軟土地基橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

顏憲英,葉策煥

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

關(guān)鍵詞：軟土地基;橋梁下部結(jié)構(gòu);設(shè)計分析

0 引言

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

1 結(jié)構(gòu)選型

針對于不同的地質(zhì)情況，相關(guān)設(shè)計人員需要采取不同的結(jié)構(gòu)，從而有效保障橋梁的質(zhì)量。首先就是針對于填土高度一般且河床寬度不大的地質(zhì)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(chǎn)生壓縮的情況，為了達(dá)到這樣的效果就需要采取鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。若是此時還擁有充足的條件，那么還可以在墩臺的下方設(shè)置對應(yīng)的支撐梁，以此來使得整體的橋梁能夠形成一個完整的結(jié)構(gòu)，兩端臺后土壓始終保持穩(wěn)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(jié)構(gòu)時需要對其基樁采取預(yù)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(zhì)量。但是此類結(jié)構(gòu)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(jìn)行使用，因此在當(dāng)前的新橋梁工程基本上已經(jīng)很少使用，特別在軟土地基這樣的地質(zhì)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(shè)置在岸上，將其臺身埋置到錐坡當(dāng)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(jù)工程的不同情況來選擇對應(yīng)的形式，從而有效發(fā)揮其自身的作用。

最后就是對應(yīng)的柱式墩，此類結(jié)構(gòu)目前是適用范圍最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)，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(dāng)作用于軟土地基這種情況時采取此類結(jié)構(gòu)是最為有效的一種結(jié)構(gòu)[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(xì)分為兩種不同的形式，分別為獨柱式和排柱式，根據(jù)使用的情況不同從而選擇對應(yīng)不同的形式。目前帶蓋梁的柱式墩通常都應(yīng)用于簡支梁橋，而不帶蓋梁的柱式墩一般都應(yīng)用于連續(xù)現(xiàn)澆箱梁之中。但是在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員還是需要根據(jù)自身的實際情況來選擇對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，從而從最大程度上發(fā)揮其作用和效果。

2 內(nèi)力計算

在軟土地基這一特殊的地質(zhì)條件之下，相關(guān)橋梁的上部結(jié)構(gòu)一般都會采取先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)為主，在這樣的情況之下相關(guān)的工程計算內(nèi)容基本上都集中在下部結(jié)構(gòu)之中，因此設(shè)計人員能夠科學(xué)合理的對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計算就成為了一件非常重要的事情，計算結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性也將直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全。

2.1 蓋梁內(nèi)力計算

首先就是需要對蓋梁的內(nèi)力進(jìn)行計算，在進(jìn)行此部分內(nèi)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(jìn)行內(nèi)力計算時需要采用杠桿法來進(jìn)行計算，而針對偏心分布的荷載進(jìn)行內(nèi)力計算時就需要采取偏心壓力法來進(jìn)行計算。在完成此類內(nèi)容的計算之后需要將其計算結(jié)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(tài)下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，因此最終得到的計算結(jié)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(qū)別，從而導(dǎo)致安全隱患。為了能夠?qū)⒂嬎銉?nèi)力的結(jié)構(gòu)變得更加科學(xué)和合理，相關(guān)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(jié)構(gòu)內(nèi)力影響進(jìn)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(jié)構(gòu)內(nèi)力范圍進(jìn)行查找，之后再以內(nèi)力的包絡(luò)圖為依據(jù)來做好對應(yīng)的結(jié)構(gòu)配筋[2]。通過這樣的方法來進(jìn)行內(nèi)力的計算能夠有效減少傳統(tǒng)計算方法存在的不合理性，從而切實提高整體計算的科學(xué)性，為橋梁的質(zhì)量以及穩(wěn)定性奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2 墩身內(nèi)力計算

除了對蓋梁內(nèi)力需要進(jìn)行計算之外，相關(guān)設(shè)計人員還需要對墩身的內(nèi)力進(jìn)行計算。在進(jìn)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(nèi)力的計算方法一致，而在進(jìn)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(yīng)的柔性墩基本理論之上，能夠?qū)蛄荷纤a(chǎn)生的行車荷載以及其他一系列混凝土等產(chǎn)生的收縮徐變作用都進(jìn)行良好地收集和分配，之后就需要對其分配的各個環(huán)節(jié)以及結(jié)構(gòu)為依據(jù)來進(jìn)行針對性的內(nèi)力計算，從而達(dá)到一個科學(xué)合理的計算效果。

3 施工技術(shù)問題處理

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

3.1 樁長變更

首先就是對應(yīng)的樁長變更，一般來說，地質(zhì)鉆探資料只能夠反映出部分地區(qū)的地質(zhì)情況，因此鉆探資料與實際的地質(zhì)條件會存在一定的出入，設(shè)計人員若是在設(shè)計時只按照對應(yīng)的鉆探資料來進(jìn)行設(shè)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(dǎo)致無法鉆進(jìn)，或者是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好的情況應(yīng)當(dāng)允許相關(guān)施工人員以及設(shè)計人員對樁長進(jìn)行變更，以此來符合實際的地質(zhì)情況[3]。但是在進(jìn)行樁長的變更時就需要考驗設(shè)計人員的技術(shù)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(jìn)行調(diào)整，從而有效防止因承載力不夠而導(dǎo)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(jìn)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(shè)計人員需要將其厚度保持在一個合適的范圍之內(nèi)，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(jìn)行控制。除此之外，清底系數(shù)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(guān)工作人員需要在開展?jié)仓ぷ髦巴ㄟ^反循環(huán)清孔的方式來對其進(jìn)行處理，以此來將沉淀層的厚度控制在合理的范圍之內(nèi)。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前社會的發(fā)展背景之下，橋梁的下部結(jié)構(gòu)將對其自身的質(zhì)量和強(qiáng)度造成很大的影響，而對于軟土地基這一特殊地質(zhì)條件下的橋梁來說更是如此。在這樣的情況之下相關(guān)設(shè)計人員就需要對其下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，從而有效提高質(zhì)量和強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]王川.淺談市政公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術(shù)[J].商品與質(zhì)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(shù)[J].四川水利，2020（2）：83-84.