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摘要：公路桥梁设计是一项非常重要的工程，桩基是工程设计的重要基础。本文对桥梁设计经验进行总结的基础上，针对桩基设计中存在的问题开展分析和研究。
关键字：桩基设计；公路桥梁桩基；工程质量
1 人工挖孔桩
1.1施工准备
1.1.1场地处理
对原有场地进行平整；在建筑物（施工场地）外围四周适当位置设置排水沟，做集水井；开挖面做混凝土垫层，桩孔土方的处理：施工现场设置临时土方堆放场地，挖出土方必须在两天内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），所挖土方不堆放在孔边，确保施工现场畅通。
1.1.2施工机具
卷扬机和提土桶，用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用；护壁钢模板；潜水泵；鼓风机、空压机和送风管；镐、锹、土筐等挖运工具：若遇到硬土或岩石， 尚需风镐、潜孔钻；插捣工具，用于插捣护壁砼；应急软爬梯；照明灯、对讲机、电铃等。
1.2工序流程
施工程序为：场地平整→放线→定桩位→架设支架或电动基芦→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每下挖90MM进行桩孔周壁的清理。校核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁砼→拆模继续下挖，达到微风化一定深度后，由勘测单位验收→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→排除孔底积水、放入串筒，灌注桩芯砼至设计顶标高。
1.3主要施工工艺
1.3.1 放线、定桩位及高程
依据建筑物测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经监理复查合格后方可开挖。
1.3.2 开挖第一节
桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，每节的开挖高度应根据土质和设计而定，一般以0.9～1.2m为宜。
1.3.3 支设护壁模板
模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m。护壁中心线控制，系将桩控制轴线，高程引到第一节混凝土护壁上，每节以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置，用尺杆找圆周，然后由基准点测量孔深。
1.3.4 浇筑护壁砼
护壁砼要捣实，上下壁搭接50～75mm，护壁采用外齿或内齿式；护壁砼强度等级为C25，厚度150mm，护壁内根据需要等距放置直钢筋，插入下层护壁内，使上下护壁有钢筋拉结，避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象；第一节砼护壁高出地面200mm左右，便于挡水和定位。
1.4常见问题处理
1.4.1地下水
地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。其处理方法如下：地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工；水量较大时，当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量。
1.4.2流砂
人工挖孔在开挖时，如遇细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂。遇到流动性淤泥或流砂时，孔圈护壁的施工可按下列方法进行处理：减少每节护壁的高度（可取0.3～0.5M），或采用钢护筒施工，采用上述方法后仍无法施工时，应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理；对塌方施工段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土。
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2桩基设计
2.1软弱下卧层验算
下卧层的压缩应该按规范要求进行，如果是桩距没有超过６ｄ的群桩基础，那么在桩端持力下所存在的大承载力就应该低于桩端持力层承载力１／３。当考虑桩端硬持力层压力扩散角影响的情况时，那么就可以用实验来对其进行确认。
2.2对桩基竖向承载力的计算
当遇到计算竖向承载力时，如果桩基承担轴心荷载，就要保证基桩或复合基桩的竖向力满足要求，如果承担偏心竖向荷载时，那就应该提高其标准；当考虑地震荷载情况时，那么对其竖向承载力的计算就应做到更加严格、仔细。
2.3选择桩长、桩型选择
桩型和桩长是桩基设计中必不可少的重要内容，当进行选择时，首先应该对建筑施工现场的环境条件进行勘察，对成桩的桩基对环境可能造成的影响、成桩的可行性、施工工艺、施工工期以及桩基成本等多角度，和对桩基类型和长度进行优化、调整，使其能够在节约投资的基础上对建筑物安全效果有良好的保证。
2.4桩项作用效应计算
如果是普通建筑物或是较小荷载的高层建筑，在进行桩基设计时就应考虑到柱、墙等在基桩的桩顶所产生的作用效应，对竖向力及水平力所产生的影响进行考虑；然而如果是需要承担地震荷载的低承台桩基，就更应该进行严格规范的验算了，如果当建筑物位于抗震有利的地段时就可以不考虑地震带来的影响；若是有可能发生８度及８度以上的建筑物区域或受水平力较大的桩基设计的话，那就要考虑承台与桩基的共同效果以及与土体间的弹性抗力作用，最终达到设计准确、科学的设计目的。
2.5计算单桩竖向极限承载力
（１）极限承载力的计算属于桩基设计的重要内容，在设计的时候，竖向承载力应满足以下规定：①如果建筑桩基设计是甲级，就应该利用单桩静载试验来确定极限承载力；②当桩基设计为乙级，并且具有简单的地质条件，就可以参照类似的工程条件进行桩基设计，同时还应该结合相应的原位试验等加以综合确定；③如果桩基为丙级时，就可以根据经验参数及原位测试等方式来进行确定。
（２）极限端阻力、极限侧阻力、单桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定：①例如一般的桩基承载力可根据规范来确定；②然而那些大直径端承型桩，就可以利用深层平板载荷试验确定极限端阻力；如果是嵌岩桩，还可以根据岩基平板载荷试验确定；③通常情况下，桩的极限侧阻力及阻力可通过预埋测试元件的方式通过静载试验确定。与此同时还可以建立标准值与参数之间的经验曲线，最终根据这些经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
2.6位移计算与桩基水平承载力
对于保证桩基的安全性，位移的计算及桩基水平承载力起到重要意义，可分为两种类型：单桩基础、群桩基础。
（１）群桩基础。当遇到力矩较大或水平力的情况时，首先应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，然后对基桩水平承载力特征值进行计算，土体类型与承台底部与地基土之间的摩擦系数有较大关系，所以在选取时应该小心谨慎。
（２）单桩基础。它在承担水平力时应满足其特征值的要求，主要有以下规定：①如果是水平荷载为甲级或乙级的建筑桩基时，那么它的特征值就应通过单桩水平静载试验进行确定：② 然而对于那些桩身配筋率不小于０．６５％的混凝土灌注桩，就可以通过静载试验的结果来获取地面处水平位移为１０ｍｍ所对应的荷载的７５％为单桩水平承载力特征值；③当遇到配筋率小于０．６５％的灌注桩时，可利用单桩水平静载试验的临界荷载的７５％作为特征值。
2.7承台的计算
（１）对于桩下桩基承台，首先应分别对桩边连线、柱边、变阶处所形成的贯通承台的受剪承载力和斜截面进行验算。如果承台悬挑边形成多个剪切截面时，那么就应该对每个斜截面的受剪承载力进行验算。（２）关于条形承台梁的弯矩可按照弹性地基梁进行分析计算；如果遇到桩端持力层较为深厚岩体坚硬且桩柱轴线不重合时，首先可以将桩视为不动的铰支座，其次再按连续梁进行计算。（３）对于桩基承台，则应该对其进行正截面受弯承载力的计算，配筋和受弯承载力可根据规范规定进行。
结语
公路桥梁桩基的设计包括大量繁琐的工作，在进行设计时必须对公路桥梁桩基周围的受力情况、最大承载力计算、负摩阻力以及嵌岩深度等多方面内容进行细致的分析计算，只有这样才能够保证公路桥梁桩基设计更加科学合理，从而更好的提升公路桥梁的安全性和可靠性。
参考文献:
[1]沈建章,俞勤仙.公路桥梁桩基设计应注意的问题[J].现代商贸工业,2018,(02).
[2]陈书文.浅谈公路桥梁的桩基设计[J].科技资讯,2018,(20).
论文作者:胡光明
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/29
标签：桩基论文; 承载力论文; 荷载论文; 水平论文; 桥梁论文; 特征值论文; 土方论文; 《防护工程》2019年11期论文;