探讨某高速公路桥梁端承桩的优化设计
摘要：本文结合某项目的实际情况，分析了目前桥梁桩基设计中存在的一些问题，同时对端承桩桩长及配筋的计算进行了分析，对项目桩基和配筋进行优化，得出了刚性桩及柔性桩的嵌岩深度及桩基配筋的实用设计原则，本文主要就桩长和配筋的优化设计进行探讨，为桥梁端承桩的设计提供了有益的借鉴。
关键词：端承桩；桩长；配筋；优化设计
引言
目前国内桥梁桩基础的设计一般依据《公路桥涵地基与基础设计规范》（ＪＴＧＤ６３—２００７）以下简称《规范１》）进行。在此之前，则是依据《公路桥涵地基与基础设计规范》（ＪＴＪＯ２４—２９８５）（以下简称《规范２》）进行。《规范２》第４．３．４条规定：支承在岩基上或嵌入岩基内的钻（挖）孔桩，其单向受压容许承载力［Ｐ］按下式计算：
［Ｐ］＝（ｃ１Ａ＋ｃ２Ｕｈ）Ｒａ（１）
《规范２》中通常认为只要是嵌岩桩就是端承桩，就适用于式（１）。然而，实际工程中，只有桩基长径比较小、土层侧阻力占比例不大时，桩基体现端承桩的特征，式（１）才适用。同时，相关研究表明，在设计标准上，单纯地采用《规范２》中式（１）作为端承桩的承载力设计控制存在一些不足，计算结果偏于保守，没有充分发挥桩端阻力，对于工程而言属于浪费。但是《规范２》实施了２０多年，影响非常深远，其总体上偏保守的设计思想影响了一代桥梁工程师。特别是２００４年《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧＤ６２—２００４）（以下简称《规范７》发布实施以后，设计人员发现设计荷载总体上有所提升，认为桩基础也应该相应更保守。这样，端承桩的设计嵌岩深度也增加，配筋也在加强，造成了一些不必要的浪费。
某高速公路的桥梁基础大多采用桩基础，仅其中的一段路线长１３２．６５５ｋｍ，主线桥梁３０８４７ｍ／１０８座，占路线长度的２２．７５％。该段桩基设计总数约７３００根，长约１８００００ｍ，大部分均按端承桩设计，桩基础工程量非常大。在这样的情况下，优化桩基设计，能显著降低本项目投资，缩短工期。
１端承桩桩长的确定
端承桩嵌岩深度与桩基所承受的荷载有关。桥梁桩基荷载主要分为竖向荷载和水平荷载。在岩石单轴极限抗压强度较高的情况下，竖向荷载对桩基的嵌岩深度一般不会起决定性的作用，嵌岩深度主要受持力层的情况及水平荷载的影响。