響了判斷，要嚴格的完成勘查工作并根據調查結構進行設計。當遇到軟土層較厚時，樁柱式單柱設置要有縫隙，這樣可以減少樁柱不均勻沉降帶來的影響[2]。這只是其中一種情況的解決方法，在實際應用中，設計人員應該根據實際地質情況進行選擇。如果樁基是在水中，在設計樁長時還要排除水的深度。確定設計內容后，施工人員還要嚴格圍繞計劃來開展工作，這樣才能更好的避免不良沉降情況出現。

2.2 改善樁基選型方法

隨著社會的發展和進步，對建筑行業的要求也越來越高，尤其是在建筑荷載量較高、面積較大且對結構安全性較高的情況下，對樁基的要求也就更高。樁基的質量問題不僅會對成本和工期造成一定的影響，還會對日后的使用和安全性造成嚴重的影響，因此，合理且科學的樁基選型方法有著重要的意義。在公路橋梁工程建設過程中，經常會遇到各種各樣的環境，如臨水環境、靠山環境等，這類環境的土質較為特殊，設計人員在考察時就要地質環境有充分的了解，再做基礎設計工作[3]。臨水環境土壤常見受到沖刷，土質會較為松軟，非常容易出現不良沉降情況，針對這一情況，設計人員應做好基礎工作，充分考慮水流沖刷帶來的不利因素，并在設計樁基長度時，應將水中部分排除，這樣才能更好的提高工程質量。另外，在樁基選型時除了要考慮到外在環境影響因素外，還要注意土層間的相互壓縮作用，和周圍力的影響等。利用實體檢測法通過模擬的方式，觀察土層內部是否會出現相互壓縮的情況，并運用擴展計算法來計算樁基群的沉降情況，從而更科學的開展樁基選擇工作，并使用一些相應的措施控制樁基下沉的范圍。

2.3 重視樁基布局

在公路橋梁工程中，隨著使用年限的增加，荷載量增大，出現沉降現象也是比較正常的，這主要是固結變形和土體流變導致的。但如果沉降情況不規律或是速度較快，這就屬于異常情況了，會對未來使用產生一定的影響，需要引起施工人員的注意。為了防止樁基不規律沉降問題的出現，設計人員除了要重視選型問題外，還要對樁基布局進行合理的設計。首先，設計人員需要通過實地考察，對土質有充分的了解，然后通過科學的方法計算來得到每個樁基的受力范圍;其次，根據公路橋梁工程整體的長度，來計算出樁基布局中樁基的數量和承受力，最終按照計算出的結果，按照嚴格規定來均勻分布樁基，這樣可以有效改善沉降問題，并降低樁基布局不合理的概率[4]。此外，由于施工環境不同，難免會出現一些特殊情況，尤其是山區或是臨水等環境，可能無法均勻分布樁基，設計人員就需要通過一些其他手段來進行鞏固、加強。需要注意的是，鞏固措施也并不是盲目實施的，設計人員需要通過計算來而出強度差值，再按照差值來進行設計。根據設計要求，相關人員在設計過程中，要確保大容量相等，以免影響整體的荷載力。

2.4 優化墩臺身質量

公路橋梁工程多是由上部結構、墩身或臺身、樁基等多個結構組成，其中墩臺身是連接上部結構和樁基的關鍵結構，在施工時要重視墩臺身的質量問題，一旦出現問題就會造成一系列的不利情況，不良沉降就是其中的一種。因此，在設計圖紙的過程中，相關人員要嚴格遵循要求，保證墩臺身受力均勻。在這一過程中，勘測人員需要利用專用的設備對樁基中心處進行鉆孔，根據實際情況在各個測量位置取樣，更好的判斷各個層面的長度，強度等參數[5]。但需要注意的是，這種方式雖然可以對樁基情況有充分的了解，但測量到的數據仍然不夠全面。如果想要全面了解數據參數，容易對樁基內部結構造成一定的破壞，所以在實際運用中一定要格外小心，可以利用其他檢驗措施輔助進行。另外，根據實際施工環境，還會設計形狀不規律的墩臺，但也要盡量保證墩臺的正投影形狀對稱，這樣才能將更均勻的豎向力傳遞給樁基，減少樁頂彎矩。而且，為了減少不良沉降問題的出現，在設計時還要重視墩臺結構質量，讓其有足夠的橫向承載力，以此來提高整體使用效果。同時，在橋梁工作建造中，如果有通航河流則要注意做好墩臺身防撞措施。

3 結束語

總的來說，公路橋梁工程樁基建設質量會直接關系到整個工程的質量，也會在后續影響到公路橋梁的使用情況。由于公路的建設環境、樁基結構、實際施工情況有所不同，就導致公路橋梁在設計和施工過程中，需要有所區分和設計，這樣才能在一定范圍內控制樁基沉降，從而提高公路橋梁工程樁基質量。

參考文獻：

[1]劉雪峰.公路橋梁工程施工質量問題及防治策略[J].工程技術研究，2021，6（4）：185-186.

[2]王欣.公路橋梁工程中樁基沉降問題與對策研究[J].四川水泥，2020（12）：267-268.

[3]王二贊.山區公路橋梁工程設計要點研究[J].河南科技，2020，39（32）：109-111.

[4]胡海洋.公路橋梁工程超深人工挖孔樁施工技術[J].交通世界，2020（31）：118-119.

[5]孫海寧.公路橋梁工程中樁基沉降問題的解決措施[J].交通世界，2020（Z1）：176-177.