公路桥梁声测管规范要求

桩基沉降作为公路桥梁声测管工程设计难点，在施工过程中要对相关技术参数、技术要点进行控制，保证公路桥梁施工质量，促进公路交通事业的快速发展。本文就公路桥梁声测管规范要求中的桩基沉降相关问题进行了简要分析。进入到新世纪以后，我们经常会遇到因桩基工程技术控制出现问题而导致的质量事故，严重影响了工程项目的施工进度，也降低了公路桥梁声测管工程的施工质量，因此，我们必须更加重视公路桥梁桩基工程的设计工作。

一、桥梁桩基的类型

在公路桥梁声测管工程中，桩基的主要任务就是承担上部建筑与交通的载荷。根据载荷在桩基上的传播方式不同，可将桩基为分摩擦桩与端承桩。端承桩通常深入到土层的深处，并设置在坚硬的岩层上，依靠下方岩层的支撑来承担上部建筑结构的载荷，这种桩体通常不会产生相对位移现象，所以也不会产生摩擦力；摩擦桩通常应用于土层厚度较厚，而桩基的长度又无法抵达土层下方岩层的桩基工程中。摩擦桩可充分利用深厚土层与桩体之间的摩擦力，来保证上部建筑的稳定性，承担上部建筑的载荷，些类桩基通常不需要底部岩层来提供支撑力。目前在很多桥梁声测管工程中，这两种桩基形式往往会结合起来应用，即我们通常所说的端承摩擦桩或摩擦端承桩。实际工程设计时采用单纯摩擦桩或端承桩的较少。采用复合桩基时，桩基的承载力由这两种方式共同提供，不同之处在于哪种桩基发挥的作用更大些。

二、公路桥梁声测管的检测

1、静载试验法

桩基静载实验是一种全新的桩基静载实验方法，检测流程是：首先把特制的加载设备埋到桩内的固定位置，同时把加载设备的高压油管和位移杆牵引到地面上方，然后用高压泵向荷载箱内输油，荷载箱将力传到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡，通过Q-S曲线的变化情况，可以判定公路桥梁桩基的承载力、桩基沉降状况、桩基弹性压缩因子和岩土层的变形程度。

2、高应变动测法

高应变动测试技术是美国的测试公司首先发明的，这是一种和计算机软件联系较为紧密的测试技术，通过在桩顶测量被激发阻力产生的应力波和速度波还确定承载力的大小，目前在测量界，较常用的是高应变动力试桩法和曲线拟合法。高应变动测量技术在检测桩基的垂直极限承载力方面具有独有的优点，无需架设辅助锚桩，而且测试时间短、费用低、效率高，同时不仅仅可以用于确定单桩承载力和桩身重量，还能反映桩体的完整性、桩层阻力分布等。

3、声波透射法

声波透射法是在灌注混凝土之前，在桩基内埋设若干根声测管，以便于顺利的进行超声波发射和接收，咽喉利用超声波探测仪沿着纵轴线逐点的测量各横截面的声参数，并对测量的各种参数数值进行分析判断，从而推算出桩基中混凝土结构的沉降状况，给出混凝土结构的强度和指标。

4、钻孔取芯法

钻孔取芯法利用专用的钻孔设备对桩基进行抽芯取样，并结合实际的取样情况，判断桩基的长度、混凝土的缺陷、混凝土的强度。桩基持力层的厚度等，钻孔取芯方法能直接接触到桩基，对于桩基状况的了解较为准确，但是测量数据不全面，只能对局部范围的桩基状况进行判断，不能全面的了解桩基的情况，而且对于桩基结构造成破坏，在实际的检测工作中采用较少。

三、公路桥梁桩的沉降

1、弹性理论法

弹性理论法的群桩沉降分析是以Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法。此外还有一种简化的弹性理论法求位移，以应力法中子桩侧面摩擦力为线性，将单桩分析的理论进行叠加得到桩群的计算方法。

2、实体深基础法（等代墩基）

在现代公路桥梁声测管工程设计中计算群桩沉降的方法做常用的一种就是实体深基础法，它是把高承台下的桩群和土层作为一个等效墩基的实体深基础，不超过这个等代墩基的范围，桩群如同实体墩基般工作并且桩间土层不发生压缩，较后利用扩展的计算方式得到群桩的沉降。

根据选用的假定实体基础底面的点不同，以及附加应力和地基土性质的不同，可以使用计算不同的模式。为了消除这些差别对计算的影响，可以采取以下措施进行预防：

3、变动假定实体基础底面的位置，注意桩基础之间土层发生压缩的可能性。

4、在群桩顶部外面以固定斜率增大假定实体基础底面的面积，注意群桩基础周围剪应力的影响。

5、根据半无限弹性体内集中力的公式扩展出一系列的计算荷载下附加应力的方法，可以改善地基土层附件应力的计算准确度。

6、等效作用分层总和法

四、单桩的沉降分析计算

单桩载荷分析较常用的方法是载荷传递分析法，其工作理念是把桩基分散为一系列的相同长度的桩基单元，并在每一个桩基段和土层之间联系采用非线性的弹簧来模拟，并且桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。但是其现场工程施工中，需要安装不同的仪器设备，进行桩基的载荷试验，其现场测试的普及性不好。

剪切形变传递模型的提出简化了桩基沉降中的计算，同时模型假定认为当载荷承载力较小时，其桩基在轴向的负荷载力下会发生沉降，而且桩基在沉降的过程中，会对周围的土层产生剪切形变的作用，而桩基周围土层没有相对的移动，剪应力会沿着桩基侧面的表层扩散到周围的土层中。在使用负荷承载时，摩擦桩段承载的比例要小的多，其沉降大多是由桩侧所传递的负荷承载造成的。

公路桥梁声测管的弹性理论法是利用弹性理论对桩土系统研究单桩基础在纵向的符合承载作用力与桩基础土层之间的作用力和相对位移之间的关系，从而得到土对桩、桩对桩以及桩对土还有土对土之间的所有的共同作用方式。弹性理论法可以扩展出一系列的沉降计算方法，并能够基于桩基的位移进行轴向承载下桩基桩基的压缩。

五、公路桥梁桩的分析

1、弹性理论法

公路桥梁声测管的弹性理论法的群桩沉降分析是以Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法。此外还有一种简化的弹性理论法求位移，以应力法中子桩侧面摩擦力为线性，将单桩分析的理论进行叠加得到桩群的计算方法。

2、实体深基础法

公路桥梁声测管现在常用的群桩沉降方法是实体深基础法，可以把高承台下的桩群和土层中作为实效墩基的实体深基础，不超过这个等代墩基的范围，桩群如同实体墩基般工作并且桩间土层不发生压缩，较后利用扩展的计算方式得到群桩的沉降。在实际的计算中，要消除桩基附加应力和地基土性质的差别而带来的误差，要采取一系列的防治措施，例如变动假定实体基础底面的位置，注意桩基础之间土层发生压缩的可能性；在群桩顶部外面以固定斜率增大假定实体基础底面的面积，注意群桩基础周围剪应力的影响等措施。

3、等效作用分层总和法

公路桥梁声测管的等效作用法很早就被提出，并被桩基技术规范采用，来进行对均匀土质的土层中群桩沉降的Mindlin解和均匀负荷承载下的矩形基础的Boussi-nesq解之间的比值进行计算，得出结论修正等代墩基的附加应力。较后依据分层总和法求得群桩的沉降。

公路桥梁声测管工程的根本是桥梁桩基，桩基设计的好坏将直接影响桥梁的工程质量及使用寿命。所以，在公路桥梁声测管规范要求中，需要施工者不仅具备较高的技术水平，还要具备极高的责任心。从而确保桥梁桩基设计的科学性与安全性，同时还兼具较高的经济性。