摘要：桩基的支撑作用在公路桥梁的运行过程中发挥了十分重要的作用，桩基承受了公路桥梁上部的全部荷载，使桥梁结构在车辆荷载、桥梁上下部恒载和其他荷载的情况下保持稳定，同时桩基的稳定性可使桥梁各结构之间不会发生影响结构使用功能的沉降性变化。但是在实际的设计、施工和运行的过程中，由于建设条件和外界动态因素的变化和影响，桩基沉降问题还是普遍存在的，为了更好地满足公路桥梁的设计和使用要求，需要在桩基沉降问题方面进行深入的探究，查明影响桩基沉降的原因并加以避免，最大限度的减少桩基沉降，从而保证桥梁的安全和正常使用，降低后期运行和养护过程中的不利影响。
关键词：公路桥梁；设计；桩基沉降；问题；原因；措施
1公路桥梁工程中的桩基设计工作
1.1设计内容
公路桥梁工程中的桩基设计工作可直接决定桥梁结构的整体稳定性和受力合理性，所涉及的范围广、深度深。桥梁桩基设计的主要工作内容包括：桩型方案的选择，桩径、桩长、桩距参数的确定，桩基的受力形式，桩基承载能力和桩基基础应力的计算，以及选定桩顶荷载传递结构，进行地基变形情况分析，桩身、桩帽结构形式的比选，地基承台、系梁的构造及配筋，对桩基平行位置进行设计，以及针对群桩效应的具体分析，桩身强度的验算，环境对桩基的影响及防护措施，桩基施工过程中的环境影响评价。
1.2设计特点
公路桥梁桩基设计是工程建设的重要组成部分，只有设计好桩基才能使桥梁更加稳固、耐用。设计过程中除需要考虑桥梁上部结构的形式外，还要根据环境条件、地质条件、施工条件等综合考虑。公路桥梁桩基与地层之间的摩阻力和桩端承载力，可以将竖向荷载传递给地基；同时由于桥梁桩基具有较强的抗弯承载力和刚度来，也可将上部结构的水平荷载传递到地基中。受工程类型的差异的影响，桥梁桩基的选择也风格迥异。一般情况下，工程中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。
1.3桩基作用
桥梁桩基需要支撑自身及外部负荷的重量，如果其出现质量方面的问题就会对桥梁其他结构造成影响，造成整体工程的稳定性不足。工作中的桥梁工程桩基作用，主要表现在以下几个工作的方面：
第一，控制沉降：桩型选择及桩长计算过程中，会充分考虑不均匀沉降对桥梁上下部结构带来的影响，因此在上部结构受力明确、地质勘察准确的情况下，桩基沉降是基本可控的。第二，传递荷载：桩基与地基土间存在着摩擦作用，桩端也可提供一定的承载力，因此通过桩基可以将上部载荷通过桩基给周围或桩端的土体，为桥梁上部结构提供较为稳定的下部支撑。第三，抵抗水平力、提供抗拔力，桩基的侧向刚度和抗拔能力都可以在一定程度上保证桥梁的正常运营，有效的抵抗倾覆力矩和水平力，使得外界的震动、撞击等对桥梁结构的影响大大降低。第四，抗地震液化，地基液化问题出现时，桩基可以很好的穿越液化层，保证桥梁基础的稳定性。
2公路桥梁工程设计中引起桩基沉降的原因
2.1地质勘察工作不足
地质勘察是桥梁桩基设计的前提工作。为了保证公路桥梁工程桩基的稳定性，需要在建设工作开始之前就进行必要的实地环境检测和地质勘察工作，从而可以对桩基进行细致全面的设计，从而保证桩基的物理性能能够满足桥梁在施工和运营过程中的需要。
但在实际工作过程中，由于不同的设计人员自身素质和技术水平的局限性，部分设计人员在设计工作开始前往往缺乏对桥梁工程周边地质环境的全面认识，这使得设计成果不能很好的与实际情况相契合。此外，地质勘察工作的详细程度不高，勘察工作内容不完善，勘察成果不准确，对设计指导性差，也将会很大程度上影响设计工作的质量。
2.2桩基选型
桩基选型考虑不全面也是导致桩基沉降的重要原因，公路桥梁的桩型和桩长是桩基设计中的基础工作，当进行选择时，首先应该了解桥梁的上部结构形式、受力特点，其次根据对地质勘察的成果资料，对桩基类型和长度进行设计和优化调整，使其能够满足承载和抗震的相关要求。
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2.3桩基布局问题
桩基布局不当是造成不良沉降的主要原因之一，桩基的布局工作也就是整体工程应力的布局工作，布局工作出现问题，将会造成应力分布不均的问题，从而加大桩基沉降。在具体的设计方案中，设计桩基础间距越小，应力分布越集中，两端的应力将出现结构应力空洞问题。这种不均匀的布局会使工程两端出现不良沉降，即工程两端出现塌方现象，所以要重点做好布局工作。
2.4墩台身问题
公路桥梁工程的构架中，包括上部结构、附属结构、墩身或台身、桩基四个不同的部分，墩台身是连接上下两个部位的主体结构，一旦在墩台身的位置出现了问题，就会使得不良沉降的现象更容易发生。墩台身出现倾斜和位移现象或承重柱倾角过大的情况下，会导致应力在倾斜的方向上不均匀分布，使桩基产生不均匀沉降。
3公路桥梁工程设计中桩基沉降问题改善方法
3.1做好地质勘察工作
地质勘察工作的实际管理中,需要提升管理制度的完善和落实工作,相应的"走过场"的工作是不符合桥梁工程设计需求的。地质勘察工作需要通过一系列的室内、室外实验来完成，周期长环节多,因此需要规范工作方法、工作流程,建立好完善工作制度，保证地质勘查工作规范、地质成果可信。在管理体制创新方面,要打破粗放式管理的弊端，保证精细化和全过程管理模式的落实,做好对整体工程的分析和全面把握。同时需要对所有项目的勘察结果进行审核,确保其准确无误,此时才可以以勘察工作结果为基准,进行相关的设计工作,以免出现不良沉降问题。
3.2桩基选型改善方法
桩基选型首先要与上部结构相匹配，其次要对桩基所处的地质环境、所采用的施工方法、施工工艺进行全面的分析，对桩基类型进行有针对性的选择，也就使得桩基的设计更加合理。
3.3桩基布局改善
桩基布局的设计工作中，需要提高计算工作的精细程度，满足单柱承载力设计要求，使得每个桩基的载荷都在其承受的范围之内。其次，计算桩基布局中的桩基数量,最终根据计算的结果，来进行桩基的合理化分布工作，从而降低桩基的沉降量。在建设条件受限等特殊情况下没有进行均匀分布的，需要进行结构补强，并加强验算。
3.4墩台身的优化
在一般的设计要求之下, 设计人员必须保证墩台身受力均匀, 对于异型墩台, 要尽可能保证墩台正投影形状对称, 通过承台传递均匀的竖向力给桩基, 且要尽量减小桩顶附加弯矩。此外, 为了消除不良沉降问题, 在设计当中有必要对墩台身的构造进行充分计算, 保证其能够有足够的横向承载力, 并满足混凝土最小裂缝要求。在通航河流要做好桥墩、桥台的防撞措施，降低撞击力对桥梁桩基的影响。
结论
桩基安全、沉降小是桥梁安全和正常运营的前提条件，在设计和施工过程中必须引起高度的重视。公路桥梁桩基工程属于隐蔽工程的范畴，其质量影响因素复杂多变，桩基质量的好坏，直接决定了整个桥梁工程的安全与否，同时影响到公路桥梁的后期维护。由于公路桥梁施工地区的差异，桩基结构和施工情况也会有所不同，这就要求在公路桥梁桩基的设计和施工要因地制宜，保证设计和施工工作能够有效地控制系统的沉降、避免不均匀沉降，结合工程建设实际环境、桩基结构、地质条件、工艺流程等因素，做好设计管理和现场控制工作，确保工程建设的整体质量，从而促进我国公路桥梁工程建设的全面发展。
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论文作者:赵志一
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：桩基论文; 桥梁论文; 工作论文; 公路论文; 结构论文; 地质论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第27期论文;