試論公路橋梁樁基基礎(chǔ)設(shè)計
2016-11-07
1 公路橋梁樁基礎(chǔ)施工分析
目前在我國來說，樁基礎(chǔ)的施工是一項比較基礎(chǔ)和常見的施工工序。當出現(xiàn)施工土層疏松或是不達標時，我們就需要使用擴大地基基礎(chǔ)的方法或是技術(shù)來進行彌補土層的不足，使得地基的條件滿足建筑物的強度和承重力要求。采用樁基礎(chǔ)的辦法，就是在地基中插入幾根特制的樁，就能夠確保建筑物的應力和重力通過樁傳導到地下或是土層中，滿足建筑物對樁基的要求。目前常使用的一些樁基礎(chǔ)有預制樁基礎(chǔ)、樹根樁基礎(chǔ)、沉管灌注樁基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)等，要根據(jù)工程實際情況和要求進行樁基礎(chǔ)施工方式選擇。
2 公路橋梁樁基設(shè)計中靜載荷試驗分析
在目前公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計中，由于受到時間和技術(shù)的約束，根據(jù)地質(zhì)報告情況確定單樁承載力的設(shè)計值，然后再根據(jù)這個估算的承載力進行直接的樁基基礎(chǔ)設(shè)計和施工，最后，等工程竣工之后，再進行靜荷載檢驗，這種模式是不科學的。如果結(jié)果符合要求，則可行，如果結(jié)果不行，則進行補樁也很困難。因此，這樣進行設(shè)計，會出現(xiàn)兩個問題：一是根據(jù)地質(zhì)報告提供的樁周土摩擦力標準值及承載力的標準值，是一個經(jīng)驗值，不適宜直接采用；通過對各類公路橋梁樁基的觀察，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)樁的承載力均大于計算值，相差幅度較大；例如，在某地高鐵橋梁的建造過程中，根據(jù)地質(zhì)勘查報告應采用D1500的預應力管樁，樁長為三十五米，按照JGJ94-94公式5.2.8估算單樁承載力設(shè)計值約為5000kn，而要求進行的破壞性試樁現(xiàn)實實際單樁承載力為3500kn，明顯差距較大；二是當施工場地不均與或是地質(zhì)報告數(shù)據(jù)參數(shù)有偏差的情況下，不進行試樁就直接按照地質(zhì)報告進進行設(shè)計和施工就會給施工帶來巨大的困難并造成浪費。例如，蘇州海星大橋，根據(jù)地質(zhì)報告，應采用45米長的預制方樁，樁周為2400，單樁承載極限標準值為3500kn，采用的是靜力壓樁的方式，但實際的施工中幾乎每根樁都壓制3000kn，并未達到預定深度，在施工中每根樁都采用了劈樁，造成時間和金錢上的浪費。因此，在樁基礎(chǔ)的設(shè)計中，進行靜荷載的檢測是一個十分重要的環(huán)節(jié)，這項工作的成功與否，將直接關(guān)乎到樁基的樣式、樁的規(guī)格和樁入土的深度，同時也對施工的進度有所影響。我們應通過科學的試驗、取得準確的數(shù)據(jù)，再進行設(shè)計和施工，保證工程質(zhì)量。
3 對公路橋梁樁長、樁型和樣式的分析樁
在公路橋梁的樁基礎(chǔ)設(shè)計過程中，樁型和樁長的設(shè)計是否合理將會對樁基礎(chǔ)設(shè)計產(chǎn)生重大影響，合理的樁型和樁長將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益；例如，在桂林天癸公路大橋的設(shè)中，一開始，由于考慮到時間原因，施工方要求采用D5000的預應力管樁，根據(jù)地質(zhì)報告顯示，應采用樁長為48米，單樁承載力極限標準值為3000kn，根據(jù)，N為作用在樁基上的豎向荷載；G為樁承臺自重和樁承臺上覆土重；n為樁數(shù)；Mx、My為作用在樁承臺底面對樁基每一根主軸的力矩；xi、yi為自樁基主軸至第i根樁的距離，而親樁基中每一根樁承受的平均軸向壓力，要小于單樁軸向受壓容許承載力；如樁受到軸向拉力，它所承受的平均軸向拉力要小于單樁軸向受拉容許承載力；因此，我們在橋梁樁基的設(shè)計中，一定要采用多種方案之間的比較，選擇合理的樁型和樁長，這會對整個樁基礎(chǔ)的設(shè)計產(chǎn)生重大的影響，同時，我們也要考慮到施工可行性方便的問題。
4 對樁基設(shè)計偏差的控制和處理
在樁基的設(shè)計中，必須對樁的偏差進行嚴格控制，特別是對承臺樁和條形樁，因為，樁位的偏差將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，進而導致整個樁基基礎(chǔ)處于不安全狀態(tài)；對于這種現(xiàn)象，我們對樁位的偏差要進行兩方面的控制：一是豎向偏差，根據(jù)公路橋梁樁基基礎(chǔ)設(shè)計和建造規(guī)范，我們要控制樁頂高的允許偏差為五十至一百毫米，但在實際的樁基施工中，偏差這么大將會導致施工量的增加和施工工期的延期；此外，當樁頂標高高于設(shè)計的標高時，就需要進行劈樁，對于預應力管樁來說，這種設(shè)計和施工方式困難而又浪費，因此，要求我們在設(shè)計和施工過程中，必須嚴格控制樁頂標高，盡可能的使工程施工中樁頂?shù)臉烁弑３忠恢滦?，特別是要考慮到卸載后的回降量，因此，建議在設(shè)計過程中，要考慮實際的橋梁樁基，考慮兩毫米的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，節(jié)省人力物力財力；二就是樁位的水平偏差，根據(jù)公路橋梁樁基設(shè)計和施工標準的規(guī)定，對于承臺的樁基基礎(chǔ)，我們一般允許其偏差為三分之一左右樁徑，所以，一般建議應對承臺樁控制在八十毫米左右；并且，要根據(jù)實際的情況，進行具體調(diào)整。當然，當樁位的偏差范圍能夠滿足規(guī)范設(shè)計的要求，只是代表樁基本身驗收合格，對于承臺整體偏差和其它的偏差現(xiàn)象，我們必須根據(jù)實際情況，另行處理，對于這類情況，我們有幾種方法可以解決，一是可以增加承臺剛度，二是可以加大拉梁的剛度和配筋的數(shù)量和強度，并且根據(jù)具體的情況，進行相應的處理。
5 公路橋梁樁基基礎(chǔ)設(shè)計和施工技術(shù)分析
根據(jù)公路橋梁類型的不同和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異，經(jīng)常會遇到很多的異常情況，就需要我們根據(jù)具體的情況，仔細分析，采用妥善的方法進行解決。
5.1 樁基承載力不達標分析
對于樁基承載力達不到標準的情況，可能有兩種原因，一是地質(zhì)報告有誤，樁實際承載力大于計算值，這就必選先做試樁確定合理的承載力和樁長，二是可能由于土層地質(zhì)原因，譬如，在公路橋梁的建造過程中，飽和砂土產(chǎn)生的孔隙水壓力使得樁基無法深入，這就需要我們從施工方式和措施上進行解決；我們首先要制定合理的施工工序，比如說，對跳大，要保證先期施工的樁產(chǎn)生的水壓力消失以后再進行下一根樁的施工，其次對靜壓力樁來說必須要選擇有足夠壓力的施工機械，避免抬機現(xiàn)象出現(xiàn)；此外，我們可以采用引孔的方式，設(shè)置排水孔等措施盡量減少孔隙水壓力。 5.2 樁基土層選擇設(shè)計和施工分析
在公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計和施工過程中，針對一些地區(qū)的土層比較潮濕和具有粘性，受到地下水或是氣候條件的影響，使得土層的載重力較小。因此，我們就需要增加地基基礎(chǔ)的強度，減少土層的沉降行，可以使用強度較高、穩(wěn)定性能好的土進行代替處理。為了將地基的強度進一步的提高，我們可以使用夯實碾壓的辦法，來增強地基的強度，進而達到對地基中的松軟的土進行夯實或是碾壓的目的。使用這類方法可以最大化的減少工程完成后的地基沉降，保證工程質(zhì)量。
一般來說，采用化學的處理方式主要是往土體里面加人水泥漿、丙烯酸按、堿液凝固劑等等這些可以固化的化學物質(zhì)，在樁基土層的設(shè)計施工過程中，把這些可以固化的化學物質(zhì)加入之后，可以和水或是土層發(fā)生化學反應，使得土壤變得較為堅硬，可以很好的改善土壤的硬度，使得原本不可以施工或是不達標的施工基礎(chǔ)得到改善。例如，在公路橋梁樁基基礎(chǔ)需要建在膨脹性土層上時，設(shè)計和施工人員就可以使用石灰來和膨脹土層中的親水物質(zhì)發(fā)生化學反應，進而達到改善膨脹土質(zhì)的目的，加強了原有土層的承載力和硬度，對樁基的施工有很好的幫助。
5.3對樁基管樁裂縫處理的分析
由于預應力管樁強度大、制作周期短，比預制樁節(jié)省材料等優(yōu)點，得到了廣泛的應用，但也有受剪能力差的不足之處，在工程實踐中，由于偏差或是擠土等原因經(jīng)常會使管壁產(chǎn)生裂縫而影響質(zhì)量。因此，我們對此類樁，要采用先糾正偏差再進行灌心處理，使得裂縫部位的傳力通過灌心部分進行傳遞，最終經(jīng)過靜荷載試驗的檢驗，一定要在管樁的實際施工中一定要注意垂直度的控制，因為管樁的抗剪能力差。才能保證工程的質(zhì)量。
結(jié)束語：社會經(jīng)濟的巨大進步，也帶動了公路橋梁項目的發(fā)展，本文主要從公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計方面進行分析，從樁基基礎(chǔ)的承載力設(shè)計、靜荷載試驗、偏差糾正等進行了具體的分析，提出了在樁基設(shè)計中需要注意的問題，只有我們根據(jù)工程實際，不斷地進行可續(xù)的研究和設(shè)計，才能保證工程的質(zhì)量，更好的造福于社會和人民。
參考文獻：
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