桥梁设计中的桩基设计探析

桥梁设计中的桩基设计探析

彭志单

武汉综合交通研究院有限公司  湖北 武汉   430014

摘要：随着我国科技的发展，交通行业取得了较大的进步，在交通各个项目的不断完善过程中，相关企业对于桥梁设计的研究也进一步加深。桩基设计作为桥梁设计中的重要组成成分，与桥梁的质量有着十分紧密的联系，因此，社会与公众对桩基设计的关注度也越来越高，相关企业必须加大对桩基设计的研究，提高桥梁质量。基于此，本文首先介绍了桥梁设计中桩基设计的重要性，接着从三个方面分析了桩基的设计原则，最后从五个方面提出了桥梁设计中的桩基设计要点，以此来供相关人士交流参考。

关键词：桥梁设计；桩基设计；探析

引言：

在桥梁建设过程中，加强对桩基设计的研究是保障桥梁质量的基础。在进行桩基设计时设计人员首先要对装机的承受力进行计算，依据计算结果与桥梁的实际情况对桩基的承受力和受到的阻力进行预测。在桥梁整体建设过程中，只有将桩基设计与桥梁的整个工程联系起来，才能有效提高桥梁的质量，保证桥梁的安全性。

一、桥梁设计中桩基设计的重要性

桥梁作为我国城市交通的重要组成成分，我国应该提高对桥梁质量的重视度。由于桩基设计是桥梁工程的基础，因此加强对桥梁建筑中的桩基设计工程的研究十分有必要，只有加大对桩基设计的研究，提高桩基的质量，才能有效提高桥梁的质量和稳固性。桩基质量决定了桥梁的承受力，因此，设计人员可以通过对桩基的不同设计，从而决定桥梁的承受力。桥梁中的桩基一般分为两种，第一种是端承桩基，通过装机打入地下的深度来实现稳固桥梁的作用，桥梁的稳固性由装机在地下的深度决定；另一种是摩擦桩基，其使用范围更加广泛，不仅仅局限于刚硬土地，在松软土地中也十分适用，这一种桩基是利用桩基与土地之间的摩擦力来提高桥梁稳固性的。

二、桩基的设计原则

（一）水流冲刷作用

桥梁出现事故最主要的原因就是由于桩基受到水的冲力作用过大，导致土层转移，桩基在土壤中的深度变短，土壤对桩基的稳定作用力降低。因此，在进行桩基设计时，设计人员必须要考虑水流冲刷对桩基土层的作用，考虑让桩基周围土对桩基进行支撑作用，利用弹性抗力来提高桥梁的稳定性[1]。

（二）桩基与岸坡的相互作用

桥梁的两边通常与岸坡相连，案坡对于支撑桥梁来说具有十分重要的作用，能够为桥台提供较大的支撑作用。同时，岸坡还能对桩基产生不同方向的压力，从而使桩基受到土壤的摩擦力增大，增强桥梁的稳定性。然而如果桩基受到破坏，也会影响到岸坡的稳定性。

（三）桩基深度的选择

桥梁的稳固性一般是由桩基在地下的深度决定的，而桩基的深度一般包含两个，一个是表层土受到最大冲击的深度，另一个是维持桩基稳定的深度。一般情况下，桥梁的桩基都处于水面以下，表层土较为湿润，对维持桥梁稳固性作用不大，因此，桩基的深度一般都比较深。

三、桥梁设计中的桩基设计要点分析

（一）承载力设计

桥梁的质量主要由桩基的承载力决定，只有严格把控桩基的承载力，才能有效保证桥梁的质量。桩基的承载力是由设计人员进行提前计算得到，然后进行施工的，因此，设计人员需要结合实际情况，提高对桩基承载力的计算能力，当计算结果过小时，则会造成桥梁的承载力不够，严重影响桥梁的质量，同时也增加安全事故发生的频率，对人们的生命安全和财产安全造成一定的威胁。当计算结果过大时，则会造成不必要的资源浪费，违背我国绿色发展观念，同时也不能帮助相关企业获得最大化经济效益。此外，在进行桥梁的实际建设中，设计人员还要严格根据实际环境进行设计，如果岩石的强度达不到建设标准，或者是钻孔中存留较多杂质，都会对桩基建设带来巨大的危害，只有对施工环境进行实地考察，才能有效避免这些情况的出现[2]。

（二）沉降问题设计

随着时间的推移，任何桥梁都会出现沉降情况，这对安全事故的发生有一定的影响，然而，沉降现象仅凭肉眼是观察不到的，通过机器也很难进行判断，但通过长久的观察，能从桩基每年的不同深度发现一些规律，例如，桥梁的沉降速度一般为七毫米每年，设计人员可以根据这个数据对桥梁的沉降后期维护工作做一个初步判断。在实际的桥梁沉降过程中，土壤的变化是十分明显的，因此，还可以推断出土壤的摩擦力对阻碍桥梁沉降有一定作用，桥梁沉降深度越深，摩擦阻力越大[3]。

（三）嵌入岩层深度设计

一般情况下，在进行桩基建设时，会穿过不同层次的岩层，而这些岩层也是构成桩基持力层的主要成分。由于岩层硬度较大，仅凭人工无法完成，因此，施工人员还要具有较高的施工水平，利用钻孔机来进行钻孔。一般情况下，迁入的岩层必须是完整、密实、内部孔洞或缝隙较少的岩层，只有这样的岩层才是符合要求，能进行桩基嵌入，并有效保证桥梁的稳固性。然而，在一些岩溶地区进行钻洞时，其岩层不仅结构复杂，而且具有不稳定性，这也给施工单位提出了更高要求，因此，这就需要施工单位不能仅凭理论知识来进行设计，还要根据实际环境情况以及桥梁本身的要求来进行设计，从而最大化程度上保证桥梁的质量。

（四）桩基钢筋设计

在进行桩基设计时，设计人员要对不同结构的钢筋的计算结果和安放位置进行合理设计，对于桩基的弯度和形状也要进行考虑。在拐弯处进行钢筋的安置时，一般情况下是先固定一个锚点，然后沿着桩基的边缘进行安置，这样可以有效减少资源的浪费。当钢筋再次回到原点时，就可以用锚进行固定。在进行钢筋的安置过程中，如果遇到软土层，则不能将锚设置在软土层内，否则，桩基的稳固性将会大大下降。最后，设计人员要根据实际情况，对桩基的位置进行设计，例如，将桩基的钢筋伸到桩底，又或者是利用钢筋进行桩基的加固，都能够有效保障桥梁的质量。

（五）桩基地竖向承载设计

桩基的承载力一般会产生两个方向，分别是横向和竖向，如果竖向力的运用不当，则极易造成桩基出现偏移的情况。对于桩基来说，需要承载的是整个桥梁的质量和从桥梁上经过的车辆的重量，这些重量都会通过桩基产生一个竖向力。在这种情况下，如果桩基周围的土壤出现松动，则会造成桥梁偏移，长此以往，安全事故发生的概率会大大增加，其承载能力也会受到一定程度的影响。一般情况下，桩基的承载力出现偏差，都是由于承受压力过重而导致出现的超重情况，在较大的水冲压力下，就会对土壤造成一定影响，变得更加松软，从而更容易出现沉降的情况。同时，如果不及时对装机的偏差进行处理，随着土壤的持续松动，桩基将会直接从土壤中暴露出来，严重威胁人们的人身安全和财产安全。

四、结束语

综上所述，只有不断加强对桥梁桩基设计的研究，提高对桩基工程的把握度，才能有效提高我国建筑建设的能力，此外，设计人员还要根据实际情况，根据不同施工环境对不同桥梁的要求进行实地设计，对于施工过程中发现的不足和问题，要及时对此进行弥补和完善，切实提高桩基的稳定性与完整性，从而提高桥梁的安全性，使人们的人身安全和财产安全得到一定保障。桥梁的安全还涉及许多个方面的内容，这都需要相关企业对此进行进一步的研究，努力完善桥梁设计中的桩基设计工作。

参考文献：

[1]张秀梅,邱华,耿福强.基于桥梁桩基础抗震性能分析及其在设计阶段中的应用研究[J].工程建设与设计,2017,000(015):113-114,117.

[2]潘朝城.声波透射法检测在桥梁桩基检测中应用分析[J].建筑工程技术与设计,2016,000(023):1251-1251.

[3]刘延敏,殷方坤.公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制探析[J].建筑工程技术与设计,2016,000(020):1716-1716.