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摘 要: 公路桥梁桩基设计中承台的作用是将外力传递给各桩并将各桩连城一体共同承受外荷载。基桩作用在于穿越软弱的压缩性土层或水中，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上。桩基的作用如此大，设计者在设计中需要有预测未来的能力，有统筹全局的能力，以及胆大心细的素质，拥有专业素养以及追求完美的精神。
关键词: 公路桥梁; 桩基设计; 注意的问题
Abstract: the design of pile caps of highway bridge pile foundation is the role of the external force to the pile and the pile with one common load. The pile is through the soft compressible soil or water, the load on pile subjected to transfer to the more hard, more compact and less compressibility of foundation bearing layer. The role of such a big pile, designers need to have the ability to predict the future in the design, have the ability to co-ordinate the overall situation, as well as the bold but cautious quality, professional quality and spirit of the pursuit of the perfect.
Keywords: highway bridge; pile foundation design; pay attention to the problem
中圖分类号：TU92
1 公路桥梁桩基的内容
桩基础是最古老的基础型式之一。智利古文化遗址中发现的桩距今约有 12000 年。河姆渡遗址表明，在 7000 年前，我国已有采用木桩支承房屋的历史。在漫长的历史过程中，桩基有了很大的发展变化，特别是近代以来，桩基从型式到工艺和规模都有了飞跃发展。显现出强大的生命力和广阔的发展前景。
桩基是由承台和基桩组成的，用于把上部结构传来的力传入地基中。
不宜采用桩基础的情况是，上层土比下层土硬得多; 土层中有障碍物而又无法排除; 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑物时。但是，是否采用桩基础要予以综合考虑。
1．1 公路桥梁桩基的分类
公路桥梁桩基根据不同的条件可以分成不同的类别，如果桩基按其受力条件可分为摩擦桩和柱桩（端承桩）。摩擦桩是指桩穿过并支撑于各可压缩土层中，主要依靠桩侧摩阻力支承荷载。柱桩（端承桩）是指桩穿过土层，支撑在岩石等非压缩土层中，主要依靠桩底支承力荷载，忽略桩侧摩阻力。实际上，这两种桩基在使用过程是并存的，很少有单纯的柱桩或者单纯的摩擦桩，桩基的承载力由这两种桩基共同提供，只是二者的作用大小不同罢了。若是按施工方法分来划分，桩基可以分为六种，即钻孔灌注桩、打入桩、静力压桩、沉管灌注桩、爆扩桩、管柱桩。
1．2 桩基础的构造和特点
公路桥梁桩基是由钢筋组成并起作用的。钢筋是桩基的主要成分，摩擦桩是分段配筋，而柱桩是全长均匀配筋。桩与承台连接时，应成喇叭形，并放置钢筋网在顶端。桩基础设计正确，施工得当，则具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，抗震能力强，适应性好，机械化程度高，生产效率高，耗用材料少、施工简便等特点。在河水河道中，可避免水下工程，抵抗河流冲刷，简化施工设备和技术要求，加快施工速度并改善工作条件。
1．3 公路桥梁桩基的优缺点
优点是承载能力高，稳定性好; 沉降及不均匀沉降小; 抗不良地质现象危害能力强，抗震、抗液化、抗滑坡及抗爆性能强灵活性强，对结构体系、范围及荷载变化具有较强的适应能力。不足之处是，造价高、施工复杂、打入桩存在振动及噪音等环境问题，灌注桩易污染周围场地，桩基工作机理复杂，设计计算理论尚不完善。
2 在桩基设计中应当注意的问题
2．1 因地制宜，对症下药
由于我国幅员辽阔，在自然环境的影响下，形成各种各样的地势地貌，有高山有平原，有高坡有溶洞，各个地方多少都有人居住，为了出行的方便，人们开始修建公路和桥梁，而桩基的关键地位在此时就越发地明显，我们不能眉毛胡子一把抓，千篇一律，照搬照抄，应当根据实际情况来综合分析，所以在设计过程中要认真研究各个地貌，有必要亲自到现场考察。
2．2 需要设计者具备丰富的专业知识
公路桥梁设计是一项伟大的工程，桩基是这些工程设计的基础，不仅要了解桩基竖向力产生的原因及机理，桩基负摩阻力，还要懂得负摩擦力的计算方法。设计者需要通过专门和系统的训练和学习，熟练地运用理论知识，懂得理论结合实际，在对现实实际情况做了充分的调查和研究后，使得公路桥梁桩基设计中的安全系数更高。
2．3准确确定嵌岩深度及桩端持力层厚度
桥梁工程桩基设计中，经常会遇到两软弱岩层之间穿越强度很高的一定厚度的岩层(夹层)，或者有些地区溶洞比较发育。如果这种夹层厚度不够承载厚度要求，钻孔桩就需要穿越夹层，以达到持力层，这对施工机械和施工进度都是极大的考验。
对桩底基岩厚度的确定，主要有三个条件：(1)不考虑桩身周围覆盖土层侧阻力，嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，按构造要求0.5m；(2)要求桩底以下3倍桩径范围内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布；(3)在桩端应力扩散范围内无岩体临空面。对于一般夹层，只要满足前两个条件即可作为持力层。对岩溶地区桩基，由于岩体形状奇特多变，岩溶洞隙的分布毫无规律，现有勘探手段难以事先查明它的准确位置及大小，导致工期延长、工程费用增加。基于计算所需的边界条件十分复杂，而岩溶地基比一般岩石地基影响因素更多，以前通常要求桩端下有4m、5m或5倍桩径持力层厚度，对于不同桩径、不同的单桩承载力，如果同样要求基桩端面以下有5m完整基岩，两者的可靠度是不尽相同的。为使桩基设计经济合理，应根据经验值和试算数值相结合的方法来确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。
2．4采取合理的桩基配筋布置
基桩各截面的配筋，理论上应根据桩基内力进行计算布置。桩基内力可采用m“法或其他有可靠依据的方法计算。按m”法计算桩基时，桩身弯矩有四个特点。(1)弯矩分布规律近于一条自顶向下衰减的波形曲线，且衰减很快；(2)桩身最大弯矩发生在第一个非完整波形内，一般在地面以下约3m位置；(3)桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用。
在设计中通常有两种钢筋布置方式。一种是根据最大弯矩处进行配筋。从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。另一种是将基桩主筋一半部分一直伸到桩底。从桩体受力和节省工程费用以及发生事故处理的难度来看，前一种更合理。这是因为：由于桩基较长一段不设钢筋，比后者节省了部分钢筋；底部断桩时，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，减少扁担桩发生机率。但是，第二种配筋方式可以减小施工难度，桩基灌注混凝土时，钢筋笼的定位是十分重要的，钢筋布置到桩底，易于固定钢筋笼。
2. 5桩基设计计算中的说明
桩基承载力的计算是桥梁设计的重要内容。横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少，我国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定( 梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比) 进行求解，简称弹性地基梁法。我国铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用的“m”法以及“K”法、“常数”法( 或称张有龄法) 、“C”法等均属于此种方法。
3 小 结
综上所述，在公路工程中，设计环节具有举足轻重的地位，是检验整个工程质量好坏的首要步骤，也是整个工程的难点之一，设计之所以为设计，因为它是一个从无到有，从有到创新的过程，公路桥梁桩基设计直接关系到公路桥梁施工质量和工程造价。从公路桥梁桩基的基本含义谈起，分析在设计中部分需要注意的问题。
参考文献:
［1］ 程健，张磊． 公路桥梁桩基设计应注意的问题［J］． 路桥科技，2012，( 4) : 199．
［2］ 刘冠营，韦景宇． 溶洞群地区桥梁桩基设计与施工中的若干问题［J］． 建材发展导向，2011，( 9) : 161．
［3］ 王钊，钟贤． 山西太佳高速公路桥梁设计探讨［J］． 交通标准化，2010，( 11) : 195．
［4］ 穆川川．论碎石桩处理软地基［J］．山西交通科技，2005年S2期
［5］ 杨云彪． 浅谈道路桥梁施工中应注意的问题［J］． 科技和生活，2009，( 12) : 132．
关键词: 公路桥梁; 桩基设计; 注意的问题
Abstract: the design of pile caps of highway bridge pile foundation is the role of the external force to the pile and the pile with one common load. The pile is through the soft compressible soil or water, the load on pile subjected to transfer to the more hard, more compact and less compressibility of foundation bearing layer. The role of such a big pile, designers need to have the ability to predict the future in the design, have the ability to co-ordinate the overall situation, as well as the bold but cautious quality, professional quality and spirit of the pursuit of the perfect.
Keywords: highway bridge; pile foundation design; pay attention to the problem
中圖分类号：TU92
1 公路桥梁桩基的内容
桩基础是最古老的基础型式之一。智利古文化遗址中发现的桩距今约有 12000 年。河姆渡遗址表明，在 7000 年前，我国已有采用木桩支承房屋的历史。在漫长的历史过程中，桩基有了很大的发展变化，特别是近代以来，桩基从型式到工艺和规模都有了飞跃发展。显现出强大的生命力和广阔的发展前景。
桩基是由承台和基桩组成的，用于把上部结构传来的力传入地基中。
不宜采用桩基础的情况是，上层土比下层土硬得多; 土层中有障碍物而又无法排除; 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑物时。但是，是否采用桩基础要予以综合考虑。
1．1 公路桥梁桩基的分类
公路桥梁桩基根据不同的条件可以分成不同的类别，如果桩基按其受力条件可分为摩擦桩和柱桩（端承桩）。摩擦桩是指桩穿过并支撑于各可压缩土层中，主要依靠桩侧摩阻力支承荷载。柱桩（端承桩）是指桩穿过土层，支撑在岩石等非压缩土层中，主要依靠桩底支承力荷载，忽略桩侧摩阻力。实际上，这两种桩基在使用过程是并存的，很少有单纯的柱桩或者单纯的摩擦桩，桩基的承载力由这两种桩基共同提供，只是二者的作用大小不同罢了。若是按施工方法分来划分，桩基可以分为六种，即钻孔灌注桩、打入桩、静力压桩、沉管灌注桩、爆扩桩、管柱桩。
1．2 桩基础的构造和特点
公路桥梁桩基是由钢筋组成并起作用的。钢筋是桩基的主要成分，摩擦桩是分段配筋，而柱桩是全长均匀配筋。桩与承台连接时，应成喇叭形，并放置钢筋网在顶端。桩基础设计正确，施工得当，则具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，抗震能力强，适应性好，机械化程度高，生产效率高，耗用材料少、施工简便等特点。在河水河道中，可避免水下工程，抵抗河流冲刷，简化施工设备和技术要求，加快施工速度并改善工作条件。
1．3 公路桥梁桩基的优缺点
优点是承载能力高，稳定性好; 沉降及不均匀沉降小; 抗不良地质现象危害能力强，抗震、抗液化、抗滑坡及抗爆性能强灵活性强，对结构体系、范围及荷载变化具有较强的适应能力。不足之处是，造价高、施工复杂、打入桩存在振动及噪音等环境问题，灌注桩易污染周围场地，桩基工作机理复杂，设计计算理论尚不完善。
2 在桩基设计中应当注意的问题
2．1 因地制宜，对症下药
由于我国幅员辽阔，在自然环境的影响下，形成各种各样的地势地貌，有高山有平原，有高坡有溶洞，各个地方多少都有人居住，为了出行的方便，人们开始修建公路和桥梁，而桩基的关键地位在此时就越发地明显，我们不能眉毛胡子一把抓，千篇一律，照搬照抄，应当根据实际情况来综合分析，所以在设计过程中要认真研究各个地貌，有必要亲自到现场考察。
2．2 需要设计者具备丰富的专业知识
公路桥梁设计是一项伟大的工程，桩基是这些工程设计的基础，不仅要了解桩基竖向力产生的原因及机理，桩基负摩阻力，还要懂得负摩擦力的计算方法。设计者需要通过专门和系统的训练和学习，熟练地运用理论知识，懂得理论结合实际，在对现实实际情况做了充分的调查和研究后，使得公路桥梁桩基设计中的安全系数更高。
2．3准确确定嵌岩深度及桩端持力层厚度
桥梁工程桩基设计中，经常会遇到两软弱岩层之间穿越强度很高的一定厚度的岩层(夹层)，或者有些地区溶洞比较发育。如果这种夹层厚度不够承载厚度要求，钻孔桩就需要穿越夹层，以达到持力层，这对施工机械和施工进度都是极大的考验。
对桩底基岩厚度的确定，主要有三个条件：(1)不考虑桩身周围覆盖土层侧阻力，嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，按构造要求0.5m；(2)要求桩底以下3倍桩径范围内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布；(3)在桩端应力扩散范围内无岩体临空面。对于一般夹层，只要满足前两个条件即可作为持力层。对岩溶地区桩基，由于岩体形状奇特多变，岩溶洞隙的分布毫无规律，现有勘探手段难以事先查明它的准确位置及大小，导致工期延长、工程费用增加。基于计算所需的边界条件十分复杂，而岩溶地基比一般岩石地基影响因素更多，以前通常要求桩端下有4m、5m或5倍桩径持力层厚度，对于不同桩径、不同的单桩承载力，如果同样要求基桩端面以下有5m完整基岩，两者的可靠度是不尽相同的。为使桩基设计经济合理，应根据经验值和试算数值相结合的方法来确定嵌岩深度及桩端持力层厚度。
2．4采取合理的桩基配筋布置
基桩各截面的配筋，理论上应根据桩基内力进行计算布置。桩基内力可采用m“法或其他有可靠依据的方法计算。按m”法计算桩基时，桩身弯矩有四个特点。(1)弯矩分布规律近于一条自顶向下衰减的波形曲线，且衰减很快；(2)桩身最大弯矩发生在第一个非完整波形内，一般在地面以下约3m位置；(3)桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用。
在设计中通常有两种钢筋布置方式。一种是根据最大弯矩处进行配筋。从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。另一种是将基桩主筋一半部分一直伸到桩底。从桩体受力和节省工程费用以及发生事故处理的难度来看，前一种更合理。这是因为：由于桩基较长一段不设钢筋，比后者节省了部分钢筋；底部断桩时，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，减少扁担桩发生机率。但是，第二种配筋方式可以减小施工难度，桩基灌注混凝土时，钢筋笼的定位是十分重要的，钢筋布置到桩底，易于固定钢筋笼。
2. 5桩基设计计算中的说明
桩基承载力的计算是桥梁设计的重要内容。横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少，我国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定( 梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比) 进行求解，简称弹性地基梁法。我国铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用的“m”法以及“K”法、“常数”法( 或称张有龄法) 、“C”法等均属于此种方法。
3 小 结
综上所述，在公路工程中，设计环节具有举足轻重的地位，是检验整个工程质量好坏的首要步骤，也是整个工程的难点之一，设计之所以为设计，因为它是一个从无到有，从有到创新的过程，公路桥梁桩基设计直接关系到公路桥梁施工质量和工程造价。从公路桥梁桩基的基本含义谈起，分析在设计中部分需要注意的问题。
参考文献:
［1］ 程健，张磊． 公路桥梁桩基设计应注意的问题［J］． 路桥科技，2012，( 4) : 199．
［2］ 刘冠营，韦景宇． 溶洞群地区桥梁桩基设计与施工中的若干问题［J］． 建材发展导向，2011，( 9) : 161．
［3］ 王钊，钟贤． 山西太佳高速公路桥梁设计探讨［J］． 交通标准化，2010，( 11) : 195．
［4］ 穆川川．论碎石桩处理软地基［J］．山西交通科技，2005年S2期
［5］ 杨云彪． 浅谈道路桥梁施工中应注意的问题［J］． 科技和生活，2009，( 12) : 132．