阐述道路桥梁中桩基的作用及其设计

阐述道路桥梁中桩基的作用及其设计

公路工程中，道路桥梁是非常重要的组成部分，不仅能够为人们的出行提供便利，也可以在很大程度上推动区域经济的快速稳定发展。而在当前的技术条件下，道路桥梁基础的施工采用的多是桩基础的形式，桩基的施工质量直接关系着桥梁工程的稳定性和安全性，因此要了解桩基设计要点，关于各种取材和载荷的计算，本文对桩基的特点和作用进行了分析，并着重探讨了以下桩基设计要点。

标签：道路桥梁；桩基设计；作用分析

对于道路桥梁的使用质量而言，其不仅仅是竣工之时的工程质量，更需要看重的便是其使用安全和使用寿命。桩基对于建筑提高的方面不仅仅体现在安全性能的提高，更是提高了建筑在适用多种地形的能力，也提高了建筑在面对各种意外时自身的稳定性，在基础设施占据比重越来越大的今天，道路桥梁作为交通系统重要组成部分，开展的越来越多，在道路桥梁设计之中，桩基的设计十分重要。所以在道路桥梁工程之中采用的也越来越多，其自身的主要特点和作用也就越来越被人看重。

一、桩基的特点及分析

桩基自身应该具有抗弯能力和一定的刚度桩，而且可以使部分竖向荷载及水平荷载传递至地基进行承担。在桩基之中，也有着不同类别，主要分为：人工挖孔桩、预制桩、沉管灌注桩和钻孔灌注桩，如果是在基坑支护的工程当中则使用地下连续墙、钻孔灌注桩和止水搅拌桩。桩基类型之间存在较大的差别，不同桩基适用于不同的实际情况，在设计之中应该进行考虑。

二、桩基在道路桥梁中的作用

桩基是指由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，按照基础的受力原理来区分，可分为摩擦桩和承载桩，对于现代道路桥梁工程而言，桩基为其安全稳定性能提供了自身的价值，也为现代建筑的发展提供了自身的价值，其作用于现代道路桥梁工程的主要作用为：

2.1根据桩基自身的刚性，所以应用来保证上部建筑物发生较小的沉降而采用桩基，同时也可以使其能够均匀的变形，可以更好地满足其使用要求。

2.2通过桩基可以将载荷传递给土壤，因为其和桩基的互相摩擦等等，从而减轻所产生的压力。从而进一步为上部建筑物起到一定的支撑作用，对其稳定性起到了良好的保证。

2.3如果遇到地下水位较高或水下施工时，首先就应该考虑用桩基础对地基进行处理，这样可以更好的节约成本。

2.4因为桩基具有较大抗拔能力和侧向刚度，所以它能够抵抗倾覆力矩和水平力，具有较好的抗震性，所以对于桩基的采用可以更好的保证建筑的安全，对于建筑的安全性是一个较高的保证。

2.5桩基可以更好的保证建筑物在面对地液情况，当面对地液情况时，首先可以将桩深入地下，穿过液化层面，使其能够稳定地层，这样就可以减轻或消除液化土对建筑物所造成的伤害，还可以保证建筑物在遇到各种荷载或者地震条件影响下的安全性。

三、桩基设计要点分析

桩基相比于其他而言，具有更前的荷载能力和安全性能，对于现代建筑而言，安全性能永远是摆放在第一位的，所以现代道路桥梁工程之中多数选择桩基。

对于现代道路桥梁工程而言，桩基的设计的主要问题便是保证其稳定性能，并且对于桩基的配筋率进行考虑，一切思考的前提便是如何降低桩基所需要的成本，同时一切关于桩基自身材料和长度的选择应该遵从《公路橋涵地基与基础设计规范》的有关标准。

3.1桩长、桩型的选择

设计之中最为重要的便是对于桩长的计算，对于现代道路桥梁工程而言，桩基尽为摩擦桩，桩长桩型主要是有侧阻力决定，通过调整桩长和桩径来试算承载力容许值，在经济合理的前提下，达到最佳桩长桩径效果，计算时应满足《公路桥涵地基与基础设计规范》中的要求。

3.2计算竖向承载力

进行竖向承载力计算时，应该明确竖向承载力即柱顶支反力，包括上部结构的荷载、车道荷载、行人荷载等等，如果桩基承担轴心荷载，就要保证基桩或复合基桩的竖向力满足要求，如果承担偏心竖向荷载时，那就应该提高其标准；当考虑地震荷载情况时，那么对其竖向承载力的计算就应做到更加严格、仔细。

3.3单桩极限承载能力的计算

关于承载力计算公式，《公路桥涵地基与基础设计规范》给出了明确的规定，可按照{P}=（C1A+C2uh）Ra计算，其中Ra是天然湿度的岩石单轴极限抗压强度，h代表桩嵌入基岩深度，不包括风化层，u代表了横截面周长，A达标桩底界面面积，这个公式进行计算的是较为理想情况下力的强度，包括承载力的大小。所以在实际设计之中，当桩基承载力需要通过较大的嵌岩深度来实现时，可以通过考虑加大桩径来达到同样的效果。

3.4软弱下卧层的设计

下卧层的计算：如果桩距没有超过基础桩距，那么在桩端持力下所存在的大承载力就应该低于桩端持力层承载力1/3。另外可以通过实验来确认考虑桩端硬持力层压力扩散角影响。

3.5采取合理的桩基配筋布置

基桩各截面的配筋，通常情况下应该根据内力计算来进行布置，在实际布置之中，更应该考虑到实际情况进行布置，弯矩分布规律貌似一条波形曲线，衰减较快，最大弯矩发生的位置在第一个非完整波形内，通常距离地面3m。桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以不计，其下桩身主要传递竖向力。竖向钢筋对于端承装一般通长设置，对于桩基长短筋的设置主要适用于摩擦桩，主要设置原则与桩基抗弯强度相对应，短筋一般设置到桩身弯矩零点处+2m也就是4/a+2处；根据地质条件等等，应该进行实际情况的考虑，并在设计之中作出提前准备。

3.6关于多排桩采用的承台设计

承台一般应用于地基承载力较差的地面情况，并且只有多排桩才会采用。

（1）对于桩下桩基承台，首先应分别对桩边连线、柱边、变阶处所形成的贯通承台的受剪承载力和斜截面进行设计，设计之中应该体现验算。如果承台悬挑边含有较多个截面，那么每个截面的载荷都应该得到验算。（2）关于条形承台梁的弯矩可按照弹性地基梁进行分析计算；如果遇到桩端持力层较为深厚岩体坚硬且桩柱轴线不重合时，首先可以将桩视为不动的铰支座，其次再按连续梁进行计算。

（3）对于桩基承台，则应该对其进行正截面受弯承载力的计算，配筋和受弯承载力应该符合有关规定和行业规范。

3.7位移计算与桩基水平承载力

对于保证桩基的安全性，位移的计算及桩基水平承载力起到重要意义，其分为单桩基础和群桩基础。

（1）对于群桩基础而言，当遇到力矩较大或水平力的情况时，首先应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，对基桩水平承载力特征值进行计算，选取过程中应该对土地类型和承台底部的摩擦，其摩擦系数与取材有着较大关系。

（2）单桩基础。它在承担水平力时应满足其特征值的要求，主要有以下规定：①如果是水平荷载为甲级或乙级的建筑桩基时，特征值的采用应该遵从试验结果。②然而对于那些桩身配筋率不小于0.65%的混凝土灌注樁，就可以通过静载试验的结果来获取地面处水平位移为10mm所对应的荷载的75%为单桩水平承载力特征值；③当遇到配筋率小于0.65%的灌注桩时，可利用单桩水平静载试验的临界荷载的75%作为特征值。对于桩基水平和位移的计算可以有效保证桩