桥梁桩基受力状态和稳定性研究

张继文

【摘要】以工程实际为基础，主要针对岩溶地区公路桥梁桩基设计所经常遇到的问题进行分析与研究，并且通过分析结果，给出在桥梁桩基设计过程中所需要遵循的基本原则以及在设计过程中经常遇到的问题与关键点。通过分析与研究能够对专业人士提供一定的借鉴与参考意见。

【关键词】岩溶地区；公路桥梁；桩基；设计要点

现在，我国造桥技术不断成熟，出现了非常多的桥梁基础形式，其中包含了扩大基础、桩基基础以及沉井基础等三种形式。在所有的桥梁基础中，桥梁结构都需要承受比较大的载荷，所以，越强的承载能力，桩基就会被运用得更广，同时质量也越加稳定。特别是针对一些地质情况较差，承载力不够的地质情况，一般都是选择桩基基础作为桥梁施工过程中的基础形式。而本文的研究形式，就是以岩溶地区公路桥梁桩基设计的角度来分析桥梁桩基的受力状态，以此来达到对桥梁工程质量提高的目的。

一、桩基承载性能研究

针对岩溶地区的特殊条件而言，在桩基承载性能方面的研究包含了受力的情况以及相关的影响因素。最近几年，针对桩基承载性能研究的方法有很多，运用最为广泛的方法有理论模拟法、数值模拟法以及物理模拟法等。在物理模拟法方面，主要通过三个步骤来实现，也就是通过离心模拟实验、相似模拟实验以及现场原位实验等，综合针对桩基与土体之间存在的载荷性能联系情况，可以了解到，载荷首先存在于装机顶部，然后通过桩身进行传递。首先是通过岩土层中存在的摩擦力来发挥相关的作用，一旦装侧摩擦力出现，并达到一定限度后，载荷继续增加的情况下，桩端或者岩石就开始产生作用，所增加的载荷就通过这一部分来承担。通过研究发现，在岩溶地区，桩基受力情况主要有下面几点：第一，桩基受力状态相关影响因素特别多，其中包含了持力层的特点与性质、成桩施工过程中的工艺特点、桩体长度以及对岩土进行覆盖过程中导致其存在的整体性能等；第二，一旦桩身的长径比达到20以上的情况时，桩基的受力就会减小，桩侧摩擦阻力就会增加；第三，一旦桩身的长径比小于20时，桩基就没有明显的变形存在，桩端岩层来承受桩基的受力；第四，围岩特性、相对桩基偏位、填充物质量、裂缝大小、边界条件、顶板厚度以及岩溶洞穴尺寸等因素，同样能够影响到桩基的承载力。所以，在针对岩溶地区进行桥梁桩基设计过程中，应该充分对其受力进行了解与分析，通过与结合与桩基受力有关的各方面因素与条件，保证能够合理与安全地设计桥梁桩基结构，这样来提高桥梁桩基设计过程中的整体质量。

二、桩基承载力计算

在工程实际中，按照嵌岩桩、端承桩或者摩擦桩的计算公式，计算桥梁桩基承载力，特别是在岩溶地区，一般在计算模板选择方面都是选用嵌岩桩作为合理模板。但是，一般的规范性公式，其计算局限性一直处在。比如说摩擦桩，桩基的承载力有两个部分，也就是桩端存在的摩擦阻力和支撑力，在发挥桩承载力的过程中，底层的桩基相对位移、极限摩擦阻力以及岩土层特点这些因素都会对其造成影响。分析嵌岩桩，就包含了三个部分的桩基承载力，嵌入岩层导致的摩擦阻力、桩端岩层阻力以及覆土层侧摩擦阻力。桩基承载力受桩端清孔程度、破碎程度、持力层岩石性质、嵌入深度、桩身的长径比以及覆土层结构特性等因素的影响。然而，岩溶地区，桩基的受力状态不够明确，而且由于地形复杂，载荷呈不规则分布状态。如果不充分结合实际情况，而仅仅套用相关公式，就无法准确地对桩基的受力情况给出反应，继而导致桩基出现局部破坏的情况，这样就会导致桩基质量下降。同时，还应该按照岩溶地区实际存在的情况，对参数做出相关调整，保证在施工过程中桩基的最终质量。

三、桩基的嵌入深度

在桥梁设计要求中，如果桩基的嵌入深度不到0.5m，就应该对桩基承载力进行调整，然而，对于深度要求根本就没有强制性进行。这就导致在设计桩基的过程中没有标准可依，桩基质量就会出现问题，主要是还没有明确嵌岩桩的定义，相关人士在针对嵌入深度方面有一定的差异存在。一些专业人士通过实验的方式来得到理论依据，指出在嵌入深度达到一定范围内，桩基能够充分发挥其承载力。然而，因为试验本身存在一定的局限性，导致得到的结论并不完善。同时，一些专业人士，同时还指出，嵌入深度不应该太大。尽管桩基嵌入深度能够提高撞期的承受力，但是，真正的提高程度并不明顯。如果花费过多的代价来得到承载力小范围的提高，从经济角度而言，是不可取的。我们认为，桩基的嵌入深度应该根据实际工程进行确定，综合考虑桩身长径比、岩层性质以及覆土层结构特性等参数，得出具体的桩基嵌入深度。

四、结语

总之，桥梁桩基设计过程中，需要针对地质条件、工程要求等因素，选择合适的桩基形式，提高桥梁工程的安全系数，降低桥梁工程的经济成本，确保工程质量和使用功能。

参考文献

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