樁基沉降作為公路橋梁聲測管工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)，在施工過程中要對相關(guān)技術(shù)參數(shù)、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(guī)范要求中的樁基沉降相關(guān)問題進(jìn)行了簡要分析。進(jìn)入到新世紀(jì)以后，我們經(jīng)常會(huì)遇到因樁基工程技術(shù)控制出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響了工程項(xiàng)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(shè)計(jì)工作。

一、橋梁樁基的類型

在公路橋梁聲測管工程中，樁基的主要任務(wù)就是承擔(dān)上部建筑與交通的載荷。根據(jù)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(shè)置在堅(jiān)硬的巖層上，依靠下方巖層的支撐來承擔(dān)上部建筑結(jié)構(gòu)的載荷，這種樁體通常不會(huì)產(chǎn)生相對位移現(xiàn)象，所以也不會(huì)產(chǎn)生摩擦力；摩擦樁通常應(yīng)用于土層厚度較厚，而樁基的長度又無法抵達(dá)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，來保證上部建筑的穩(wěn)定性，承擔(dān)上部建筑的載荷，些類樁基通常不需要底部巖層來提供支撐力。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(jié)合起來應(yīng)用，即我們通常所說的端承摩擦樁或摩擦端承樁。實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)采用單純摩擦樁或端承樁的較少。采用復(fù)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(yàn)法

樁基靜載實(shí)驗(yàn)是一種全新的樁基靜載實(shí)驗(yàn)方法，檢測流程是：首先把特制的加載設(shè)備埋到樁內(nèi)的固定位置，同時(shí)把加載設(shè)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(nèi)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Q-S曲線的變化情況，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(yīng)變動(dòng)測法

高應(yīng)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(jì)算機(jī)軟件聯(lián)系較為緊密的測試技術(shù)，通過在樁頂測量被激發(fā)阻力產(chǎn)生的應(yīng)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(yīng)變動(dòng)力試樁法和曲線擬合法。高應(yīng)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(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，無需架設(shè)輔助錨樁，而且測試時(shí)間短、費(fèi)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(nèi)埋設(shè)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縱軸線逐點(diǎn)的測量各橫截面的聲參數(shù)，并對測量的各種參數(shù)數(shù)值進(jìn)行分析判斷，從而推算出樁基中混凝土結(jié)構(gòu)的沉降狀況，給出混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和指標(biāo)。

4、鉆孔取芯法

鉆孔取芯法利用專用的鉆孔設(shè)備對樁基進(jìn)行抽芯取樣，并結(jié)合實(shí)際的取樣情況，判斷樁基的長度、混凝土的缺陷、混凝土的強(qiáng)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(zhǔn)確，但是測量數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)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(yīng)力解為依據(jù)形成的位移法和應(yīng)力法。此外還有一種簡化的彈性理論法求位移，以應(yīng)力法中子樁側(cè)面摩擦力為線性，將單樁分析的理論進(jìn)行疊加得到樁群的計(jì)算方法。

2、實(shí)體深基礎(chǔ)法（等代墩基）

在現(xiàn)代公路橋梁聲測管工程設(shè)計(jì)中計(jì)算群樁沉降的方法做常用的一種就是實(shí)體深基礎(chǔ)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(chǔ)，不超過這個(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(kuò)展的計(jì)算方式得到群樁的沉降。

根據(jù)選用的假定實(shí)體基礎(chǔ)底面的點(diǎn)不同，以及附加應(yīng)力和地基土性質(zhì)的不同，可以使用計(jì)算不同的模式。為了消除這些差別對計(jì)算的影響，可以采取以下措施進(jìn)行預(yù)防：

3、變動(dòng)假定實(shí)體基礎(chǔ)底面的位置，注意樁基礎(chǔ)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(chǔ)底面的面積，注意群樁基礎(chǔ)周圍剪應(yīng)力的影響。

5、根據(jù)半無限彈性體內(nèi)集中力的公式擴(kuò)展出一系列的計(jì)算荷載下附加應(yīng)力的方法，可以改善地基土層附件應(yīng)力的計(jì)算準(zhǔn)確度。

6、等效作用分層總和法

四、單樁的沉降分析計(jì)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)系采用非線性的彈簧來模擬，并且樁基礎(chǔ)端處土體也采用非線性彈簧與其聯(lián)系。但是其現(xiàn)場工程施工中，需要安裝不同的儀器設(shè)備，進(jìn)行樁基的載荷試驗(yàn)，其現(xiàn)場測試的普及性不好。

剪切形變傳遞模型的提出簡化了樁基沉降中的計(jì)算，同時(shí)模型假定認(rèn)為當(dāng)載荷承載力較小時(shí)，其樁基在軸向的負(fù)荷載力下會(huì)發(fā)生沉降，而且樁基在沉降的過程中，會(huì)對周圍的土層產(chǎn)生剪切形變的作用，而樁基周圍土層沒有相對的移動(dòng)，剪應(yīng)力會(huì)沿著樁基側(cè)面的表層擴(kuò)散到周圍的土層中。在使用負(fù)荷承載時(shí)，摩擦樁段承載的比例要小的多，其沉降大多是由樁側(cè)所傳遞的負(fù)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(tǒng)研究單樁基礎(chǔ)在縱向的符合承載作用力與樁基礎(chǔ)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(kuò)展出一系列的沉降計(jì)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(yīng)力解為依據(jù)形成的位移法和應(yīng)力法。此外還有一種簡化的彈性理論法求位移，以應(yīng)力法中子樁側(cè)面摩擦力為線性，將單樁分析的理論進(jìn)行疊加得到樁群的計(jì)算方法。

2、實(shí)體深基礎(chǔ)法

公路橋梁聲測管現(xiàn)在常用的群樁沉降方法是實(shí)體深基礎(chǔ)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(chǔ)，不超過這個(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(kuò)展的計(jì)算方式得到群樁的沉降。在實(shí)際的計(jì)算中，要消除樁基附加應(yīng)力和地基土性質(zhì)的差別而帶來的誤差，要采取一系列的防治措施，例如變動(dòng)假定實(shí)體基礎(chǔ)底面的位置，注意樁基礎(chǔ)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(chǔ)底面的面積，注意群樁基礎(chǔ)周圍剪應(yīng)力的影響等措施。

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(guī)范采用，來進(jìn)行對均勻土質(zhì)的土層中群樁沉降的Mindlin解和均勻負(fù)荷承載下的矩形基礎(chǔ)的Boussi-nesq解之間的比值進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)論修正等代墩基的附加應(yīng)力。較后依據(jù)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(shè)計(jì)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(guī)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(zé)任心。從而確保橋梁樁基設(shè)計(jì)的科學(xué)性與安全性，同時(shí)還兼具較高的經(jīng)濟(jì)性。