桥梁设计中的桩基设计探析

李爱静

天津市海顺交通工程设计有限公司  300074

摘要：桩基是桥梁工程建设过程重要部分，为了加强桥梁工程桩基设计水平，技术人员要结合具体工程实际，科学的制定更加完善的设计对策，从而进一步保证桥梁设计工作效率。下面结合具体研究，有效的总结桥梁设计中的桩基设计对策。希望结合实践研究，能加强桥梁设计中的桩基设计能力，从而进一步提高工作效率。

关键词：桥梁设计；桩基设计；有效措施

前言：近年来，社会经济的不断发展，技术的不断进步，桥梁工程不断的创新，桩基设计也受到更多人的关注，然而工程建设如桥梁、房屋、电力等建筑都需要设计桩基基础工程。特别是现在城市环线建设及高速铁路的建设中均大量的采用桥梁结构。任何的桥梁工程项目实施中，对桩基设计都有着严格的设计标准，为实现桩基设计优化，设计人员应根据桥梁工程的结构特点和要求，做好相应的承载力分析与计算。但我国很多的桥梁工程桩基设计中，经常存在着桩基设计方面的问题。未来的各类桥梁工程实施中，工程企业都应采用新的设计理念和思路，提高桩基设计质量。

1桩基设计理论

桩基设计是检测和控制桩基的抗压能力，使其符合桥梁总设计的要求。桥梁桩基设计需要满足两个要求：一方面，桩基和土体之间要相互稳定，满足沉降位移要求；另一方面，桩基自身要有稳定的结构强度，以满足桩基承载力的要求。桩基和土体的相互作用可以保证桩基具有足够大的承载能力，使桩身不会产生误差外的沉降变形，当桩基受水平方向的荷载时，对桩产生的弯矩与变形在允许范围内。桩基设计与其地基处理的不同之处在于其设计理念是“先实践，后理论计算”。桩基设计主要包括承载能力设计和沉降变形计算，通过设置桩长、桩径等参数设计桩基承载力，以保证桩基具有足够的负荷能力。为避免过度变形造成桥梁损坏而进行沉降变形计算。目前，我国桩基设计正处于变革时期，主要计算方法有：容许承载力计算、总安全系数计算、分项系数计算等。桩基计算理论主要分为两类，容许应力理论的定值设计和依托概率理论的极限状态设计。定值设计法的原理是规定地基和桩身强度，限制剪切应力来调整地基沉降，属于较为典型的桩基验算方法。依据桥梁所处土体、河流等自然环境条件，确定桩基、承台的参数设置以及图纸验算桩基中各桩的承载力，根据工程实际情况对桩基进行轻度和沉降计算，进而完成墩台下构的设计。

2桥梁桩基施工中常见的技术问题

首先是塌孔问题。一般来说，发生塌孔情况的原因是比较多的，极易因为土质比较松散而出现质量问题，泥浆护壁形成的速度也比较慢，孔壁渗水发生率较高等，还有就是泥浆密度不能符合工程的要求，回填土的质量不合格，或者车辆、机械进行振动所导致的结构性能比较差。其次是孔内涌砂、漏浆问题。钻孔施工环节，有些情况下还会遭遇到冲击砂层的问题，因为土质是相对比较松散的，地下水分布范围比较广，这就导致了泥浆向孔壁之外流失。造成漏浆问题的原因也不是单一，很多情况下埋设护筒的情况深度无法达到要求，且导致回填土预埋施工的夯实度不能达到技术标准。最后是卡钻和卡锥问题。公路桥梁桩基在施工中，冲击钻进行钻孔作业环节，形成了梅花孔的形式，也就是孔的圆度不够，形成了梅花形的形式，导致了在冲击之下比较窄的位置上卡滞，也可能是因为粘土层中冲程比较小，泥浆太稠导致冲锥直接被吸住；然后就是因为孔内存在有比较多的石块造成了落石卡钻的问题，如果问题比较严重，还会造成钻机发生了严重的变形问题，卡钻和卡锥的问题就此发生。

3桥梁桩基设计有效措施

在设计桩基时需使用科学的手段实施，在规范的技术指导下实施设计。如果遇到突发情况则需灵活选择适合的方式进行处理。

3.1沉降控制设计

对于桩基设计而言，通常需以承载力情况作为标准。具体设计桩基时，不但要参考桥梁建设区域的具体土质情况，同时还需将桥梁的跨度纳入考虑因素。通常，桩基的体积与沉降控制能力具有正相关的关系，但提升桩基的体积也会造成成本增加。因此采用合理的桩基设计手段便可避免成本的增加，施工方也需进一步深化研究。此外若想将受力情况达到标准要求，还需全面考察施工过程中所有可能对桩基质量产生影响的各类因素。首先可提升桩基修建的合理性，加强对沉降效果的控制，尽量降低工程实施的成本投入，在传统模式的基础上深化考察桩基的修建策略，有效避免原有桩基修建存在的问题。其次实施桥梁工程期间，尽量选择刚度较高的原料，在保证受力达到标准的基础上，将沉降情况控制在合理范围，这样在桥梁在受到外力的作用下也可保证其功能能够正常发挥，将桥梁应力控制在标准范围。

3.2检孔、钢筋笼的加工与下放

钻进中应经常用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度约为孔径的5倍。每钻进5米左右或者通过易缩孔土层以及更换钻锥前都应进行检孔，当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或者拉紧时的钢丝绳偏离了护筒中心，应考虑可能发生了斜孔、弯孔或者缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置继续钻孔，但不得用钻锥修孔，以防卡钻。通过检孔后，方可安装钢筋笼。钢筋笼按设计图及规范要求在加工场内分节制作，采用加筋成型法。钢筋笼长度根据桩长而定，每节长度一般在9-12m左右，采用点焊成型，每段钢筋笼外侧加砼保护垫块。由于钢筋笼较长，为了保证钢筋笼质量，防止在运输及安装过程中变形，在加筋箍处焊上十字钢筋支撑，每4m设一道，在吊放钢筋笼时逐步解除。钢筋笼制作完毕经检验合格后，节与节之间在孔口采用机械接头连接。钢筋笼用汽车吊或钻架起吊放入孔口，扶正徐徐下放。下放过程中严禁摆动以免碰撞孔壁，并且边下放边拆除十字加强筋支撑

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3.3科学检测桩基实际情况

桥梁桩基质量检测技术有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几大类型，而随着技术的进步，当前在我国桥梁桩基无损检测方面，最为适用的检测技术，即是超声波透射法。检测人员主要是根据检测混凝土时所发出的声波信号频率与幅值对其质量进行判断和分析，利用超声波透射法这一技术对桥梁桩基进行检测，能够对桩基结构进行全面、细致的排查，同时检测过程中能够保证不破坏桩基，因此其对环境的适应能力比较高，基本上没有其他限制条件，但唯一不足是其检测结果会受到漫射、透射、反射等反应的影响，这就需要相关单位积极引进更加先进的技术，推动检测结果更加精准，从而为桥梁施工的质量提升提供保障。

结束语：

综上所述，桥梁桩基对桥梁稳定性和支撑性起到了非常大的作用，可以说桩基是支撑桥梁荷载的主要结构，其可以把所受到的荷载进行有效分散，从而保障桥梁的安全，同时，桥梁桩基是桥梁建设的重中之重，也是最基础的部分，桩基的设计包括大量复杂的工作，其设计会直接影响到桥梁质量与整个工程的造价，合理设计的桥梁桩基是非常有必要的。因此，在实际的工程案例中，应需要根据项目实际情况因地制宜的进行设计和选择施工方法，做到综合分析及多方案比选，并谨慎用心的组织设计与施工，以确保桥梁安全。

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