公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究

高竞程

摘 要：在公路桥梁工程设计中，桩基沉降问题一直深受关注，由于公路桥梁工程上部的负荷较大，桩基会受到各种因素影响出现沉降变化。为此，相关部门在设计公路桥梁时，会重点考虑到桩基沉降问题，以便更好的适用于公路工程，从而提高工程质量，减少对成本和工期的不利影响，后续使用也会更加方便。本文就公路桥梁工程设计中桩基沉降问题展开研究。

关键词：公路桥梁;工程设计;桩基沉降;问题研究

0 引言

科学技术的进步直接推动了工程建设事业的发展，公路桥梁工程是一项庞大的项目，由于结构复杂，荷载量大，出现桩基下沉的情况实属正常。但由于不同的建设技术会影响到桩基下沉的速度、深度和时间，如果设计不当，就会影响到后续使用情况，甚至是更为严重的后果。因此，在公路桥梁工程设计中必须要重视桩基沉降的问题，并采用相应的措施对其进行控制。

1 公路桥梁工程设计中桩基沉降问题

公路桥梁工程设计中需要重视桩基沉降問题，并在项目启动前，做好各项准备工作。但现实的公路桥梁工程中，仍是会出现桩基沉降不规律的问题，原因多是由以下几点造成的：第一，对地质环境勘察不当。为了保证公路桥梁工程的桩基稳定，从理论上来讲，相关人员需要在项目启动前进行实地勘察，对地质环境有充分的了解，再根据实际情况来设计桩基。但实际工程设计中，这一步却经常被忽视，部分设计人员在设计图纸前，并没有进行实地考察，多是通过纸质和文字资料来了解情况，这就会导致设计结果与实际地址环境不符，从而出现不良沉降情况[1]。第二，桩基选型不当。出于对桩基沉降问题的重视，设计人员会根据不同的地质环境选择相应类型的桩基，不同类型的桩基成本自然也有所不同。部分项目负责人在策划过程中，会将成本问题放在首要位置，这就会影响到设计人员的理念，刻意选择一些标准相近但成本更低的桩基类型，虽然标准相近但荷载量等方面仍旧存在一些缺陷，从而导致不良沉降现象出现。第三，桩基布局问题。桩基布局会直接影响到工程整体的应力结构布局，如果设计的桩基间距较小，工程整体的应力结构就会较为集中，两端的应力就会较为空虚，也就更容易出现不良沉降现象，更是会增加坍塌的可能性。

2 公路桥梁工程设计中桩基沉降问题改善方法

2.1 做好地质勘查工作

项目施工单位在施工前要做好工作实施计划，并将准备工作中需要调查的项目、地质情况展开有效的勘察。我国目前的地质勘查技术在建筑工程领域应用的十分普遍，由于其可以预测到地质的实际情况，为建筑施工提供更加合理的依据。要知道公路桥梁工程施工过程中，经常会遇到冲洗环境，这会导致土壤发软，造成桩基沉降问题。设计人员在设计桩基部分内容时，要亲自到现场勘查。不要被文字和影像资料影响了判断，要严格的完成勘查工作并根据调查结构进行设计。当遇到软土层较厚时，桩柱式单柱设置要有缝隙，这样可以减少桩柱不均匀沉降带来的影响[2]。这只是其中一种情况的解决方法，在实际应用中，设计人员应该根据实际地质情况进行选择。如果桩基是在水中，在设计桩长时还要排除水的深度。确定设计内容后，施工人员还要严格围绕计划来开展工作，这样才能更好的避免不良沉降情况出现。

2.2 改善桩基选型方法

随着社会的发展和进步，对建筑行业的要求也越来越高，尤其是在建筑荷载量较高、面积较大且对结构安全性较高的情况下，对桩基的要求也就更高。桩基的质量问题不仅会对成本和工期造成一定的影响，还会对日后的使用和安全性造成严重的影响，因此，合理且科学的桩基选型方法有着重要的意义。在公路桥梁工程建设过程中，经常会遇到各种各样的环境，如临水环境、靠山环境等，这类环境的土质较为特殊，设计人员在考察时就要地质环境有充分的了解，再做基础设计工作[3]。临水环境土壤常见受到冲刷，土质会较为松软，非常容易出现不良沉降情况，针对这一情况，设计人员应做好基础工作，充分考虑水流冲刷带来的不利因素，并在设计桩基长度时，应将水中部分排除，这样才能更好的提高工程质量。另外，在桩基选型时除了要考虑到外在环境影响因素外，还要注意土层间的相互压缩作用，和周围力的影响等。利用实体检测法通过模拟的方式，观察土层内部是否会出现相互压缩的情况，并运用扩展计算法来计算桩基群的沉降情况，从而更科学的开展桩基选择工作，并使用一些相应的措施控制桩基下沉的范围。

2.3 重视桩基布局

在公路桥梁工程中，随着使用年限的增加，荷载量增大，出现沉降现象也是比较正常的，这主要是固结变形和土体流变导致的。但如果沉降情况不规律或是速度较快，这就属于异常情况了，会对未来使用产生一定的影响，需要引起施工人员的注意。为了防止桩基不规律沉降问题的出现，设计人员除了要重视选型问题外，还要对桩基布局进行合理的设计。首先，设计人员需要通过实地考察，对土质有充分的了解，然后通过科学的方法计算来得到每个桩基的受力范围;其次，根据公路桥梁工程整体的长度，来计算出桩基布局中桩基的数量和承受力，最终按照计算出的结果，按照严格规定来均匀分布桩基，这样可以有效改善沉降问题，并降低桩基布局不合理的概率[4]。此外，由于施工环境不同，难免会出现一些特殊情况，尤其是山区或是临水等环境，可能无法均匀分布桩基，设计人员就需要通过一些其他手段来进行巩固、加强。需要注意的是，巩固措施也并不是盲目实施的，设计人员需要通过计算来而出强度差值，再按照差值来进行设计。根据设计要求，相关人员在设计过程中，要确保大容量相等，以免影响整体的荷载力。

2.4 优化墩台身质量

公路桥梁工程多是由上部结构、墩身或台身、桩基等多个结构组成，其中墩台身是连接上部结构和桩基的关键结构，在施工时要重视墩台身的质量问题，一旦出现问题就会造成一系列的不利情况，不良沉降就是其中的一种。因此，在设计图纸的过程中，相关人员要严格遵循要求，保证墩台身受力均匀。在这一过程中，勘测人员需要利用专用的设备对桩基中心处进行钻孔，根据实际情况在各个测量位置取样，更好的判断各个层面的长度，强度等参数[5]。但需要注意的是，这种方式虽然可以对桩基情况有充分的了解，但测量到的数据仍然不够全面。如果想要全面了解数据参数，容易对桩基内部结构造成一定的破坏，所以在实际运用中一定要格外小心，可以利用其他检验措施辅助进行。另外，根据实际施工环境，还会设计形状不规律的墩台，但也要尽量保证墩台的正投影形状对称，这样才能将更均匀的竖向力传递给桩基，减少桩顶弯矩。而且，为了减少不良沉降问题的出现，在设计时还要重视墩台结构质量，让其有足够的横向承载力，以此来提高整体使用效果。同时，在桥梁工作建造中，如果有通航河流则要注意做好墩台身防撞措施。

3 结束语

总的来说，公路桥梁工程桩基建设质量会直接关系到整个工程的质量，也会在后续影响到公路桥梁的使用情况。由于公路的建设环境、桩基结构、实际施工情况有所不同，就导致公路桥梁在设计和施工过程中，需要有所区分和设计，这样才能在一定范围内控制桩基沉降，从而提高公路桥梁工程桩基质量。

参考文献：

[1]刘雪峰.公路桥梁工程施工质量问题及防治策略[J].工程技术研究，2021，6（4）：185-186.

[2]王欣.公路桥梁工程中桩基沉降问题与对策研究[J].四川水泥，2020（12）：267-268.

[3]王二赞.山区公路桥梁工程设计要点研究[J].河南科技，2020，39（32）：109-111.

[4]胡海洋.公路桥梁工程超深人工挖孔桩施工技术[J].交通世界，2020（31）：118-119.

[5]孙海宁.公路桥梁工程中桩基沉降问题的解决措施[J].交通世界，2020（Z1）：176-177.