摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和進(jìn)步,各項(xiàng)工程建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般出現(xiàn),極大地促進(jìn)了社會的進(jìn)步,方便了人們的生活;尤其是各項(xiàng)公路橋梁工程的設(shè)計(jì)建造,更是促進(jìn)了交通的發(fā)展和進(jìn)步,但同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn),公路橋梁存在諸多問題,其中一個比較嚴(yán)重的就是其樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)問題,本文主要從公路橋梁樁基基礎(chǔ)的發(fā)展現(xiàn)狀開始分析、對樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方式和方法,需要注意的問題,進(jìn)行了詳細(xì)的剖析,并提出了一些合理化的建議,希望有所幫助。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;樁基基礎(chǔ);設(shè)計(jì)問題;解決措施
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(xiàng)比較基礎(chǔ)和常見的施工工序。當(dāng)出現(xiàn)施工土層疏松或是不達(dá)標(biāo)時(shí),我們就需要使用擴(kuò)大地基基礎(chǔ)的方法或是技術(shù)來進(jìn)行彌補(bǔ)土層的不足,使得地基的條件滿足建筑物的強(qiáng)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(yīng)力和重力通過樁傳導(dǎo)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(yù)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(shí)際情況和要求進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工方式選擇。
2 公路橋梁樁基設(shè)計(jì)中靜載荷試驗(yàn)分析
在目前公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中,由于受到時(shí)間和技術(shù)的約束,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告情況確定單樁承載力的設(shè)計(jì)值,然后再根據(jù)這個估算的承載力進(jìn)行直接的樁基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工,最后,等工程竣工之后,再進(jìn)行靜荷載檢驗(yàn),這種模式是不科學(xué)的。如果結(jié)果符合要求,則可行,如果結(jié)果不行,則進(jìn)行補(bǔ)樁也很困難。因此,這樣進(jìn)行設(shè)計(jì),會出現(xiàn)兩個問題:一是根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值及承載力的標(biāo)準(zhǔn)值,是一個經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(bào)告應(yīng)采用D1500的預(yù)應(yīng)力管樁,樁長為三十五米,按照J(rèn)GJ94-94公式5.2.8估算單樁承載力設(shè)計(jì)值約為5000kn,而要求進(jìn)行的破壞性試樁現(xiàn)實(shí)實(shí)際單樁承載力為3500kn,明顯差距較大;二是當(dāng)施工場地不均與或是地質(zhì)報(bào)告數(shù)據(jù)參數(shù)有偏差的情況下,不進(jìn)行試樁就直接按照地質(zhì)報(bào)告進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工就會給施工帶來巨大的困難并造成浪費(fèi)。例如,蘇州海星大橋,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,應(yīng)采用45米長的預(yù)制方樁,樁周為2400,單樁承載極限標(biāo)準(zhǔn)值為3500kn,采用的是靜力壓樁的方式,但實(shí)際的施工中幾乎每根樁都壓制3000kn,并未達(dá)到預(yù)定深度,在施工中每根樁都采用了劈樁,造成時(shí)間和金錢上的浪費(fèi)。因此,在樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中,進(jìn)行靜荷載的檢測是一個十分重要的環(huán)節(jié),這項(xiàng)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(shí)也對施工的進(jìn)度有所影響。我們應(yīng)通過科學(xué)的試驗(yàn)、取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),再進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jì)過程中,樁型和樁長的設(shè)計(jì)是否合理將會對樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)間原因,施工方要求采用D5000的預(yù)應(yīng)力管樁,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告顯示,應(yīng)采用樁長為48米,單樁承載力極限標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jì)產(chǎn)生重大的影響,同時(shí),我們也要考慮到施工可行性方便的問題。
4 對樁基設(shè)計(jì)偏差的控制和處理
在樁基的設(shè)計(jì)中,必須對樁的偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制,特別是對承臺樁和條形樁,因?yàn),樁位的偏差將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力,進(jìn)而導(dǎo)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(jìn)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(jì)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(shí)際的樁基施工中,偏差這么大將會導(dǎo)致施工量的增加和施工工期的延期;此外,當(dāng)樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí),就需要進(jìn)行劈樁,對于預(yù)應(yīng)力管樁來說,這種設(shè)計(jì)和施工方式困難而又浪費(fèi),因此,要求我們在設(shè)計(jì)和施工過程中,必須嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高,盡可能的使工程施工中樁頂?shù)臉?biāo)高保持一致性,特別是要考慮到卸載后的回降量,因此,建議在設(shè)計(jì)過程中,要考慮實(shí)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(cái)力;二就是樁位的水平偏差,根據(jù)公路橋梁樁基設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)對承臺樁控制在八十毫米左右;并且,要根據(jù)實(shí)際的情況,進(jìn)行具體調(diào)整。當(dāng)然,當(dāng)樁位的偏差范圍能夠滿足規(guī)范設(shè)計(jì)的要求,只是代表樁基本身驗(yàn)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(shí)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(qiáng)度,并且根據(jù)具體的情況,進(jìn)行相應(yīng)的處理。
5 公路橋梁樁基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(xì)分析,采用妥善的方法進(jìn)行解決。
5.1 樁基承載力不達(dá)標(biāo)分析
對于樁基承載力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的情況,可能有兩種原因,一是地質(zhì)報(bào)告有誤,樁實(shí)際承載力大于計(jì)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(jìn)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(jìn)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(jī)械,避免抬機(jī)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(jì)和施工分析
在公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)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(qiáng)度,減少土層的沉降行,可以使用強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性能好的土進(jìn)行代替處理。為了將地基的強(qiáng)度進(jìn)一步的提高,我們可以使用夯實(shí)碾壓的辦法,來增強(qiáng)地基的強(qiáng)度,進(jìn)而達(dá)到對地基中的松軟的土進(jìn)行夯實(shí)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(xué)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(xué)物質(zhì),在樁基土層的設(shè)計(jì)施工過程中,把這些可以固化的化學(xué)物質(zhì)加入之后,可以和水或是土層發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使得土壤變得較為堅(jiān)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(dá)標(biāo)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(shí),設(shè)計(jì)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(xué)反應(yīng),進(jìn)而達(dá)到改善膨脹土質(zhì)的目的,加強(qiáng)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(yù)應(yīng)力管樁強(qiáng)度大、制作周期短,比預(yù)制樁節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用,但也有受剪能力差的不足之處,在工程實(shí)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(jìn)行灌心處理,使得裂縫部位的傳力通過灌心部分進(jìn)行傳遞,最終經(jīng)過靜荷載試驗(yàn)的檢驗(yàn),一定要在管樁的實(shí)際施工中一定要注意垂直度的控制,因?yàn)楣軜兜目辜裟芰Σ。才能保證工程的質(zhì)量。
結(jié)束語:社會經(jīng)濟(jì)的巨大進(jìn)步,也帶動了公路橋梁項(xiàng)目的發(fā)展,本文主要從公路橋梁樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析,從樁基基礎(chǔ)的承載力設(shè)計(jì)、靜荷載試驗(yàn)、偏差糾正等進(jìn)行了具體的分析,提出了在樁基設(shè)計(jì)中需要注意的問題,只有我們根據(jù)工程實(shí)際,不斷地進(jìn)行可續(xù)的研究和設(shè)計(jì),才能保證工程的質(zhì)量,更好的造福于社會和人民。
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