桩基沉降在公路桥梁工程设计中的作用

摘要：生活水平的不断提升带动了人们对交通行业的需求，国家公共基础设施项目建设中，交通运输占据了较大的比重。因此如何保证公路桥梁项目施工质量，已经成为相关工作人员迫切需要解决的问题。以当前基础沉降技术发展的情况为基础，结合公路桥梁工程设计细节，讨论如何将桩基沉降融入到公路桥梁工程项目设计中，提升项目设计质量与后续使用质量。 关键词：基础沉降；公路桥梁；项目设计

引言：公路桥梁自身的上部结构需要承载大量的负荷，因此需要通过使用一些钻孔灌桩技术来对公路桥梁进行加固处理，保证其可以安全使用。公路桥梁工程项目建设会受到纵向荷载作用的影响，导致桩基础发生变化。沉降变化来自于桩体、来自于地基、同时也来自于承台与土层的相互作用。上述环节的多变性比较明显，所以工作人员需要观察公路桥梁设计过程中，桩基的沉降是否可以满足工程项目建设方面的要求，并明确项目的建设质量、项目的成本造价以及项目是否可以按期完工，尽量为后期建设提供保障。 1桩基类型

公路桥梁施工中，一般情况下，结合桩的承载力状态可以将桩基划分为摩擦桩、端承桩。摩擦桩全部埋设在软土层内，桩基较深，上端结构承载力是从桩身周围两侧面与土产生摩擦力，与桩基尖端阻力共承载的。端承桩则是埋过软土层后穿过坚实土层的桩基础，其上端结构与摩擦桩有着一定区别，端承桩承重力主要集中于桩尖端阻力，实际上，与桩周围阻力、桩尖端阻力形状和土壤状态、桩基础长度、半径比例、桩底端沉渣厚度等有着直接关系。 2公路桥梁沉降的影响因素 2.1 结构设计

公路桥梁沉降段搭板设计稳定性较低，可以采用钢筋混凝土过渡板或加筋土解决这一问题。通过这形式能够减少公路桥梁刚度变化，缩减沉降差异，确保路基总体强度与路面平整性，防止出现跳车问题。在桥头搭板过程中，搭板可能会出现裂缝继而造成跳车。此外，当车辆负载通过桥梁过程中，通常形成2个路基应力峰值位置，即：负载作用位置与搭板支撑位置。在车辆行驶时，汽车达到搭板末尾，该位置路基承载力将会突然增加，其变形也会增加。这样一来，在搭板末尾会出现沉降问题。路基土体由于与桥台位置相近使得承载力较轻，进而造成受力失衡。

2.2 钻孔桩和打孔桩

两桩因为形式不一，因此桩基沉降方式也存在差异性。当荷载力较小时，群桩沉降多因地基总体压缩变化而变化，钻孔群桩沉降主要为桩间土压缩变形。当承载力较大时，钻孔群桩为地基总体压缩变形，打入群桩沉降则为桩间土压缩变形。同时，在低承台状态下，打入群桩地基整体压缩变形随着承载力的增加而减低；钻孔群桩变形则是随着承载力的增加而不断的增大。 2.3 机理变形

机理变形主要是台背变形和路堤变形。台背变形多为沟壑路段的桥梁结构变形，该部分地基土壤缝隙大，造成地基强度较低，水量多其压缩性也增加。因为具体土壤环境、施工要求差异等，使得压实台背土方施工具有一定困难性。若土体不够密实，土方水量无法满足要求，则容易导致沉降变形。 3桩基沉降模式在公路桥梁工程项目设计中的应用

3.1 单桩沉降设计方式

通过剪切变形法对其进行设计，剪切变形法使用的基本前提，就是要先确定桩体之间不会发生任何的变形或者出现任何原因的相对位移。桩体自身土体如果土体上层与土体下层二者之间没有出现相对明显的作用，则可以忽略掉桩端阻力对桩体产生的影响。如果经过观察发现单桩出现沉降，而且沉降度已经达到某个临界点S，则土体也必然会随之产生沉降，并伴随剪切的状况。如果将其移动到指定位置，剪切应力也会随之发生传递，剪接应力在传递时，会沿着径向的路径来向着外侧进行传递。如果这一剪接应力传递到某个点上，则该点区域剪切数值会明显变小，工作人员在对其进行计算时，可以忽略掉该点的剪切值。除了上述条件外，还要先假定该区域内发生的所有剪切情况都可以满足弹性性质需求，因为剪切应力预期之间呈现的是正比例的关系，并且在和桩轴距离不远的位置还有土体单位，可以判定土体单位竖向位移情况为s，且水平位移不会发生较大的变化，所以整个计算过程中，这些方面的参数可以忽略掉不予计算。在该情况下，土体单元剪切应力与土体单元的剪切应变可以变化成更加满足当前项目施工要求的形式，并利用Gs来表示土体健全状态下的全模量。剪切变形法的优势比较多，且各种剪切变形法的优势实用性都比较强，可以有效提升工作质量，而且这些特性也可以帮助相关功能工作人员掌握单桩沉降层面的问题，并解决与之相关的各种主导性问题，对目标进行深度计算与设计。这种设计方式虽然优势比较多，但是在使用过程中却经常会出现负面的影响要素，影响了因素的正常作用。比如常见的地基分层因素与参数变化等方面的因素等，包括桩端沉降因素等，都会严重影响到工作质量，所以一般不会在公路桥梁设计过程中使用。 3.2 单项压缩分层综合工作方法

单项压缩分层总和工作方法通常情况下，都是先从周边的土层入手，并对目标进行全方位计算，以此来确定不同层内的沉降总量。在对桩基基础进行设计的过程中，这种基础性的沉降计算方法一般会在大直径单桩当中使用。从宏观的角度来看，桩基侧边的阻力比较小，而且桩基基础底部半径相对较大，可以通过单项压缩分层总和的方式，来对整体的沉降量进行计算。比如在对深基条件进行计算时，工作人员一般会通过明氏应力法来对其进行计算，得出总体的设计沉降量以整体的推算量等。利用分层综合计算的模式来对单桩沉降量进行计算，并考虑到压缩层的运行状态，给出具体的问题解决方式。 3.3 群桩沉降设计法

对实体深基础法进行讨论，该基础法也被称之为等代墩基法。工作人员在对公路桥梁进行设计的过程中以及在对群桩沉降进行计算的过程中，最常用的方法就是深基基础法，而且深基基础法也是高承台桩群与土层施工的基础，但是整个处理过程必须要保证墩基始终都要处在规定的范围内，且实体墩基和桩基土层二者之间可能会出现压缩的情况，所以工作人员需要通过扩展计算的方式来计算出群桩的具体沉降数值。在工作开展的过程中，还可以将实体基础底面当成主要的研究对象，结合地基土执行与附加应力性质等方面的要素，通过不同的计算公式来对目标进行计算。想要从根本上减少差异，保证工作的正常开展，相关工作人员就必须要按照工作实际开展情况，提出不同的预防措施。工作人员在变动假定实体基础底面位置时，要多关注桩基基础发生土层压缩方面工作的开展情况，并增加其压缩可行性。工作人员还可以在群桩的顶部或者群桩顶部外的一些位置，不断的扩张实体基础底面面积，并关注群桩基础周围剪应力可能会对群桩带来的负面不良影响。按照相关公式来对不同荷载状态下附加应力进行计算，并不断的

完善基土层附件应力计算精度。

结语：公路桥梁沉降问题时常发生，这会对道路质量与车辆通行造成影响，存在较大的安全隐患。对此，还需要相关单位给予一定重视，制定有效的方法防止道路沉降，做好施工质量控制。只有这样，才能从根本上避免沉降问题发生。 参考文献

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