摘要:隨著中國交通體系的快速發(fā)展,中國修建的橋梁愈來愈多,所以對橋梁設(shè)計方法的研究具備關(guān)鍵的實際意義。直接關(guān)系到橋梁施工質(zhì)量與工程造價的是橋梁樁基設(shè)計。就公路橋梁樁基設(shè)計中的某些問題實施初步探討。 

關(guān)鍵詞:橋梁樁基;設(shè)計;樁基承載力 
  引言:樁基礎(chǔ)是橋梁的兩種關(guān)鍵基礎(chǔ)種類之一,在橋梁的設(shè)計計算和施工中起著至關(guān)重大的作用,萬丈高樓平地起,只有穩(wěn)固的基礎(chǔ),才可以建造經(jīng)久耐用、安全穩(wěn)固的上部結(jié)構(gòu)。橋梁樁基的設(shè)計是不是得當(dāng),對項目造價、質(zhì)量、工期和應(yīng)用影響非常大。筆者結(jié)合工作實踐,就樁基設(shè)計中要注意的問題實施初步探討。 
  1、樁基負摩阻力 
  1.1 樁與土中間的位移是施展樁基承載力的必要條件 
  對摩擦樁而言,就是經(jīng)過樁與土中間的相對位移所形成的摩阻力來供應(yīng)樁基自重與上部恒活載。正摩阻力是我們一般在計算樁長時所牽涉到的摩阻力,,就是大于四周土體沉降的樁的沉降,向上的摩阻力是四周土體對樁形成的。然而,由樁和四周土體的相對位移所確定的是用來作為樁側(cè)摩阻力的方向。例如路段是軟土的,尤其是在路段橋臺,受到臺背路基填土自重和汽車荷載的雙重功能的是深厚軟土,壓縮變形是其樁基四周的軟土層會形成的,這樣就出現(xiàn)了沉降。一旦其沉降量比樁基本身沉降量大的話,向下的摩阻力是四周土體對樁基形成的,這也便是大家所言的樁基負摩阻力。 
  1.2樁基在設(shè)計時,負摩阻力對樁基影響假如不思考的話,就也許會導(dǎo)致下面后果: 
  關(guān)于摩擦樁,會讓樁基加快下沉的速度,橋梁的上下構(gòu)造最后被破壞;關(guān)于端乘樁,樁身或樁端的地基有可能被破壞。所以,在橋梁實施設(shè)計時,負摩阻力給樁基承載力帶來的影響一定要思考到。形成負摩阻力關(guān)鍵的樁基表面有下面2種狀況:(1)荷載在樁基四周的地表面放置有很多,比如填土橋臺后路基等,地面沉降非常容易引發(fā),負摩阻力形成;(2)降低地下水位,例如地下水抽取等行為,會讓土中增加有效應(yīng)力,從而造成土體固結(jié),產(chǎn)生下沉。 
  2、科學(xué)計算樁基承載力 
  計算樁基承載力是橋梁設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容。有關(guān)承載力的計算公司,《公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ024-85)給出了清楚的規(guī)定:在基巖上或嵌入基巖內(nèi)的鉆(挖)樁支承,其[P]是單樁軸向受壓容許承載力,能依照下式計算: 
  [P]=(c1A+c2uh)Ra 
  Ra--天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度 
  h--樁嵌入基巖深度,風(fēng)化層不包含 
  U--樁嵌入基巖局部的橫截面周長,依照設(shè)計直徑計算 
  A--樁底截面面積 
  c1、e2--依據(jù)清孔狀況、巖石破碎程度等原因決定的系數(shù) 
  公式說明:嵌巖樁[P]的單樁軸向受壓容許承載力,樁底處巖石的強度與嵌入基巖的深度是決定的,還有清孔狀況、破碎的巖石程度等原因。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述,端承樁一般都以為是嵌巖樁,這個公式就適用,F(xiàn)實上,只有在嵌巖樁絕對干凈的清孔,處于理想支撐的樁底,樁底巖石完整而且強度非常高時,樁的豎向位移非常微小,樁基才展現(xiàn)為典型的端承樁,公式的應(yīng)用是不容置疑的。 
  公式中對"h"的需求是"樁嵌入基巖的深度,不包含風(fēng)化層"。一般的了解是樁一定要嵌入新鮮基巖,而不管其上面風(fēng)化巖層的強度怎樣。有的強風(fēng)化硬質(zhì)巖,其極限強度常常大于極軟巖新鮮巖的強度。說明通常硬質(zhì)巖的微弱風(fēng)化層、甚至強風(fēng)化層的強度都比較高,不思考這些層次的嵌巖深度,所有都要求嵌入新鮮基巖是對的。依照這個原則,在風(fēng)化層非常厚的狀況下,樁基嵌巖非常深。在設(shè)計上,一定要造成計算承載力遠小于現(xiàn)實極限承載能力P;在施工上,則會導(dǎo)致工程量的加大,延長工期。 
  項目試驗證明,當(dāng)巖面相對平整,樁為h>2d的嵌巖深度時,約占總荷載50%以上的樁側(cè)嵌固力。隨著增加的嵌固深度,也隨之加大承載力。但為h>3d的嵌固深度時,承載力增長不大。公式中沒有對h規(guī)定限值,也沒有隨h值加大而設(shè)定有關(guān)的折減系數(shù)。所以,在設(shè)計樁基實踐中,當(dāng)樁基承載力需要經(jīng)過相對大的嵌巖深度來提升時,不妨思考加大樁徑。 
  3、嵌巖深度與樁端持力層厚度 
  在橋梁設(shè)計樁基的經(jīng)過中,2個軟弱巖層中間需要穿越必然的厚度常常會遇到,而且?guī)r層強度非常高的狀況。這種狀況下,假如不能承載其厚度需求的是夾層厚度,那么鉆孔樁穿越夾層就需要了,以達到持力層。這是一個特別檢驗施工機械和施工進度的過程。確定樁底基巖厚度,關(guān)鍵有3個方面: 
  a.對于樁底以下局部,需要3倍樁徑區(qū)域內(nèi)沒有斷裂帶、軟弱夾層、分布的洞隙;b.嵌巖灌注樁四周嵌入完美與相對完整的最小深度微風(fēng)化、未風(fēng)化、中風(fēng)化硬質(zhì)巖體,不用思考樁身四周掩蓋土層側(cè)阻力,依照結(jié)需要擴散0.5m;c.樁端應(yīng)力區(qū)域內(nèi)沒有巖體的臨空面。通常夾層在滿足前2個條件的狀況下,就能作為持力層引用。制作巖溶區(qū)域的樁基,非常大程度上,因為分布的巖溶洞隙沒有規(guī)律性,再加上巖體多變的形狀,復(fù)雜的勘探方法,很難提前知道它正確的部位和大小,再加之增加的項目費用與復(fù)雜的邊界條件,造成延長工期。并且,跟普通巖石地巖溶地基比較,其影響愿意繁雜,區(qū)域相對廣。在以前的經(jīng)驗條件下,需要有5倍或4m、5m的樁端下樁徑持力層厚度,對于不一樣的單樁、不一樣樁徑承載力,在相同要求下,基樁端面以下要有5m完整的基巖,這2者可靠度不完全一樣。為讓樁基設(shè)計經(jīng)濟適當(dāng),在試算數(shù)值相結(jié)合與經(jīng)驗值的辦法下,來決定嵌巖深度和樁端持力層厚度。 
  4、樁基配筋布置合理實施 
  在樁基實施配筋布置時,通常而言,要依照樁基內(nèi)力經(jīng)過精密的計算以后再實施布置。樁身彎矩存在下面4個方面的特點:第一,彎矩的分布呈一條自上向下遞減的波形曲線,而且遞減速度特別快;第二,存在于首個不完整的波形內(nèi)的是樁身最大的彎矩,很多都是距離地表以下3m的地方;第三,在首個彎矩零點以下很小的是樁身彎矩,能夠疏忽不計,其下樁身關(guān)鍵起傳遞豎向力功能;第四,第一個彎矩零點部位在樁入土深度h=4/αh處。 
  在公路橋梁樁基的設(shè)計經(jīng)過中,布置配筋的辦法有下面2種。首先根據(jù)最大彎矩處實施配筋。從樁頂一直伸到最大彎矩一半處下必然錨固長部位,讓一半配筋減少再一直伸至彎矩為零下必然錨固長部位,再下為素混凝土段。其次是把基樁主筋的1/2伸入樁底。從樁體的受力狀況、項目造價的高低與發(fā)生問題的處理難度等角度來分析,適用性更高的是第一種方法。詳細因素能總結(jié)為下面2點:(1)在第一種辦法中,有非常長一段樁基不需要設(shè)置鋼筋,所以相對第二種方法讓鋼筋的使用量減少了;(2)假如發(fā)生底部斷樁的情況,就算鋼筋籠被拔出來,依然可以按照之前的部位實施鉆孔,能夠有效的降低發(fā)生扁擔(dān)樁的概率。 
  結(jié)語: 
  總之,我們假如要設(shè)計好樁基礎(chǔ),就一定要首先完全的了解和認識它,在設(shè)計時必須要綜合公路橋梁的樁基承載力、嵌巖深度、樁基配筋、樁基負摩阻力等每一方面的原因?qū)嵤┛茖W(xué)分析,綜合給予分析與計算,從而科學(xué)、適當(dāng)?shù)膶嵤痘O(shè)計。只有這樣,才可以在提升橋梁安全、工程造價降低、橋梁耐久性增加等方面做出踴躍的貢獻。 
  參考文獻: 
  [1]楊麗玲,黃威. 關(guān)于公路工程混泥土橋梁裂縫的探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊), 2009(10).