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【摘 要】 桩基设计在在公路桥梁设计过程中，具有十分重要的影响，整个桥梁的质量也是判断桥梁设计好坏的重要标准。桥梁本身往往都承担了巨大的载荷，其基桩的承载能力也是桥梁应用的基础和保证，这些特性直接关系到桥梁施工的工程造价以及桥梁能否如期完成。本文对公路桥梁桩基设中应该注意的一些问题进行了探讨，希望为桥梁建设出一份力。
【关键词】 桥梁桩基;设计;桩基承载力
任何工程建设都需要有坚实的基础，离开了基础，任何工程都成为空中楼阁。因此，一定要在桥梁设计过程中重视基础设计，做好基础设计，才能够保证整个桥梁工程的稳定。我国公路事业发展的越来越迅速，公路橋梁在建设过程中也随之得到了极大的发展，桥梁的建设需求量也在急速的增加。目前国内各公路桥梁的基础一般使用桩基础，所以桩基的建设好坏对于整个桥梁工程的造价以及质量都有着很直接的影响。
1 公路桥梁桩基概况
公路桥梁桩基设计在地质问题的范畴内是十分重要的。桥梁的基础一般情况下采用直径比较小的进行钻孔灌注桩，部分特殊工点桥和大跨度采用了直径相对适中的进行钻孔灌注桩。全线基桩根数约几万根，每根桩长一般在35～45m左右。
在地质勘察对顶设计方面，需要在铁路桥规的相匹配的与地质勘察所提供大量数据的前提下，依据相关的铁路桥涵设计规范，进行验证和处理。此外，由于巨大项目工程规模，进行桩基础设计时，应采取合理的各项地基系数，以确保桥梁控制工程和结构安全的必要投资。在桩基础设计的验证上，选取桩底的支承力折减系数值及摩阻力桩周土极限值，进行准确性和科学性的考评，这些都是在进行大规模公路桥梁桩基设计前非常重要的步骤。
2 存在问题及考虑因素
2.1是否正确区分端承桩和摩擦桩等桩基类型。一般情况下，行业规定认为，当选择嵌岩桩时，必须选择端承桩，而且，端承桩土层侧阻力可以不考虑。但实际上，经过大量的现场勘探表明：桩侧阻力和端阻力的上覆土层与发挥性状的厚度和性质、桩长径比、嵌入基岩性质和嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素都是有关的。
上覆土层侧阻力进行发挥是可以的，而且随着土层长径比l/d的变化，侧阻力也相应变化;l/d>60时，总荷载在嵌岩段端阻力中占得比例小应于5%;泥质软岩嵌岩灌注桩l/d>45时，总荷载在嵌岩段总阻力中占得比例应小于20%;对于l/d40，嵌岩桩端的承载作用较小，不属于软弱土的覆盖土层，摩擦桩为此时桩基受力的状态，桩端嵌入中风化或强风化岩层中即可。在某些地区，对l/d>15-20的泥浆护壁钻（冲）孔嵌岩桩，无论是完整基岩还是嵌入风化岩中，在表现出明显的摩擦型时，桩侧阻力均应先于端阻力发挥作用。只有短粗的人工挖孔嵌岩桩，端阻力先于土层侧阻力发挥，端阻力才能对桩的承载力起主要作用，归属于端承桩。究其原因，一方面，钻孔桩的孔底残留的沉渣，至使桩底也会产生沉降，形成一个可压缩的软垫，这一沉降和上述桩本身的压缩导致嵌岩段桩身与岩体、桩身与土体产生相对位移，从而产生侧阻力。另一方面由于嵌岩桩桩身的弹性压缩，这个弹性压缩量引发了桩周土体的剪应力，导致桩顶沉降，也即是土对桩的摩阻力。而这种桩身弹性压缩和桩底沉降是随着长径比l/d的增大而增大的，因而导致摩擦力和侧阻力的增大。
由此可见，摩擦桩和端承桩的区分，不能单纯从是否嵌岩来区分，要考虑上覆土层的桩长径比、性质和厚度、嵌岩深径比、嵌入基岩性质和桩底沉渣厚度等因素。
2.2准确确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。在桥梁工程桩基设计中，经常会遇到有些地区，或者是两软弱岩层之间穿越强度很高的一定厚度的岩层（夹层）中，有正在发育的溶洞。如果这种夹层承载厚度不能满足既定要求，钻孔桩就需要穿越夹层，以达到持力层，这对施工进度和施工机械都是极大的考验。
对桩底基岩厚度的确定，主要有三个条件：
a.对于桩底以下部分，要求3倍桩径范围内无断裂带、软弱夹层、洞隙分布;b.嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的微风化、未风化、中风化硬质岩体的最小深度，不必考虑桩身周围覆盖土层侧阻力，按构造要求0.5m;c.桩端应力扩散范围内无岩体的临空面。一般夹层在满足前两个条件的情况下，即可作为持力层引用。岩溶地区桩基的制作，很大程度上，由于岩溶洞隙的分布的无规律性，再加上岩体形状的多变，勘探手段的复杂，难以事先查明它准确的位置及大小，再加之工程费用增加和边界条件的复杂，导致工期延长。而且，相比于一般岩石地岩溶地基，其影响因素复杂，范围较广。在以往的经验条件下，要求桩端下桩径持力层厚度有5倍或4m、5m，对于不同的单桩、不同桩径承载力，在同样要求下，基桩端面以下要有5m完整的基岩，这两者可靠度不尽相同。为使桩基设计经济合理，在试算数值相结合和经验值的方法下，来确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。
2.3采取合理的桩基配筋布置。桩基内力可采用“m”法或其他有可靠依据的方法计算。对于配筋来说，其基桩各截面理论上应根据桩基内力的大小进行计算布置。按“m”法计算桩基时，桩身弯矩有四个特点。a.对于桩身最大弯矩，一般在地面以下约3m位置发生在第一个非完整波形内;b.弯矩分布规律近于一条衰减很快的自顶向下衰减的波形曲线。c.第一个弯矩零点位置，一般情况下在桩入土深度h=4/αh处。d.桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用。
在设计中通常有两种钢筋布置方式。从发生事故处理的难度以及桩体受力和节省工程费用来看，一种是将基桩主筋的一半部分一直伸到桩底内部。另一种是根据最大弯矩处的不同进行配筋。将一半配筋再一直伸至弯矩处，一直减少到零为止，再下一定锚固长位置，然后从桩顶位置一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好能够穿过软土层。从实践的角度来说，这一种更有利用建设。主要原因在于：由于桩基很长一段内部都没有钢筋，比前者节约了大量钢筋;而且在钢筋笼拔出后，底部的断桩时，使得原孔可以进行二次钻孔，减少扁担桩发生的概率。第一种配筋方式，在灌注混凝土的桩基时，可以增强相关定位钢筋笼位置，将钢筋布置桩底，更易于固定钢筋笼，同时减小施工难度。
3 现行条件
近年来我国城市道路与公路的迅速发展，使得高等级公路的中小桥梁普遍采用桩基础、桩柱式墩台。若采用多柱式桥墩，在设置被跨道路的中央分隔带时，其建筑风格既不美观也不利于高速行车。较为常规的做法是在桩柱顶设帽梁或是在桩顶设置承台与柱相连，这两种方案均不失为较好的台、墩型式。随着枢纽、互通式立交内的桥梁越来越多，交道路也多为斜交，主梁建筑高度增加，使得跨越被交路的难度增加，也影响到主线的填土高度以及桥梁的长度。所以，一般采用在被交叉道路中央分隔带内设置的桥墩，都是以缩短桥跨，降低主梁建筑高度，减少工程投资为目的的。
4 结语
在对公路桥梁桩基设计应注意问题的多方面分析的前提下，我们切实感受到了，施工质量的好坏与桥梁基础设计，对于整座桥梁质量的影响，只有真正掌握桥梁基础的相关特点以及专业分类，真正掌握基础建设存在的问题以及适应的范围等有关方面的知识，并对其进行详细的了解，才能使专业人员在设计施工时更好地发挥各类设施的特长，更能合理的选择适宜的基础，确保建成的桥梁能安全。所以在实际工作中应该充分考虑与其他相关规范、标准相协调一致的设计方案，并配合相关法律法规，并在实施和标准化的过程中进行改革工作，以达到对公路桥装设计的要求。我国公路基础设施建设步伐的加快，会使得公路桥梁工程越来越多，更要求广大桥梁设计人员在设计过程当中做好桩基的相应的计算工作，保证公路桥梁基础的安全稳定性，促进我国交通事业又好又快发展。
参考资料：
[1]吴振宇.探讨公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，黑龙江科技信息，2009
[2]沈建章等.公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，现代商贸工业，2008
[3]王艳宇.探讨公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，黑龙江科技信息，2009
【关键词】 桥梁桩基;设计;桩基承载力
任何工程建设都需要有坚实的基础，离开了基础，任何工程都成为空中楼阁。因此，一定要在桥梁设计过程中重视基础设计，做好基础设计，才能够保证整个桥梁工程的稳定。我国公路事业发展的越来越迅速，公路橋梁在建设过程中也随之得到了极大的发展，桥梁的建设需求量也在急速的增加。目前国内各公路桥梁的基础一般使用桩基础，所以桩基的建设好坏对于整个桥梁工程的造价以及质量都有着很直接的影响。
1 公路桥梁桩基概况
公路桥梁桩基设计在地质问题的范畴内是十分重要的。桥梁的基础一般情况下采用直径比较小的进行钻孔灌注桩，部分特殊工点桥和大跨度采用了直径相对适中的进行钻孔灌注桩。全线基桩根数约几万根，每根桩长一般在35～45m左右。
在地质勘察对顶设计方面，需要在铁路桥规的相匹配的与地质勘察所提供大量数据的前提下，依据相关的铁路桥涵设计规范，进行验证和处理。此外，由于巨大项目工程规模，进行桩基础设计时，应采取合理的各项地基系数，以确保桥梁控制工程和结构安全的必要投资。在桩基础设计的验证上，选取桩底的支承力折减系数值及摩阻力桩周土极限值，进行准确性和科学性的考评，这些都是在进行大规模公路桥梁桩基设计前非常重要的步骤。
2 存在问题及考虑因素
2.1是否正确区分端承桩和摩擦桩等桩基类型。一般情况下，行业规定认为，当选择嵌岩桩时，必须选择端承桩，而且，端承桩土层侧阻力可以不考虑。但实际上，经过大量的现场勘探表明：桩侧阻力和端阻力的上覆土层与发挥性状的厚度和性质、桩长径比、嵌入基岩性质和嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素都是有关的。
上覆土层侧阻力进行发挥是可以的，而且随着土层长径比l/d的变化，侧阻力也相应变化;l/d>60时，总荷载在嵌岩段端阻力中占得比例小应于5%;泥质软岩嵌岩灌注桩l/d>45时，总荷载在嵌岩段总阻力中占得比例应小于20%;对于l/d40，嵌岩桩端的承载作用较小，不属于软弱土的覆盖土层，摩擦桩为此时桩基受力的状态，桩端嵌入中风化或强风化岩层中即可。在某些地区，对l/d>15-20的泥浆护壁钻（冲）孔嵌岩桩，无论是完整基岩还是嵌入风化岩中，在表现出明显的摩擦型时，桩侧阻力均应先于端阻力发挥作用。只有短粗的人工挖孔嵌岩桩，端阻力先于土层侧阻力发挥，端阻力才能对桩的承载力起主要作用，归属于端承桩。究其原因，一方面，钻孔桩的孔底残留的沉渣，至使桩底也会产生沉降，形成一个可压缩的软垫，这一沉降和上述桩本身的压缩导致嵌岩段桩身与岩体、桩身与土体产生相对位移，从而产生侧阻力。另一方面由于嵌岩桩桩身的弹性压缩，这个弹性压缩量引发了桩周土体的剪应力，导致桩顶沉降，也即是土对桩的摩阻力。而这种桩身弹性压缩和桩底沉降是随着长径比l/d的增大而增大的，因而导致摩擦力和侧阻力的增大。
由此可见，摩擦桩和端承桩的区分，不能单纯从是否嵌岩来区分，要考虑上覆土层的桩长径比、性质和厚度、嵌岩深径比、嵌入基岩性质和桩底沉渣厚度等因素。
2.2准确确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。在桥梁工程桩基设计中，经常会遇到有些地区，或者是两软弱岩层之间穿越强度很高的一定厚度的岩层（夹层）中，有正在发育的溶洞。如果这种夹层承载厚度不能满足既定要求，钻孔桩就需要穿越夹层，以达到持力层，这对施工进度和施工机械都是极大的考验。
对桩底基岩厚度的确定，主要有三个条件：
a.对于桩底以下部分，要求3倍桩径范围内无断裂带、软弱夹层、洞隙分布;b.嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的微风化、未风化、中风化硬质岩体的最小深度，不必考虑桩身周围覆盖土层侧阻力，按构造要求0.5m;c.桩端应力扩散范围内无岩体的临空面。一般夹层在满足前两个条件的情况下，即可作为持力层引用。岩溶地区桩基的制作，很大程度上，由于岩溶洞隙的分布的无规律性，再加上岩体形状的多变，勘探手段的复杂，难以事先查明它准确的位置及大小，再加之工程费用增加和边界条件的复杂，导致工期延长。而且，相比于一般岩石地岩溶地基，其影响因素复杂，范围较广。在以往的经验条件下，要求桩端下桩径持力层厚度有5倍或4m、5m，对于不同的单桩、不同桩径承载力，在同样要求下，基桩端面以下要有5m完整的基岩，这两者可靠度不尽相同。为使桩基设计经济合理，在试算数值相结合和经验值的方法下，来确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。
2.3采取合理的桩基配筋布置。桩基内力可采用“m”法或其他有可靠依据的方法计算。对于配筋来说，其基桩各截面理论上应根据桩基内力的大小进行计算布置。按“m”法计算桩基时，桩身弯矩有四个特点。a.对于桩身最大弯矩，一般在地面以下约3m位置发生在第一个非完整波形内;b.弯矩分布规律近于一条衰减很快的自顶向下衰减的波形曲线。c.第一个弯矩零点位置，一般情况下在桩入土深度h=4/αh处。d.桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用。
在设计中通常有两种钢筋布置方式。从发生事故处理的难度以及桩体受力和节省工程费用来看，一种是将基桩主筋的一半部分一直伸到桩底内部。另一种是根据最大弯矩处的不同进行配筋。将一半配筋再一直伸至弯矩处，一直减少到零为止，再下一定锚固长位置，然后从桩顶位置一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好能够穿过软土层。从实践的角度来说，这一种更有利用建设。主要原因在于：由于桩基很长一段内部都没有钢筋，比前者节约了大量钢筋;而且在钢筋笼拔出后，底部的断桩时，使得原孔可以进行二次钻孔，减少扁担桩发生的概率。第一种配筋方式，在灌注混凝土的桩基时，可以增强相关定位钢筋笼位置，将钢筋布置桩底，更易于固定钢筋笼，同时减小施工难度。
3 现行条件
近年来我国城市道路与公路的迅速发展，使得高等级公路的中小桥梁普遍采用桩基础、桩柱式墩台。若采用多柱式桥墩，在设置被跨道路的中央分隔带时，其建筑风格既不美观也不利于高速行车。较为常规的做法是在桩柱顶设帽梁或是在桩顶设置承台与柱相连，这两种方案均不失为较好的台、墩型式。随着枢纽、互通式立交内的桥梁越来越多，交道路也多为斜交，主梁建筑高度增加，使得跨越被交路的难度增加，也影响到主线的填土高度以及桥梁的长度。所以，一般采用在被交叉道路中央分隔带内设置的桥墩，都是以缩短桥跨，降低主梁建筑高度，减少工程投资为目的的。
4 结语
在对公路桥梁桩基设计应注意问题的多方面分析的前提下，我们切实感受到了，施工质量的好坏与桥梁基础设计，对于整座桥梁质量的影响，只有真正掌握桥梁基础的相关特点以及专业分类，真正掌握基础建设存在的问题以及适应的范围等有关方面的知识，并对其进行详细的了解，才能使专业人员在设计施工时更好地发挥各类设施的特长，更能合理的选择适宜的基础，确保建成的桥梁能安全。所以在实际工作中应该充分考虑与其他相关规范、标准相协调一致的设计方案，并配合相关法律法规，并在实施和标准化的过程中进行改革工作，以达到对公路桥装设计的要求。我国公路基础设施建设步伐的加快，会使得公路桥梁工程越来越多，更要求广大桥梁设计人员在设计过程当中做好桩基的相应的计算工作，保证公路桥梁基础的安全稳定性，促进我国交通事业又好又快发展。
参考资料：
[1]吴振宇.探讨公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，黑龙江科技信息，2009
[2]沈建章等.公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，现代商贸工业，2008
[3]王艳宇.探讨公路桥梁桩基设计应注意的问题.期刊论文，黑龙江科技信息，2009