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摘 要：随着我国道路交通事业的不断发展，我国桥梁工程的数量和规模在不断的扩大，桥梁工程建设也在不断的进步。现如今桥梁的结构越来越多样化、复杂化，而桥梁工程在实际运行过程中的负荷量也在不断的增加，在此背景下，对于桥梁工程的质量就越来越受到了人们的关注和重视。为了更好的保证桥梁工程质量，加强桥梁工程设计就显得尤为重要，而在桥梁工程设计中，必须对桩基沉降这一问题进行充分的研究，切实做好桩基设计和施工，保证桥梁设计的健康发展。本文就桥梁工程设计中桩基沉降问题进行详细分析。
关键词：桥梁工程；设计；桩基沉降
中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0216-02
引 言
桩基设计和施工是桥梁工程建设中尤为重要的一部分，桩基设计的合理性、桩基施工的科学性，都直接关系到桥梁工程基础的质量，如果桩基出现问题，那么就会对整个桥梁工程的质量及安全性造成影响。因此，在桥梁工程建设中，必须要做好桩基设计和施工等工作。就目前来看，虽然我国桥梁工程建设在不断的进步，但是仍然存在一系列的质量问题，比如桩基沉降现象就频频发生。桩基是承担整个桥梁的重要支柱，为了更好的保证桩基的质量和可靠性，就必须对桩基沉降问题进行深入的研究和探讨，保证桩基质量，进而提高桥梁整体质量。
1 桥梁桩基分类
一般而言，根据桥梁桩基存在的荷载力在传递方式上的不同，可以将桥梁桩基划分为两种形式，即摩擦桩及端承桩。就摩擦桩而言，其是指在土层中软弱较厚的位置，在桩基础下面位置上，底端位置中与土层或者是岩石相接触，桩基顶部位置中受到的荷载力通过土层与桩基础之间的摩擦来承担，这种情况则属于摩擦桩。就端承桩而言，其是指透过土层之后采用的桩基础技术，主要是在底部位置中通过土层、岩石层中的支撑力来实现荷载，这种形式就属于端承桩[1]。随着我国桥梁建设的不断发展和进步，现如今桩基的结构也越来越复杂多样化，想要对桩基沉降问题进行深入的研究和分析，就必须对桩基的类型能够正确的区分。不同的桩基机构，需要进行不同的桩基沉降研究，以此来保证桥梁工程设计的精确性和科学性。
2 桥梁桩基设计原则
2.1 桩基荷载的作用
在桥梁桩基设计中，桥梁需要承受较大的荷载力，其所要承受的荷载包括永久荷载和可变荷载两种形式，而由于桥梁工程施工影响因素较多，所以还可能会出现偶然荷载。由于桥梁桩基承受的荷载很多，所以在设计过程中必须要对桥梁的实际情况有充分的考虑，进而对荷载给予合理的组合处理。一般桥梁桩基的荷载组合包括两种形式：①承载力本身已经到了极限，这样就使得桩基处在承受力的边缘，在这种情况下，基桩结构自身的安全性和稳定性都不是很强，所以无法在承受其他的荷载力[2]。②在正常达到极限状态的情况，桩基已经处在正常使用时所承受的变形能力，因此就需要对变形的具体情况进行合理有效的控制。
2.2 侧向承载力
桥梁桩基的侧向承载力容易受到了诸多因素的影响，对此，就需要在设计过程中保证结构自身的重力以及其他方面的应力在结构所能承受的极限之内。另外，在桥梁桩基设计过程中，还需要考虑底盘所产生的侧向承载力的大小。
2.3 负摩擦力
在桥梁桩基设计过程中，设计人员需要对负摩擦力问题进行深入的分析和研究。如果桥梁桩基地层发生沉陷问题，而主要原因是因为地下水开采过度或者地表开挖等，那么桩基底层就会出现一定的向下滑动，而这种作用力在桩基运行过程中就会形成负摩擦力，进而影响到桩基的稳定性和可靠性[3]。对此，就需要在设计过程中加强对这一作用力的详细计算，计算时需要考虑多个公式的要求。
3 桥梁桩基沉降的设计措施
3.1 桩基沉降原因
桥梁工程建设具有一定的复杂性、系统性，所以对质量及施工工艺有着较高的要求，由于影响因素较多，所以桥梁工程很容易出现桩基沉降问题。当桥梁发生桩基沉降，那么就会影响到桥梁的质量和安全。为了提高桥梁工程设计的科学性和严谨性，就必须对桩基沉降的原因进行分析。就端承桩而言，其发生沉降的原因与持力层下存在软弱的下卧层、施工技术、施工质量等因素有关。就摩擦桩而言，其发生沉降的原因较为复杂，因为摩擦桩其桩基各部分之间都相互影响，单桩与单桩之间容易产生应力重叠的情况，进而对端定的承载力产生干扰，在多种因素的影响下，就容易发生桩基沉降。
3.2 单桩沉降分析
对于单桩沉降的设计，可以采用荷载传递分析法进行分析计算，荷载传递分析法的工作理念就是把桩基分为多个单元，进而在每个单元和土层之间联系采用非线性的弹簧来模拟，同时桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。荷载传递分析法的关键就在于确定传递函数的形式，包括解析法和位移协调法两种。另外，对于单桩沉降的分析计算还可以利用剪切形变传递模型进行计算，这种方法可以简化桩基沉降的计算，操作便利，可以为桩基沉降的設计提供有效的依据[4]。弹性理论法也是桩基沉降分析的一种常用方法，该方法可以拓展处一系列沉降计算方法，对提高桩基沉降设计的质量和精确性具有重要的作用。在应用弹性理论法过程中，需要注意到桩基的图层面是否都具有弹性的相关条件。
3.3 群桩沉降分析
对于群桩沉降的设计，可以采用弹性理论法、实体深基础法、等效作用分层总和法进行分析计算，进而为桩基设计提供有力的依据，切实解决桩基沉降问题。就弹性理论法而言，其是以Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法。另外，还可以以应力法中子桩侧面摩擦力为线性，将单桩分析的理论叠加到桩群的计算分析中。就实体深基础法而言，其主要是把桩群和土层作为实效墩基的实体深基础，桩群如同实体墩基班工作，并且桩间土层不发生压缩，而后利用扩展的计算分析方法得出群桩的沉降。利用该方法进行计算分析，可以能够对发生的沉降问题进行有效的解决。就等效作用分层总和法而言，其主要是对均匀土质的土层中群桩沉降的Minidlin解，以及均匀负荷承载下的矩形基础的Boussi-nesq解，二者之间的比值进行计算，最后根据分层总和法计算出群桩的沉降。该方法相对来说，其计算过程较为简单便利，其利用的各种原理和标准都较为成熟，所以在桥梁桩基计算中有着较为广泛的应用。
4 结束语
在桥梁工程建设中，工程人员必须要加强对桩基沉降的分析和研究，为了保证桥梁建设的稳健发展，相关研究人员、施工人员、工程人员必须共同参与到研究当中，结合理论知识、工作经验，同时借助先进的技术、工艺等，来保证桥梁桩基的质量及稳定性，只有这样能够更好的保证桥梁工程整体质量。
参考文献
[1]钱爱军.桩基沉降在公路桥梁工程设计中的作用[J].工程技术研究，2017（12）：205+208.
[2]高 远.公路桥梁工程设计中桩基沉降问题分析[J].智能城市，2017，3（06）：106～107.
[3]王光宇.桥梁工程设计中的桩基沉降研究[J].科技创新与应用，2014（28）：229.
[4]颜 宏.公路桥梁工程设计中的桩基沉降分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（05）：136.
收稿日期：2018-7-2
作者简介：周 峥（1975-），男，高级工程师，博士研究生，从事桥遂设计，结构设计方面工作。
关键词：桥梁工程；设计；桩基沉降
中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0216-02
引 言
桩基设计和施工是桥梁工程建设中尤为重要的一部分，桩基设计的合理性、桩基施工的科学性，都直接关系到桥梁工程基础的质量，如果桩基出现问题，那么就会对整个桥梁工程的质量及安全性造成影响。因此，在桥梁工程建设中，必须要做好桩基设计和施工等工作。就目前来看，虽然我国桥梁工程建设在不断的进步，但是仍然存在一系列的质量问题，比如桩基沉降现象就频频发生。桩基是承担整个桥梁的重要支柱，为了更好的保证桩基的质量和可靠性，就必须对桩基沉降问题进行深入的研究和探讨，保证桩基质量，进而提高桥梁整体质量。
1 桥梁桩基分类
一般而言，根据桥梁桩基存在的荷载力在传递方式上的不同，可以将桥梁桩基划分为两种形式，即摩擦桩及端承桩。就摩擦桩而言，其是指在土层中软弱较厚的位置，在桩基础下面位置上，底端位置中与土层或者是岩石相接触，桩基顶部位置中受到的荷载力通过土层与桩基础之间的摩擦来承担，这种情况则属于摩擦桩。就端承桩而言，其是指透过土层之后采用的桩基础技术，主要是在底部位置中通过土层、岩石层中的支撑力来实现荷载，这种形式就属于端承桩[1]。随着我国桥梁建设的不断发展和进步，现如今桩基的结构也越来越复杂多样化，想要对桩基沉降问题进行深入的研究和分析，就必须对桩基的类型能够正确的区分。不同的桩基机构，需要进行不同的桩基沉降研究，以此来保证桥梁工程设计的精确性和科学性。
2 桥梁桩基设计原则
2.1 桩基荷载的作用
在桥梁桩基设计中，桥梁需要承受较大的荷载力，其所要承受的荷载包括永久荷载和可变荷载两种形式，而由于桥梁工程施工影响因素较多，所以还可能会出现偶然荷载。由于桥梁桩基承受的荷载很多，所以在设计过程中必须要对桥梁的实际情况有充分的考虑，进而对荷载给予合理的组合处理。一般桥梁桩基的荷载组合包括两种形式：①承载力本身已经到了极限，这样就使得桩基处在承受力的边缘，在这种情况下，基桩结构自身的安全性和稳定性都不是很强，所以无法在承受其他的荷载力[2]。②在正常达到极限状态的情况，桩基已经处在正常使用时所承受的变形能力，因此就需要对变形的具体情况进行合理有效的控制。
2.2 侧向承载力
桥梁桩基的侧向承载力容易受到了诸多因素的影响，对此，就需要在设计过程中保证结构自身的重力以及其他方面的应力在结构所能承受的极限之内。另外，在桥梁桩基设计过程中，还需要考虑底盘所产生的侧向承载力的大小。
2.3 负摩擦力
在桥梁桩基设计过程中，设计人员需要对负摩擦力问题进行深入的分析和研究。如果桥梁桩基地层发生沉陷问题，而主要原因是因为地下水开采过度或者地表开挖等，那么桩基底层就会出现一定的向下滑动，而这种作用力在桩基运行过程中就会形成负摩擦力，进而影响到桩基的稳定性和可靠性[3]。对此，就需要在设计过程中加强对这一作用力的详细计算，计算时需要考虑多个公式的要求。
3 桥梁桩基沉降的设计措施
3.1 桩基沉降原因
桥梁工程建设具有一定的复杂性、系统性，所以对质量及施工工艺有着较高的要求，由于影响因素较多，所以桥梁工程很容易出现桩基沉降问题。当桥梁发生桩基沉降，那么就会影响到桥梁的质量和安全。为了提高桥梁工程设计的科学性和严谨性，就必须对桩基沉降的原因进行分析。就端承桩而言，其发生沉降的原因与持力层下存在软弱的下卧层、施工技术、施工质量等因素有关。就摩擦桩而言，其发生沉降的原因较为复杂，因为摩擦桩其桩基各部分之间都相互影响，单桩与单桩之间容易产生应力重叠的情况，进而对端定的承载力产生干扰，在多种因素的影响下，就容易发生桩基沉降。
3.2 单桩沉降分析
对于单桩沉降的设计，可以采用荷载传递分析法进行分析计算，荷载传递分析法的工作理念就是把桩基分为多个单元，进而在每个单元和土层之间联系采用非线性的弹簧来模拟，同时桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。荷载传递分析法的关键就在于确定传递函数的形式，包括解析法和位移协调法两种。另外，对于单桩沉降的分析计算还可以利用剪切形变传递模型进行计算，这种方法可以简化桩基沉降的计算，操作便利，可以为桩基沉降的設计提供有效的依据[4]。弹性理论法也是桩基沉降分析的一种常用方法，该方法可以拓展处一系列沉降计算方法，对提高桩基沉降设计的质量和精确性具有重要的作用。在应用弹性理论法过程中，需要注意到桩基的图层面是否都具有弹性的相关条件。
3.3 群桩沉降分析
对于群桩沉降的设计，可以采用弹性理论法、实体深基础法、等效作用分层总和法进行分析计算，进而为桩基设计提供有力的依据，切实解决桩基沉降问题。就弹性理论法而言，其是以Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法。另外，还可以以应力法中子桩侧面摩擦力为线性，将单桩分析的理论叠加到桩群的计算分析中。就实体深基础法而言，其主要是把桩群和土层作为实效墩基的实体深基础，桩群如同实体墩基班工作，并且桩间土层不发生压缩，而后利用扩展的计算分析方法得出群桩的沉降。利用该方法进行计算分析，可以能够对发生的沉降问题进行有效的解决。就等效作用分层总和法而言，其主要是对均匀土质的土层中群桩沉降的Minidlin解，以及均匀负荷承载下的矩形基础的Boussi-nesq解，二者之间的比值进行计算，最后根据分层总和法计算出群桩的沉降。该方法相对来说，其计算过程较为简单便利，其利用的各种原理和标准都较为成熟，所以在桥梁桩基计算中有着较为广泛的应用。
4 结束语
在桥梁工程建设中，工程人员必须要加强对桩基沉降的分析和研究，为了保证桥梁建设的稳健发展，相关研究人员、施工人员、工程人员必须共同参与到研究当中，结合理论知识、工作经验，同时借助先进的技术、工艺等，来保证桥梁桩基的质量及稳定性，只有这样能够更好的保证桥梁工程整体质量。
参考文献
[1]钱爱军.桩基沉降在公路桥梁工程设计中的作用[J].工程技术研究，2017（12）：205+208.
[2]高 远.公路桥梁工程设计中桩基沉降问题分析[J].智能城市，2017，3（06）：106～107.
[3]王光宇.桥梁工程设计中的桩基沉降研究[J].科技创新与应用，2014（28）：229.
[4]颜 宏.公路桥梁工程设计中的桩基沉降分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（05）：136.
收稿日期：2018-7-2
作者简介：周 峥（1975-），男，高级工程师，博士研究生，从事桥遂设计，结构设计方面工作。