樁基沉降作為公路橋梁
聲測管工程設計難點(diǎn)，在施工過(guò)程中要對相關(guān)技術(shù)參數、技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行控制，保證公路橋梁施工質(zhì)量，促進(jìn)公路交通事業(yè)的快速發(fā)展。本文就公路橋梁聲測管規范要求中的樁基沉降相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。進(jìn)入到新世紀以后，我們經(jīng)常會(huì )遇到因樁基工程技術(shù)控制出現問(wèn)題而導致的質(zhì)量事故，嚴重影響了工程項目的施工進(jìn)度，也降低了公路橋梁聲測管工程的施工質(zhì)量，因此，我們必須更加重視公路橋梁樁基工程的設計工作。
一、橋梁樁基的類(lèi)型
在公路橋梁聲測管工程中，樁基的主要任務(wù)就是承擔上部建筑與交通的載荷。根據載荷在樁基上的傳播方式不同，可將樁基為分摩擦樁與端承樁。端承樁通常深入到土層的深處，并設置在堅硬的巖層上，依靠下方巖層的支撐來(lái)承擔上部建筑結構的載荷，這種樁體通常不會(huì )產(chǎn)生相對位移現象，所以也不會(huì )產(chǎn)生摩擦力；摩擦樁通常應用于土層厚度較厚，而樁基的長(cháng)度又無(wú)法抵達土層下方巖層的樁基工程中。摩擦樁可充分利用深厚土層與樁體之間的摩擦力，來(lái)保證上部建筑的穩定性，承擔上部建筑的載荷，些類(lèi)樁基通常不需要底部巖層來(lái)提供支撐力。目前在很多橋梁聲測管工程中，這兩種樁基形式往往會(huì )結合起來(lái)應用，即我們通常所說(shuō)的端承摩擦樁或摩擦端承樁。實(shí)際工程設計時(shí)采用單純摩擦樁或端承樁的較少。采用復合樁基時(shí)，樁基的承載力由這兩種方式共同提供，不同之處在于哪種樁基發(fā)揮的作用更大些。
二、公路橋梁聲測管的檢測
1、靜載試驗法
樁基靜載實(shí)驗是一種全新的樁基靜載實(shí)驗方法，檢測流程是：首先把特制的加載設備埋到樁內的固定位置，同時(shí)把加載設備的高壓油管和位移桿牽引到地面上方，然后用高壓泵向荷載箱內輸油，荷載箱將力傳到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁身的摩擦力及端阻力相平衡，通過(guò)Q-S曲線(xiàn)的變化情況，可以判定公路橋梁樁基的承載力、樁基沉降狀況、樁基彈性壓縮因子和巖土層的變形程度。
2、高應變動(dòng)測法
高應變動(dòng)測試技術(shù)是美國的測試公司首先發(fā)明的，這是一種和計算機軟件聯(lián)系較為緊密的測試技術(shù)，通過(guò)在樁頂測量被激發(fā)阻力產(chǎn)生的應力波和速度波還確定承載力的大小，目前在測量界，較常用的是高應變動(dòng)力試樁法和曲線(xiàn)擬合法。高應變動(dòng)測量技術(shù)在檢測樁基的垂直極限承載力方面具有獨有的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需架設輔助錨樁，而且測試時(shí)間短、費用低、效率高，同時(shí)不僅僅可以用于確定單樁承載力和樁身重量，還能反映樁體的完整性、樁層阻力分布等。
3、聲波透射法
聲波透射法是在灌注混凝土之前，在樁基內埋設若干根聲測管，以便于順利的進(jìn)行超聲波發(fā)射和接收，咽喉利用超聲波探測儀沿著(zhù)縱軸線(xiàn)逐點(diǎn)的測量各橫截面的聲參數，并對測量的各種參數數值進(jìn)行分析判斷，從而推算出樁基中混凝土結構的沉降狀況，給出混凝土結構的強度和指標。
4、鉆孔取芯法
鉆孔取芯法利用專(zhuān)用的鉆孔設備對樁基進(jìn)行抽芯取樣，并結合實(shí)際的取樣情況，判斷樁基的長(cháng)度、混凝土的缺陷、混凝土的強度。樁基持力層的厚度等，鉆孔取芯方法能直接接觸到樁基，對于樁基狀況的了解較為準確，但是測量數據不全面，只能對局部范圍的樁基狀況進(jìn)行判斷，不能全面的了解樁基的情況，而且對于樁基結構造成破壞，在實(shí)際的檢測工作中采用較少。
三、公路橋梁樁的沉降
1、彈性理論法
彈性理論法的群樁沉降分析是以Minidlin解的唯一和應力解為依據形成的位移法和應力法。此外還有一種簡(jiǎn)化的彈性理論法求位移，以應力法中子樁側面摩擦力為線(xiàn)性，將單樁分析的理論進(jìn)行疊加得到樁群的計算方法。
2、實(shí)體深基礎法（等代墩基）
在現代公路橋梁聲測管工程設計中計算群樁沉降的方法做常用的一種就是實(shí)體深基礎法，它是把高承臺下的樁群和土層作為一個(gè)等效墩基的實(shí)體深基礎，不超過(guò)這個(gè)等代墩基的范圍，樁群如同實(shí)體墩基般工作并且樁間土層不發(fā)生壓縮，較后利用擴展的計算方式得到群樁的沉降。
根據選用的假定實(shí)體基礎底面的點(diǎn)不同，以及附加應力和地基土性質(zhì)的不同，可以使用計算不同的模式。為了消除這些差別對計算的影響，可以采取以下措施進(jìn)行預防：
3、變動(dòng)假定實(shí)體基礎底面的位置，注意樁基礎之間土層發(fā)生壓縮的可能性。
4、在群樁頂部外面以固定斜率增大假定實(shí)體基礎底面的面積，注意群樁基礎周?chē)魬Φ挠绊憽?/div>
5、根據半無(wú)限彈性體內集中力的公式擴展出一系列的計算荷載下附加應力的方法，可以改善地基土層附件應力的計算準確度。
6、等效作用分層總和法
四、單樁的沉降分析計算
單樁載荷分析較常用的方法是載荷傳遞分析法，其工作理念是把樁基分散為一系列的相同長(cháng)度的樁基單元，并在每一個(gè)樁基段和土層之間聯(lián)系采用非線(xiàn)性的彈簧來(lái)模擬，并且樁基礎端處土體也采用非線(xiàn)性彈簧與其聯(lián)系。但是其現場(chǎng)工程施工中，需要安裝不同的儀器設備，進(jìn)行樁基的載荷試驗，其現場(chǎng)測試的普及性不好。
剪切形變傳遞模型的提出簡(jiǎn)化了樁基沉降中的計算，同時(shí)模型假定認為當載荷承載力較小時(shí)，其樁基在軸向的負荷載力下會(huì )發(fā)生沉降，而且樁基在沉降的過(guò)程中，會(huì )對周?chē)耐翆赢a(chǎn)生剪切形變的作用，而樁基周?chē)翆記](méi)有相對的移動(dòng)，剪應力會(huì )沿著(zhù)樁基側面的表層擴散到周?chē)耐翆又小Ｔ谑褂秘摵沙休d時(shí)，摩擦樁段承載的比例要小的多，其沉降大多是由樁側所傳遞的負荷承載造成的。
公路橋梁聲測管的彈性理論法是利用彈性理論對樁土系統研究單樁基礎在縱向的符合承載作用力與樁基礎土層之間的作用力和相對位移之間的關(guān)系，從而得到土對樁、樁對樁以及樁對土還有土對土之間的所有的共同作用方式。彈性理論法可以擴展出一系列的沉降計算方法，并能夠基于樁基的位移進(jìn)行軸向承載下樁基樁基的壓縮。
五、公路橋梁樁的分析
1、彈性理論法
公路橋梁聲測管的彈性理論法的群樁沉降分析是以Minidlin解的唯一和應力解為依據形成的位移法和應力法。此外還有一種簡(jiǎn)化的彈性理論法求位移，以應力法中子樁側面摩擦力為線(xiàn)性，將單樁分析的理論進(jìn)行疊加得到樁群的計算方法。
2、實(shí)體深基礎法
公路橋梁聲測管現在常用的群樁沉降方法是實(shí)體深基礎法，可以把高承臺下的樁群和土層中作為實(shí)效墩基的實(shí)體深基礎，不超過(guò)這個(gè)等代墩基的范圍，樁群如同實(shí)體墩基般工作并且樁間土層不發(fā)生壓縮，較后利用擴展的計算方式得到群樁的沉降。在實(shí)際的計算中，要消除樁基附加應力和地基土性質(zhì)的差別而帶來(lái)的誤差，要采取一系列的防治措施，例如變動(dòng)假定實(shí)體基礎底面的位置，注意樁基礎之間土層發(fā)生壓縮的可能性；在群樁頂部外面以固定斜率增大假定實(shí)體基礎底面的面積，注意群樁基礎周?chē)魬Φ挠绊懙却胧?/div>
3、等效作用分層總和法
公路橋梁聲測管的等效作用法很早就被提出，并被樁基技術(shù)規范采用，來(lái)進(jìn)行對均勻土質(zhì)的土層中群樁沉降的Mindlin解和均勻負荷承載下的矩形基礎的Boussi-nesq解之間的比值進(jìn)行計算，得出結論修正等代墩基的附加應力。較后依據分層總和法求得群樁的沉降。
公路橋梁聲測管工程的根本是橋梁樁基，樁基設計的好壞將直接影響橋梁的工程質(zhì)量及使用壽命。所以，在公路橋梁聲測管規范要求中，需要施工者不僅具備較高的技術(shù)水平，還要具備極高的責任心。從而確保橋梁樁基設計的科學(xué)性與安全性，同時(shí)還兼具較高的經(jīng)濟性。
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