探究公路橋梁工程設計中的樁基沉降問題

魏少楠

河南林峰建設集團有限公司 河南 鄭州 450000

在多數(shù)工程中，鉆孔灌注樁基都是工程首選方式。因為這種工程在后期時，具有顯著的支撐效果。相對其他技術，這種工程技術的穩(wěn)定性更高，承載效果更強，支撐能力更加顯著。只有讓公路橋基沉降的效果更加明顯，設計更加合理，工程材料的質(zhì)量優(yōu)良，保證工程建成后使用壽命達到標準，才能充分發(fā)揮出樁基的效果。

1 公路橋梁設計過程中所遵循的原則

對于公路橋梁的設計標準，應該嚴格根據(jù)國家對公路橋梁的標準來進行制定，只有得到國家所要求的標準，才能保證橋梁的實用性。公路橋梁對于交通運輸?shù)挠绊懖蝗菪∮U，必須嚴格監(jiān)管公路橋梁的開展設計和相關規(guī)定。另外，在公路橋梁工程開展過程中，要針對其周圍環(huán)境，進行改進，設計出符合實地的橋梁和其他應對手段，避免對資金的浪費，進行高效且節(jié)儉的工程消耗。同時，將傳統(tǒng)技術與創(chuàng)新技術結合，取長補短，使得工藝技術優(yōu)化，更加有效全面發(fā)展公路橋梁的建設工程，從而達到國家的要求標準。

2 橋梁樁基的類型

公路橋梁的構建工程中，樁基的主要任務就是支撐其上部架構，使其可以進行承載負荷的效果[1]。根據(jù)樁基所承載的方式不同，可以分為以下兩者樁基：第一種是摩擦樁基，這種樁基的運用，通常在遇到比較難達到的土層時進行運用。摩擦樁基，可以利用自身和土層的摩擦力，來進行來自上方的壓力承載，來增強上方結構的穩(wěn)定作用。另一種樁基則是承重樁，這種樁基不用于摩擦樁，因通過地下堅固巖石來進行重量承載，所以不會出現(xiàn)相對位移的情況。這種樁基在地下的根基更深更穩(wěn)定，利用深層巖石進行重量分擔，從而減輕樁基受到的負荷。在公路橋梁工程中，通常不會只采取其中一種樁基，而是會將兩種樁基混合使用，保證公路樁基所受到的荷載處于本身的承載范圍之內(nèi)，兩種樁基的共同運用，結合了兩者的優(yōu)點，使得橋梁更加穩(wěn)定[2]。

3 公路橋梁工程項目施工過程中樁基沉降產(chǎn)生的原因

3.1 端承型群樁沉降發(fā)生的原因闡述

端承型群樁，屬于一種常見的群樁結構，這種群樁結構通常出現(xiàn)在公路橋梁工程中。端承型群樁的主要結構，就是端承樁。這種群樁構造最出色的方面就是他的承力能力強，相對來講更加堅固剛硬，因為在使用過程中，群樁會受到巨大的重量壓力，這種傳達的方式，將壓力分散到群樁上。而這種方式，可能會導致樁底位置的土城不穩(wěn)固，出現(xiàn)沉降問題，甚至嚴重會出現(xiàn)端樁刺入土層的問題，針對其問題應該進行有效的控制，通過承臺的情況來了解群樁的受壓臨界點，并及時做出調(diào)整，提升樁體承載強度，從而避免沉降發(fā)生[3]。

3.2 摩擦型群樁原因闡述

摩擦群樁也有可能會產(chǎn)生沉降，而且其自身承載重力的方式與端承樁不同，沉降的原因也有所不同。在對摩擦群樁進行建造時，需要對其進行仔細的分析，關注單樁和單樁兩者的運行狀態(tài)，保證進行良性影響。摩擦群樁的重量傳遞方式，是通過與巖土摩擦的方式，這種傳達方式對單杠的影響會比較大。不同的重疊應力影響下，單杠相互之間也會互相影響，甚至會影響到樁端土層。所以在摩擦型群樁的建造過程中，一定要注意單杠對樁基頂端土層的影響，以免沉降現(xiàn)象的發(fā)生[4]。工作人員在對魔法行群樁進行承載能力測試時，也要同時關注樁體之間互相干擾的情況，將這種干擾情況所產(chǎn)生的影響降到最低。

4 針對公路橋梁樁基沉降問題改善措施

4.1 單樁沉降設計方式

對于單樁沉降設計方式，可以采用剪切變形法，這種設計方法對于樁體，有著基本前提：必須確認樁體之間不會發(fā)生變形現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)位移現(xiàn)象，只有在確保這兩種問題無法發(fā)生的情況下，才能采用剪切變形法。但樁體在土體兩層之間沒有出現(xiàn)明顯作用的情況下，可以不計算樁端對樁體的影響。但是如果但樁工程發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且沉降現(xiàn)象嚴重，已經(jīng)瀕臨臨界點的，那么就會影響到土體，使得土體也發(fā)生沉降現(xiàn)象[5]。根據(jù)剪切的情況，如果進行移動，并到達了指定位置，那么剪切盈利就會發(fā)生傳遞，在傳遞過程中，會沿著制定的傳遞路徑，對外側進行里的傳遞。剪切變形法的優(yōu)點很多，而且針對公路橋梁的實用性較強，可以提升工程效率，還能夠確保工作質(zhì)量的穩(wěn)定提升。這種工程特性，在一定程度上，可以幫助工作人員更方便的解決單樁沉降的問題。這種方法雖然有很大的優(yōu)勢，但是仍存在不足：地基分層問題；參數(shù)變化問題；樁端沉降因素了解等，都可能會影響到工程的進度和工程完成的成品質(zhì)量，所以這種方式在公路橋梁的設計過程中極少出現(xiàn)。

4.2 單項壓縮分層總和工作方法

單項壓縮分層的工作方法，是在綜合工作的前提下，對周圍的土層開始入手，并對目標進行全方位的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，借此來確定出不同土層次中的沉降總值。在對樁基設計中，基礎設計尤為重要。在基礎設計過程當中，這種沉降測算手段，一般是在大直徑單樁的測量中使用。從大局觀的角度來看，樁基兩側受到的阻力相對比較小，而且樁基的根基底部，半徑加寬，通過單項壓縮分層總和的手段，來測算出整體的沉降量。在對深基條件開始測算時工作人員大部分情況下，都會采用明氏應力法，對深基條件進行測算，從而對總體沉降量進行預估，并結合其運行的狀態(tài)，做出相應策略。

4.3 群樁沉降設計法

在群樁沉降設計法中，有一種基礎方法，稱為深基基礎法。這種方法是承臺樁群與土層的施工基礎，要求在工程過程中，保證墩基一直都要處在規(guī)定的標準內(nèi)，但是即使這樣，還是有可能會出現(xiàn)二者之間壓縮的情況，所以需要工作人員通過擴展計算的方式，計算出具體沉降值。在工程進行過程中，可以將實體基礎底面作為研究目標，并進行深入研究，在切合地基執(zhí)行方面等要素，從根本上開展工作，通過不同的計算方式，減少差異性，以此來保證工程的順利進行，工作人員需要針對工作實際情況進行調(diào)查，從而挖掘問題，并制定相對的預防措施。

在工作人員制定基礎地面方位時，會進行假定實體的提前作業(yè)，在作業(yè)前要著重關注樁基土層的壓縮方面工作，保證其具有穩(wěn)定性，可行性，從而方便樁基基礎工作的發(fā)展。工作人員可以在群樁的上端,和群樁頂端之外的部分空間，進行持續(xù)性的擴大，從而增加實體基礎的底端范圍，從俄日方便監(jiān)察出因為設施周圍剪應力帶來的負面影響。根據(jù)一定的公式標準來看，不同荷載的狀態(tài)時會產(chǎn)生不同的效果的，只有不斷改進計算方式，才能有效的完善基樁土層的附加應力。對于這種情況，可以進行相對應的計算方法，例如分層總和法，這種計算方法的要點，是在計算過程中，將群樁基礎當成實體基礎來進行計算，不需要考慮因為樁基基礎應力所帶來的負面影響。對于實體的計算，額可以通過承臺的數(shù)據(jù)來進行綜合計算，使得計算過程更加便捷，結算結果更加精確，計算效率更加高。這種計算方式的要素，就是基線邊長，來對比目承臺邊長，在通過特定的計算方式進行計算。在計算實施過程中，工作人員需要考慮底部附加應力均值對承臺的影響。在進行應力計算過程中，通常會采用均值直線對直線的變形計算數(shù)據(jù)作為依據(jù)，并對其問題采取相應的解決方法。因為分層總和法使用門檻低，所以在多年的不斷發(fā)展中，對其的使用頻率越來越高，技術也越來越成熟，開始適用于各種橋梁搭建工程中。分層總和法有一定的便捷性，同時也存在一些問題，例如計算基礎問題，因為這種方法需要將分層的數(shù)據(jù)整合在一起，所以如果某階段的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，那么整體的數(shù)據(jù)都會受到影響，從而作廢，對與數(shù)據(jù)的準確性要求極高，屬于連坐式數(shù)據(jù)計算，一榮俱榮，一損俱損。

4.4 嚴格關注地質(zhì)勘查工作

在施工前，一定要做好施工計劃的完善工作。將工程所需要的數(shù)據(jù)整理出來，對于項目工程進行的地點進行深層探究，保證實施工程前地質(zhì)情況和地處環(huán)境達到標準。我國的地質(zhì)偵察手段，在建設性工程中十分常見，只有通過合格的地質(zhì)監(jiān)測，才能進行工程。在公路橋梁工程中，因為其施工特性，施工環(huán)境會經(jīng)常會遭受到?jīng)_洗，這種情況會導致土壤失去韌性，變得粘軟，從而使得出現(xiàn)沉降問題的可能性大幅度提高。所以在進行樁基建設工作前，需要進行對地質(zhì)的勘察，保證樁基設定的穩(wěn)定性。不能只通過信息資料做出判斷，要嚴格進行勘察工作，調(diào)查地質(zhì)情況，并及時對地質(zhì)情況做出改善措施。當遇到土層松軟的情況時，應當在單杠之間，留有縫隙，使得進行均勻沉降[6]。這只是其中一種解決方式，在實際工程中，應該在工程前對地質(zhì)進行仔細勘探，并針對出現(xiàn)的問題，制定出相應的解決方案，從而避免沉降情況的發(fā)生。

4.5 改善樁基選型方法

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對于建筑的標準逐漸提高，對與建筑行業(yè)的建筑技術要求也在提高。只有不斷改善樁基選型方法，才能跟得上社會發(fā)展速度。尤其是對高要求的工程要求下，更要確保工程的穩(wěn)定性，承載功能等，更要確保樁基工程的應用性，因為樁基的質(zhì)量，不但會影響成本的投入，還會影響到工期的長短，甚至對以后公路橋梁的使用都產(chǎn)生影響。因此，對于樁基的選型，一定要經(jīng)過深度的研究，從而探討出合理科學的樁基類型。在公路橋梁建設過程中，會受到不定程度的環(huán)境影響，例如工程臨近水源丶臨近山體等外在因素，這類特殊環(huán)境不同于普通工程，需要對地質(zhì)要求進行仔細測試，從而充分了解地質(zhì)料件，這種特殊環(huán)境，更容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。因此，應該針對不同的施工環(huán)境和地質(zhì)條件，進行樁基選型的改變，著重考慮不利因素再進行選型。應當通過測試，觀察地質(zhì)情況，觀察是否會對樁基產(chǎn)生影響，并可u額展開工作，做出防止沉降的措施。

4.6 重視樁基布局

公路橋梁構建過程中，會因為時間的流逝，導致負荷壓力變大，從而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。這種情況屬于正?，F(xiàn)象，是因為水土流失形變所導致的。但是如果沉降現(xiàn)象不規(guī)律，那么就是樁基布局出現(xiàn)問題了，會導致沉降速度過快。這種情況的發(fā)生，會對工程的安全使用年限造成影響，所以需要施工人員著重注意這點，針對樁基布局進行詳細的制定方案。如果想要避免因為樁基出現(xiàn)的異常沉降出現(xiàn)，不但要重視樁基選型問題，還要對樁基布局進行合理的設計。會對未來使用產(chǎn)生一定的影響，需要施工人員注意。為了防止樁基不規(guī)律沉降問題的出現(xiàn)，設計人員除了要重視選型問題外，還要合理的設計樁基的置放[7]。

首先，施工人員需要通過實地考察，對土質(zhì)數(shù)據(jù)有詳細的了解，然后再通過對土質(zhì)的未來影響，進行預防作用：只有保證每個樁基受力均勻，并且有大概的手里范圍；其次，根據(jù)對整體工程的了解，計算出所需要的樁基數(shù)量，使其手里均勻；此外，再針對特殊施工環(huán)境的因素，對地質(zhì)條件進行一些鞏固手段，借此加強地質(zhì)質(zhì)量；最后，要通過精確計算，來確定承載力，并進行有效的樁基布局。

4.7 優(yōu)化墩臺身質(zhì)量

公路橋梁工程由大部分組成，其中墩臺身時橋梁工程的關鍵組成部分，是連接上部和樁基的跳板，所以在施工過程中，要重視墩臺身的質(zhì)量問題，保證墩臺身的質(zhì)量達到標準，不然會造成不良沉降的情況。因此在設計墩臺身的時候，就要考慮到墩臺身的承重受力問題。只有保證了墩臺身的質(zhì)量問題，才能保證橋梁建成后的穩(wěn)定性。

5 結束語

綜上所述，在公路橋梁工程中，沉降情況的發(fā)生受到多方面的影響，從而導致施工質(zhì)量的高低，避免沉降情況的出現(xiàn)時每個工程都關注的重要難題，為了隱患的發(fā)生，需要在多方面嚴格關注工程質(zhì)量，不斷地改善工程技術，保證橋梁工程內(nèi)部的穩(wěn)定性，增加橋梁的承重能力，有效地解決樁基沉降問題，從而使得公路橋梁的建設可以起到良性作用，推動交通運輸?shù)陌l(fā)展，催動國家經(jīng)濟的快速穩(wěn)定增長。