桥梁工程设计中桩基沉降问题分析

桥梁工程设计中桩基沉降问题分析
摘要：为了方便交通，在许多地区都修建了高架桥，这些高架桥大多都是在
不能修建的道路上修建的，这是一种简化交通的方法。

在设计阶段，应注意桩基
础的沉降控制，以解决桩基的沉降问题，从而提高桥梁的整体稳定性。

通过对桥
梁工程设计桩基沉降要点的讨论，结果显示，在桩基沉降处理环节，要做好桩机
类型的选择、优化桩基的沉降分析，还要做好相关参数的设计，这对提升整体工
程稳定性有很大的帮助。

关键词：桥梁设计；桩基沉降；处理措施
引言
钻孔灌注桩基础是大部分工程的选择。

由于这样的工程，在后期，其支护作
用十分明显。

与其它方法相比，该工程方法具有较高的稳定性、较好的承载力和
较大的支撑力。

只有使公路桥基沉降的效果更显著，设计更合理，工程材料的质
量更好，确保工程完工后的使用寿命达到标准，才能将桩基的作用完全发挥出来。

关于桥梁的设计标准，应当严格按照国家对公路桥梁的标准来制定，只有达到了
国家所需要的标准，才能确保桥梁的实用性。

桥梁在交通中的作用不可忽视，因此，在施工中应对桥梁的设计及有关规范进行严格的监督。

1、桥梁桩基的类型
桥梁的构建工程中，桩基的主要任务就是支撑其上部架构，使其可以进行承
载负荷的效果。

根据桩基所承载的方式不同，可以分为以下两者桩基：第一种是
摩擦桩基，这种桩基的运用，通常在遇到比较难达到的土层时进行运用。

摩擦桩基，可以利用自身和土层的摩擦力，来进行来自上方的压力承载，来增强上方结
构的稳定作用。

另一种桩基则是承重桩，这种桩基不用于摩擦桩，因通过地下坚
固岩石来进行重量承载，所以不会出现相对位移的情况。

这样的桩基础在地底更深，也更稳固，可以将自己的重量分散在岩层中，这样可以减少桩基础承受的压力。

在桥梁工程中，一般不会只采用一种桩基，而会将两种桩基进行混合，以确
保公路桩基所承受的载荷在自身的承载范围内，同时运用两种桩基，将二者的优势结合起来，使桥梁更加稳定。

2、桩基沉降发生的原因
2.1施工区域地质因素
通过对工程地质情况的分析，可以看出，地基与桩基之间是一种相互作用的关系，地基的刚度对桩基的质量有直接的影响。

随着土壤硬度的增大，其可压缩的空间将变得更小，在施工过程中发生桩基础沉降的可能性将变得更小；相反，如果土体硬度小，则可以压缩的空间较大，桩基发生沉降的问题就会越严重。

2.2桩基类型选择
根据有关资料的分析，可以看出，桩基础的结构形式与沉降问题有着直接的联系，不同的桩基础形式，沉降响应也会有不同。

例如，钻孔桩与钻孔桩在沉降量上存在着差异。

在相同载荷作用下，钻孔桩基础的沉降形式是土体压缩变形，而打孔桩则是桩间土压缩变形。

3、公路桥梁桩基设计中对沉降问题的控制
桥梁工程设计中桩基沉降问题是一个重要的问题，因为桥梁的稳定性和安全性与桩基的沉降密切相关。

桩基沉降问题的解决方案通常包括以下几个方面：①确定桩基的设计参数：在桥梁工程设计中，需要根据地质条件、桥梁跨度、荷载等因素来确定桩基的设计参数，包括桩径、桩长、桩的材料等。

这些参数的确定需要考虑桩基的承载能力、沉降量、沉降速率等因素。

②进行桩基的施工：在桥梁工程设计中，需要对桩基进行施工，以确保桩基的质量和稳定性。

施工过程中需要注意控制桩基的位置、深度、直径等参数，以避免施工过程中对周边环境的影响。

3.1公路桥梁桩基沉降分析的主要方法
（１）单桩桩基的沉降分析
在公路桥梁的单桩沉降分析中，对单桩的承载力、剪切变形和弹性理论进行
了分析。

采用荷载转移法，将桩基础离散成等长的多个单元体，利用非线性弹簧
对桩基础与土的相互作用过程进行仿真，并对桩基础端部采用非线性弹簧对桩基
础与土的相互作用过程进行仿真。

在高架桥施工过程中，必须运用各种仪器、仪
表等工具对其进行监测与管理。

以剪切变形分析方式为基础，主要是利用形变传
递模型来作为桩基沉降计算的方式，这一模型中假设人为载荷变形量比较小，桩
基轴向负载力会导致结构出现沉降的问题，在沉降发生之后，容易给土体结构产
生剪切作用，而土层没有出现位移，剪切应力会沿着桩基础的侧面逐渐的扩散到
表面。

弹性理论是利用弹性理论对桩土进行系统化的计算和分析，以确定桩基的
纵向承载力，并对桩基土作用与位移之间的关系有一个全面的认识，进而对桩间土、桩基对土层的作用模式进行研究，因此，进行沉降的计算，可以为桥梁的建
设提供依据，桩基设计中应着重考虑各持力层的设计参数，如图1。

注：（１－持力层；２－桩；３－桩基承台；４－上部建筑物；５－软弱层）图１桩基持力层结构
（２）群桩桩基的沉降分析
在对群桩基础进行变形计算时，一般采用弹性理论，采用实体深基础，等效
作用的分层模式等。

弹性理论就是要对桥梁群桩基础的沉降条件进行全面深入的
分析和研究，以位移法、应力法等条件为基础，结合简化的弹性理论计算确定位
移变化的施加情况，把桩体结构侧向摩擦力视为线性变化，再进行单桩分析、叠
加获取群桩分析的方法。

实体深基础方式是一种对承下群桩、土层结构等效分析
的墩实体深基础的形式，在该墩基础的结构中，群桩在运行中不会产生土体压缩
性反应，而且用扩展的计算方式来明确群桩沉降状态，防止计算过程中出现数据
偏差，可以假设实体基础底面关系，了解沉降可以压缩的概率，并对桩基础周围
发生剪力变化形式进行详细的计算和分析。

等效作用分层方式主要是对均匀土体
群桩沉降、均匀载荷作用下的矩形基础比值进行计算分析，在获得计算结果后，
就可以对等代墩基础附加应力进行分析，通过分层总和来了解群桩的沉降情况。

3.2选择正确的桩型及布局
在路桥工程项目的桩基设计阶段，首先要对现场进行全面的调查，对其结构
特性进行了解，对桩基类型和强度进行分析。

当前，在路桥工程项目中，可供选
择的桩基类型较多，有预制桩、钻孔灌注桩等，通过对多种桩基形式的对比分析，得出钻孔灌注桩的施工效果很好。

由于各道路桥梁工程所处的自然环境、地质条
件各不相同，因此，在进行桩基设计时，应根据工程的具体情况，进行合理的桩
基设计。

在桩基布置的环节中，如果选择了采用单桩的施工方式，则采用单桩沉
降计算方法来确定桩基设计方案。

4、结语
总之，在公路桥梁工程中，沉降情况的发生会受到多个因素的影响，进而会
造成施工质量的高低，因此，如何避免沉降是每一个工程都要重视的一个重大难题，要想不产生任何隐患，就必须在多个方面对工程质量进行严格的控制，持续
改进工程技术，确保桥梁工程内部的稳定性，提高桥梁的承重能力，有效地解决
桩基沉降问题，从而使得公路桥梁的建设能够发挥积极的作用，促进交通运输的
发展，促进国家经济的又快又稳的增长。

参考文献
[1]马进文.桥梁设计过程中桩基沉降分析[J].黑龙江交通科
技,2021,44(11):94-95.
[2]李红建.公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题分析[J].工程技术研
究,2021,6(18):224-225.
[3]王欣.公路桥梁工程中桩基沉降问题与对策研究[J].四川水
泥,2020,12:267-268.。