橋梁樁基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

橋梁樁基設(shè)計(jì)要點(diǎn)摘要：任何的橋梁工程項(xiàng)目實(shí)施中，對樁基設(shè)計(jì)都有著嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)樁基設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)橋梁工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求，做好相應(yīng)的承載力分析與計(jì)算。但我國很多的橋梁工程樁基設(shè)計(jì)中，經(jīng)常存在著樁基設(shè)計(jì)方面的問題。未來的各類橋梁工程實(shí)施中，工程企業(yè)都應(yīng)采用新的設(shè)計(jì)理念和思路，提高樁基設(shè)計(jì)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：橋梁樁基；設(shè)計(jì)要點(diǎn)1設(shè)計(jì)背景橋梁基礎(chǔ)是橋梁設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，鉆（挖）孔灌注樁基礎(chǔ)（以下簡稱“樁基礎(chǔ)”）是橋梁最常用、最主要的的基礎(chǔ)形式之一，本文主要針對鉆孔灌注樁基礎(chǔ)展開討論。在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，樁基設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，橋梁樁基作為隱蔽工程，其設(shè)計(jì)是否合理，對橋梁安全及工程規(guī)模有著重大的影響，對橋梁施工和工程進(jìn)度也有一定影響。因此，在樁基設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、精心設(shè)計(jì)的原則，切實(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的掌握，更好地控制橋梁樁基設(shè)計(jì)質(zhì)量。橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，需要根據(jù)橋位處的水文條件、現(xiàn)場地形地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)型式、施工要求等因素全面考慮，合理確定樁基礎(chǔ)的構(gòu)造和配筋。在橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在一些通病或常見問題，這些通病或問題影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量，有的可能影響到橋梁安全、工程規(guī)模、施工及工程進(jìn)度，影響到設(shè)計(jì)單位在業(yè)主心目中的形象，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的重視和注意。2橋梁樁基設(shè)計(jì)要點(diǎn)當(dāng)前的交通事業(yè)發(fā)展中，人們對橋梁工程的建設(shè)施工質(zhì)量提出了越來越高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，樁基作為橋梁工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)關(guān)系到整體橋梁結(jié)構(gòu)的性能因此，任何的橋梁工程建設(shè)中，施工人員都應(yīng)加強(qiáng)對樁基設(shè)計(jì)的質(zhì)量管理，以保障樁基設(shè)計(jì)與橋梁工程現(xiàn)場、結(jié)構(gòu)的一致性。勘查施工環(huán)境進(jìn)行施工前勘察時(shí)，根據(jù)勘察重點(diǎn)不同，分階段完成勘察工作。在初勘階段，應(yīng)重點(diǎn)勘察橋梁工程所處的地形、地質(zhì)等自然環(huán)境條件，初勘階段通過鉆孔探測輔助物探的方式確定地質(zhì)。橋梁工程處于亞熱帶海洋氣候區(qū)，全年濕潤多雨，初勘后分析該項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土質(zhì)復(fù)雜，下水位深1.3m,樁基施工受自然環(huán)境的影響較大。詳勘階段采用多種物探方式，依據(jù)初勘核查結(jié)果，明確土質(zhì)從下及上分別為黃土粘質(zhì)土、清灰土粘質(zhì)土、灰色粘質(zhì)土、填土。因此，必須加強(qiáng)樁基-土體牢固性以及完善防水設(shè)計(jì)。對復(fù)雜的土質(zhì)條件，采用一樁一孔的形式。對于樁徑超過1.5m的樁基，采用一個(gè)中心孔，四個(gè)周邊孔的設(shè)計(jì)方式，以達(dá)到安全穩(wěn)固的施工要求。此外，根據(jù)施工方案和施工規(guī)范要求，勘察作業(yè)應(yīng)原位測試，施工技術(shù)人員現(xiàn)場核查設(shè)計(jì)圖紙等資料，全面掌握、了解現(xiàn)場土質(zhì)等環(huán)境情況，并改進(jìn)施工技術(shù)方案，保證勘察結(jié)果滿足橋梁樁基施工需求。樁基選型及間距橋梁樁基承擔(dān)著橋梁自重和交通荷載，根據(jù)樁基上荷載的傳播路徑，可以將樁基分為端承樁和摩擦樁兩類。端承樁通過深入土層深處且布設(shè)于硬質(zhì)基巖，憑借基底巖層的支撐承擔(dān)橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載，端承樁樁體很少產(chǎn)生相對位移和摩擦力。摩擦樁對于土層較厚且樁基長度難以抵達(dá)硬質(zhì)土層等可靠持力層的情況較為適用，樁基荷載主要由樁身及樁周土層摩擦力承擔(dān)，樁端土層及基巖反力小。端承樁和摩擦樁端阻力、側(cè)阻力均與樁長徑比值密切相關(guān)，當(dāng)樁底位于持力層且樁長徑比在15-20范圍內(nèi)時(shí)，樁側(cè)阻力比樁端阻力優(yōu)先發(fā)揮作用。當(dāng)樁長徑比在40以上且無軟弱土層覆蓋的情況下，樁端嵌入中強(qiáng)風(fēng)化層時(shí)，端承樁樁端承載力較小。橋梁樁基設(shè)計(jì)必須考慮最小間距的要求，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對鄰樁施工的影響，防止發(fā)生群樁效應(yīng)。若樁間距過大，則會(huì)影響設(shè)計(jì)承臺(tái)的穩(wěn)定性，樁間距過小，則會(huì)增大施工成本，造成施工障礙。樁基負(fù)摩阻力在樁長的計(jì)算過程中，所涉及的摩擦力為正摩擦力，這一摩擦力具體指樁體沉降值大于周邊土體沉降的情況下，土體向樁體所施加的向上摩阻力。因?yàn)闃秱?cè)摩擦力的方向在很大程度上是由樁體、周圍土體的相對位移量所決定的，尤其是對一些軟土地基段而言，填土自重、行車荷載都會(huì)引起一定的變形與沉降，一旦其沉降量超出了樁基沉降量的具體限制，周邊土體對樁基的向下摩阻力為樁基的負(fù)摩阻力。因此，在樁基設(shè)計(jì)中，須重視樁基負(fù)摩阻力的存在，做好對樁基的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在橋梁工程建設(shè)施工中，樁基負(fù)摩阻力的存在位置較多，但并不是全部的負(fù)摩阻力都存在于全部的軟弱基層中，在樁周軟土壓縮沉降作用下，樁身正摩阻力呈現(xiàn)出從上到下逐步減小的變化趨勢，最初的負(fù)摩阻力出現(xiàn)在樁頂位置，因?yàn)橥馏w存在持續(xù)沉降與變形的現(xiàn)象，也就使負(fù)摩阻力的作用范圍持續(xù)下移，此條件下，正負(fù)摩阻力抵消的點(diǎn)便為中性點(diǎn)，此點(diǎn)的樁側(cè)摩阻力為零。對中性點(diǎn)之上的部位，由于土層沉降量要遠(yuǎn)高于樁基，便導(dǎo)致中性點(diǎn)之上的部位屬于負(fù)摩阻區(qū)相應(yīng)地，中性點(diǎn)之下的區(qū)域則屬于正摩阻區(qū)。中性點(diǎn)所處地點(diǎn)是受到多種因素共同作用來決定的，如樁基底部持力基層硬度、樁基周邊土體力學(xué)屬性、樁基直徑和地下水位變動(dòng)情況。嵌巖深度與持力層厚度的確定在橋梁的樁基設(shè)計(jì)工作中，可能遇到兩層軟弱層間穿越高強(qiáng)度巖層的情況，而且還有很多地區(qū)巖溶發(fā)育。若夾層的厚度無法使承載力達(dá)到要求，則鉆孔樁要從這一夾層中穿過，達(dá)到持力層的目的，但這樣無論是對施工機(jī)械設(shè)備還是施工進(jìn)度均有很高的要求，是一次極大的考驗(yàn)。在確定樁底基巖實(shí)際厚度的過程中，需要充分考慮以下三個(gè)條件：對樁身周圍覆土存在的側(cè)阻力不予考慮，嵌巖樁的周邊應(yīng)嵌入完整或相對完整的硬質(zhì)巖體當(dāng)中，其嵌入的最小深度應(yīng)達(dá)到0.5m以上；樁底下部三倍樁徑區(qū)域內(nèi)不能存在洞隙、軟弱夾層和斷裂帶；在樁端應(yīng)力持續(xù)擴(kuò)散的范圍中，不能存在巖體臨時(shí)面。對普通的夾層而言，滿足前兩個(gè)基本條件就可以作為持力層使用。而對于巖溶發(fā)育地區(qū)，應(yīng)考慮到巖體形狀多種多樣，且溶洞的分布大多無規(guī)律可循，采用現(xiàn)有勘探技術(shù)無法了解溶洞具體位置和規(guī)模時(shí)，會(huì)使工期大幅延長，并增加相應(yīng)的費(fèi)用。由于設(shè)計(jì)計(jì)算過程中的邊界條件往往比較復(fù)雜，對巖溶地基而言，其影響因素要比普通巖石地基更多、更復(fù)雜，之前一般要求樁端的底部有樁徑五倍以上厚度的持力層，而對于樁徑和單樁承載力均不相同的樁，若提出同樣的要求，則不同樁的可靠度將完全不同。為保證樁基設(shè)計(jì)合理性與經(jīng)濟(jì)性，需要以過去工作經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，結(jié)合試算數(shù)據(jù)確定適宜的嵌巖深度與持力層厚度。樁基承載力計(jì)算要點(diǎn)樁基的承載力不能小于荷載20%-30%；樁深要在計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上加樁徑的0.5倍；設(shè)計(jì)時(shí)對持力層范圍內(nèi)是否存在軟弱夾層進(jìn)行核實(shí)，并注意現(xiàn)有勘探資料中對持力層巖性進(jìn)行的描述；如果計(jì)算確定的樁底標(biāo)高和下一層相對較好的巖層相接近，則可以把樁底直接放在下一層；同一結(jié)構(gòu)應(yīng)采用相同類型的樁；在同一承臺(tái)內(nèi)，兩根相鄰的樁，其樁底標(biāo)高實(shí)際差值要根據(jù)具體的巖性確定，先對樁長相對較大的樁進(jìn)行施工；對于最小樁長這一問題，要通過對樁徑、巖性、荷載與其受力形式的綜合考慮來確定。3結(jié)束語本文在已有研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)論述了橋梁樁基的理論研究和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，實(shí)際推理樁基設(shè)計(jì)方法。橋梁樁基作為橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)過程非常復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)前，施工人員應(yīng)當(dāng)充分了解樁基實(shí)際情況和周圍自然環(huán)境，綜合分析樁基、土體、河流沖刷力等多種因素，全方位衡量后再完善樁基設(shè)計(jì)，確保橋梁樁基達(dá)到最