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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5134
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-25 11:10:59
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 宣沙丽
资料简介

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。 公路桥梁工程是一种体积庞大的工程项目,其巨大的结构荷载,使得下部结构桩基出现沉降,这种现象十分正常,但是如果桩顶力分布存在差异,那么沉降的速度、深度、时间都会不同,形成不规则沉降现象,在此现象下公路桥梁工程可能会出现耐久性问题,引发一系列严重的后果。因此在公路桥梁工程设计当中,有必要围绕沉降问题进行控制。本文就 公路桥梁工程设计中桩基沉降问题展开探讨。

公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究

宣沙丽

中设设计集团股份有限公司 江苏 连云港 222000

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。公路桥梁工程是一种体积庞大的工程项目,其巨大的结构荷载,使得下部结构桩基出现沉降,这种现象十分正常,但是如果桩顶力分布存在差异,那么沉降的速度、深度、时间都会不同,形成不规则沉降现象,在此现象下公路桥梁工程可能会出现耐久性问题,引发一系列严重的后果。因此在公路桥梁工程设计当中,有必要围绕沉降问题进行控制。本文就公路桥梁工程设计中桩基沉降问题展开探讨。

关键词:公路桥梁工程;设计;桩基沉降

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公路桥梁工程中的桩基设计特点

公路桥梁桩基设计是工程建设的重要基础,只有设计好桩基才能使路桥更加稳固、耐用。公路桥梁桩基可以将竖向和水平的部分荷载传递给地基,减轻上部负荷,并且桥梁桩基具有相应的抗弯能力及刚度,因工程类型的差距,桥梁桩基的选择也存在较大差异。一般情况下,较为常见的有预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩几类。在公路桥梁工程中多采用钻埋压装桩、钻孔灌注桩;对于需要进行基坑支护的一般使用钻孔灌注桩、地下连续墙、止水搅拌桩;路基处理多采用CFG桩、预应力管桩等几种类型。

2公路桥梁桩基的分类

一般情况下,根据桩基中存在的荷载力在传递方式上不同,可以将其划分成摩擦桩以及端承桩两种形式。摩擦桩指的是在土层中软弱较厚的位置,在桩基础下面位置上,底端位置中与土层或者是岩石相接触,桩基础顶部位置中受到的荷载力通过土层与桩基础之间的摩擦来实现承担,反作用力在土层以及桩基础之间的可以不计入考虑范围中,这种情况是摩擦桩。而端承桩是透过土层之后采用的桩基础技术,在底部位置中通过土层以及岩石层中的支撑力来实现荷载,而桩基础受到的摩擦力以及支撑力可以不计入考虑范围中,这种形式是端承桩。从现实的公路桥梁工程中,很多桩基础在这种形式之间,通过摩擦力以及反作用力是实现支撑的目的。

3公路桥梁工程中桩基沉降的原因分析

3.1端承型群桩沉降原因分析

端承型群桩是公路桥梁工程中众多群桩的一种,这种群桩是由端承桩群组成的,这种群桩最大的特点就是持力层比较刚硬,群桩所承受的重量直接通过承台输送到群桩的地下层,这样就可以大大降低群桩所承载的重量,进而提高群桩的承载强度,也正是因为这样加固了桩底的土层,避免桩底的土层因为承载重量过大而出现的沉降现象和端桩刺入到土层的情况。也正是因为这个原因让端桩的桩身压缩值也非常小,桩身压缩值和刺入沉降值都非常小的情况下就会降低桩侧的摩擦力,从而降低桩侧剪应力的整体影响。在这种情况下,如果把每一个单桩都比作是一个独立的单位,这样承台与单位桩之间的彼此作用值就会非常小,甚至可以直接忽略。这样在计算群桩的承载强度时就可以将各个单桩的承载强度相加即可,所以如果群桩出现了沉降的情况只有当持力层持续下降到下卧层才有可能出现。

3.2摩擦型群桩原因阐述

摩擦桩群和端承桩群均有可能会产生沉降,而且沉降产生的原因存在一定的差异性,想要详细的分析出沉降产生的原因难度较大。工作人员对端承型群桩进行全面分析的过程中,发现单桩和承台二者之间、单桩和单桩之间会存在一定的综合作用力,这些综合作用力会比较小,而且伴随一些相互作用力,所以可以忽略不计。对摩擦桩群进行分析时,必须要多关注单桩和单桩相互之间的影响,因为荷载重量主要传递方式是通过摩擦的形式进行传递,所以这种摩擦下单桩相互之间的影响比较重要。不同的单桩相互之间以及不同的桩端土层相互之间都有可能会出现重叠应力的问题,导致桩基相互之间摩擦能力与桩基相互之间的承载能力相互影响。工作人员在对群桩承载能力强度进行研究时,不能只将目光集中在单桩承载力相互叠加方面,也要多关注一些桩体间的干扰与影响。

4公路桥梁工程设计桩基沉降的设计措施

4.1荷载传递分析

单桩荷载也就是通过荷载对其实现传递,从而进行深入的分析和确定,通过所承担的负荷以及镜像计算来进行贵点,在工作中主要是遵循下面几点基本原则:将桩基础通过不断长度桩基础进行划分,分散成各个单元,在桩基础之中存在的与土层之间形成的各种力量和联系都可以通过非线性弹簧来实现模拟,并且在桩基础中土体中通过此方式实现相互连接。在运用负荷承载缺陷过程汇总,将桩基础中的位移以及土体进行任一点的设置,该点与摩擦阻力无关,对土体连续性进行综合考虑的过程汇总,荷载沉降中对桩群体进行分析就无法采用这种方式,对施工现场中负荷承载传递曲线想要得到准确结果,就需要对桩基础的负荷承载工作进行多次试验,这项试验结果并不会完全适用于其他工程。

4.2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。

4.3水平承载及位移计算

为保证公路桥梁桩基安全,对于其水平承载及位移情况要进行认真计算。一般从2个方面开展计算,包括单桩基础、群桩基础2种情况。对于单桩基础来说,其承载了水平力,使用过程中要满足相应特征要求,若水平荷载为甲、乙级桩基,其特征值需要借助单桩水平静载试验确定;对于桩身配筋率超过0.65%的混凝土灌注桩,可以借助静载试验获取,地面出现10mm水平位移时,多对应荷载的75%数值来作为单桩水平承载力的特征值;若灌注桩配筋率小于0.65%,可将单桩水平静载试验临界荷载的75%作为特征值。对于群桩基础来说,当力矩较大或存在水平力的时候,首先需要考虑桩群、土层、承台之间所产生的群桩效应,然后对基桩水平承载力特征值进行计算,若承台底部、土体、地基间的摩擦系数关联较大时,特征值的选择要谨慎。

结语

从我国的桩基础沉降问题来看,我国的相关理论研究中还处在初级阶段,还需要相关研究人员去进一步深入学习,文章对一些基本方法进行了阐述,希望能够对有关工作提供一定借鉴作用,保证公路桥梁工程的进一步发展和壮大。

参考文献

[1]刘杰.道路桥梁施工在软土地基上不均匀沉降的防治对策探讨[J].工程技术研究,2017,(10).

[2]陈卓.桥梁设计在市政工程的要点分析[J].工程技术研究,2017,(10).