1、橋梁基礎(chǔ)工程施工簡述摘要：本文對橋梁地基基礎(chǔ)的分類以及工程施工方案的簡要概述，特別介紹了地下連續(xù)墻在橋梁地基礎(chǔ)工程上的應(yīng)用，并對軟地區(qū)橋梁工程的施工方案的注意問題的討論，希望對橋梁基礎(chǔ)工程的施工有所幫助。 關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程。橋梁基礎(chǔ)，施工，軟地區(qū)地基工程1 概 述任何結(jié)構(gòu)物都建造在一定的地層( 巖層或土層)上，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)物直接與地層接觸的最下部分，在基礎(chǔ)底面下，承受由基礎(chǔ)傳來的荷載的那一部分地層稱為該結(jié)構(gòu)物的地基。基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)物下部結(jié)構(gòu)的組成部分。橋梁上部結(jié)構(gòu)為橋跨結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺及它的基礎(chǔ)，圖1 為一座橋梁的立面布置示意圖，它表示了橋梁下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)及地基間的相互關(guān)系。地基與

2、基礎(chǔ)受到各種荷載后，其本身將產(chǎn)生附加的應(yīng)力和變形。為了保證結(jié)構(gòu)物的正常使用和安全，地基與基礎(chǔ)必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，變形也應(yīng)在容許范圍之內(nèi)。根據(jù)地基土的土層變化情況，上部結(jié)構(gòu)的要求和荷載特點(diǎn)，地基和基礎(chǔ)可采用各種不同的類型。1. 下部結(jié)構(gòu)2. 基礎(chǔ)3. 地基4. 橋臺5. 橋墩6. 上部結(jié)構(gòu)圖1 橋梁結(jié)構(gòu)各部立面示意圖 2 地基與基礎(chǔ)類型地基可分為天然地基與人工地基。直接放置基礎(chǔ)的天然土層稱為天然地基。如天然地層土質(zhì)過于軟弱或有不良的工程地質(zhì)問題，需要經(jīng)過人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)，這種地基稱為人工地基。在一般情況下，應(yīng)盡量采用天然地基。基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。一般將埋置深度

3、在5 m 以內(nèi)者稱為淺基礎(chǔ); 由于淺層土質(zhì)不良，須把基礎(chǔ)埋置于較深的良好地層上，埋置深度超過5 m 者稱為深基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺( 不足5 m) ，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎(chǔ)，稱為深水基礎(chǔ)，在施工、設(shè)計中有些問題需要作為深基礎(chǔ)考慮。除了深水基礎(chǔ)，公路橋梁及人工構(gòu)造物最常用的基礎(chǔ)類型是天然地基上的淺基礎(chǔ)，當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)。基礎(chǔ)可由不同材料構(gòu)筑，目前我國公路結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)大多采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在石料豐富地區(qū)，按照就地取材原則，也常用石砌基礎(chǔ)，只有在特殊情況下( 如搶修，建臨時便橋等) 才根據(jù)實(shí)際條件采用鋼、木結(jié)構(gòu)。3 橋梁基礎(chǔ)工程一般來說，橋梁基礎(chǔ)

4、工程發(fā)展到今天，已經(jīng)不受水文、地質(zhì)條件的控制，突出的是工程結(jié)構(gòu)本身和經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)已經(jīng)形成了合乎我國國情的一整套施工工藝及相應(yīng)的設(shè)備。而特大橋梁基礎(chǔ)已經(jīng)向“組合基礎(chǔ)”發(fā)展。擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基和沉井三大類在各自的發(fā)展中又彼此“聯(lián)合”。這種聯(lián)合就是根據(jù)不同的水文、地質(zhì)來發(fā)揮各類形式的特點(diǎn)組成的一個整體，故出現(xiàn)了很多基礎(chǔ)形式。橋梁基礎(chǔ)工程由于在地面以下或在水中，涉及水和巖土的問題，從而增加了它的復(fù)雜程度，使橋梁基礎(chǔ)的施工無法采用統(tǒng)一的模式。但是根據(jù)橋梁基礎(chǔ)工程的形式大致可以歸納為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁和管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)和組合基礎(chǔ)幾大類。3.1 擴(kuò)大基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ)是相對于樁基礎(chǔ)而言的，也是歷史很悠久的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形

5、式。具體來說，就是在橋墩下面逐級放大基礎(chǔ)，讓橋梁的重量逐步分散擴(kuò)展到土基。就像砌圍墻那樣，圍墻的基礎(chǔ)必須比圍墻本身還要寬大，而且基礎(chǔ)每砌一層磚，就要放大一下基礎(chǔ)面積。這個就是擴(kuò)大基礎(chǔ)。擴(kuò)大基礎(chǔ)或稱明挖基礎(chǔ)屬直接基礎(chǔ)，是將基礎(chǔ)底板設(shè)在直接承載地基上，來自上部結(jié)構(gòu)的荷載通過基礎(chǔ)底板直接傳遞給承載地基。其施工方法通常是采用明挖的方式進(jìn)行的，施工中坑壁的穩(wěn)定性是必須特別注意的問題。明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑（澆筑）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物等。3.2 樁和管柱基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)由基樁和聯(lián)接于樁頂?shù)某信_共同組成。若樁身全部埋于土中，承臺底面與土體接觸，則稱為低承臺樁基；若

6、樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上，則稱為高承臺樁基。建筑樁基通常為低承臺樁基礎(chǔ)。高層建筑中，樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛。他的特點(diǎn)是：（1）樁支承于堅硬的（基巖、密實(shí)的卵礫石層）或較硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力層，具有很高的豎向單樁承載力或群樁承載力，足以承擔(dān)高層建筑的全部豎向荷載（包括偏心荷載）。（2）樁基具有很大的豎向單樁剛度（端承樁）或群剛度（摩擦樁），在自重或相鄰荷載影響下，不產(chǎn)生過大的不均勻沉降，并確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。（3）憑借巨大的單樁側(cè)向剛度（大直徑樁）或群樁基礎(chǔ)的側(cè)向剛度及其整體抗傾覆能力，抵御由于風(fēng)和地震引起的水平荷載與力矩荷載，保證高層建筑的抗傾覆穩(wěn)定性。（4）樁身穿

7、過可液化土層而支承于穩(wěn)定的堅實(shí)土層或嵌固于基巖，在地震造成淺部土層液化與震陷的情況下，樁基憑靠深部穩(wěn)固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力，從而確保高層建筑的穩(wěn)定，且不產(chǎn)生過大的沉陷與傾斜。常用的樁型主要有預(yù)制鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁、鉆（沖）孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、鋼管樁等，其適用條件和要求在建筑樁基技術(shù)規(guī)范中均有規(guī)定。3.3 沉井基礎(chǔ)以沉井作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，將上部荷載傳至地基的一種深基礎(chǔ)。沉井是一個無底無蓋的井筒，一般由刃腳、井壁、隔墻等部分組成。在沉井內(nèi)挖土使其下沉，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行混凝土封底、填心、修建頂蓋，構(gòu)成沉井基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)的特點(diǎn)是：埋深較大，整體性好，穩(wěn)定性好，具有較大的承

8、載面積，能承受較大的垂直和水平荷載。此外，沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時的擋土和擋水圍堰結(jié)構(gòu)物，其施工工藝簡便，技術(shù)穩(wěn)妥可靠，無需特殊專業(yè)設(shè)備，并可做成補(bǔ)償性基礎(chǔ)，避免過大沉降，在深基礎(chǔ)或地下結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，如橋梁墩臺基礎(chǔ)、地下泵房、水池、油庫、礦用豎井以及大型設(shè)備基礎(chǔ)、高層和超高層建筑物基礎(chǔ)等。但沉井基礎(chǔ)施工工期較長，對粉砂、細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水時易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜；沉井下沉過程中遇到的大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大，也將給施工帶來一定的困難。4 地下連續(xù)墻在橋梁工程上的應(yīng)用 地下連續(xù)墻技術(shù)是近代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，20 年代初見于德國，50 年代在意大利、法國等國得到應(yīng)用，60

9、 年代傳入日本后得到了充分的發(fā)展，但多用于高層建筑的地下室、地下停車場以及地鐵等建筑的外墻結(jié)構(gòu)。直到70 年代中期, 日本把地下連續(xù)墻技術(shù)應(yīng)用到了橋梁基礎(chǔ)工程上。如今在國外，地下連續(xù)墻做為大跨徑橋梁深基礎(chǔ)的實(shí)例已不鮮見；國內(nèi)在虎門大橋上亦獲首例應(yīng)用成功。4.1 地下連續(xù)墻的構(gòu)造4.1.1 主要類型地下連續(xù)墻是深埋地下的鋼筋混凝土連續(xù)墻體；地下連續(xù)墻基礎(chǔ)則是利用“接頭”的形式將一個個相鄰的墻段結(jié)合為平面成各種形狀的以作為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)物。其接頭有剛接和鉸接兩種。地下連續(xù)墻基礎(chǔ)的形式，根據(jù)結(jié)構(gòu)物用途不同而選定。目前在橋梁基礎(chǔ)工程中見到的有：1) 橋梁護(hù)坡基礎(chǔ)，分弧形或折線形2) 圍堰工程，圓筒形，3)

10、 墩、臺基礎(chǔ)；分閉合的框格或圓形，加頂板,框格為矩形框格，有單室、雙室及多室?guī)追N。4.1.2 構(gòu)造要求橋梁基礎(chǔ)工程中的地下連續(xù)墻，一般埋置較深、高度很大、厚度較薄。多用于大型橋梁，其埋深40100 m 為常見，其壁厚一般在80 cm 以上。墻體連續(xù)是通過多個墻段的接頭構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的, 墻體要承受很大的水壓力，因而接頭要求處理得非常緊密和牢固，使之既能承受強(qiáng)大外力又不致漏水。墻體配筋應(yīng)嚴(yán)格保證最小配筋率的要求。在鋼筋的配置位置方面, 主筋中心至側(cè)面間距不小于15cm, 豎直鋼筋直徑不小于22，亦不大于35間距采用15 30 cm; 水平鋼筋直徑不小于19，亦不大于35，間距采用1530 cm。墻體在

11、豎直方向由多片鋼筋籠( 1015 m 左右) 連接而成，故要保證主筋的搭接長度。水平方向墻體連接，作為橋梁基礎(chǔ)時，應(yīng)用接合鋼板加強(qiáng)。如有頂板時，墻體的豎直鋼筋應(yīng)伸入頂板內(nèi)足夠的長度。 計算模式對橋梁矩形框格式地下連續(xù)墻基礎(chǔ)的計算，最初采用的是剛體模式，把它按沉井基礎(chǔ)計算，即把基礎(chǔ)當(dāng)做剛體，基礎(chǔ)周圍地基用8種彈簧模擬( 見圖2) ，通過力的平衡來解算。由于地下連續(xù)墻橋梁基礎(chǔ)具有很大的抗彎剛度，后來日本采用彈性地基梁計算模式。在該國現(xiàn)行地下連續(xù)墻標(biāo)準(zhǔn)中，把基礎(chǔ)當(dāng)做地基上的有限長梁處理。地基的水平抗力考慮側(cè)面地基水平推力、地基水平方向剪切抗力、基底地基抗力以及地基剪切抗力時，以4 個地基抗力系數(shù)作簡

12、化處理，見圖3。圖2.剛體計算模式圖3. 現(xiàn)行計算模式4.2 地下連續(xù)墻的施工4.2.1 一般程序地下連續(xù)墻基礎(chǔ)施工與地下連續(xù)墻一樣，根據(jù)劃好的墻段，按計劃順序逐段進(jìn)行。每一墻段施工程序基本相似，即：先用成槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁的條件下開挖成槽，然后下鋼筋骨架，接著灌注水下混凝土。如是逐個墻段進(jìn)行下去，最后形成了平面成一定圖形的連續(xù)墻體，再加上頂板，就構(gòu)成了整個基礎(chǔ)。常用的簡單成槽機(jī)械，有抓斗、鉆( 沖) 機(jī)，亦有針對工程具體情況專門制造的成槽機(jī)。施工工藝流程如下：筑導(dǎo)墻挖槽清槽( 包括對前一墻段結(jié)合的清理) 下鋼筋骨架( 包括與前一墻段預(yù)留骨架的連結(jié)處理) 灌水下混凝土轉(zhuǎn)入下一墻段施工。4.2.2

13、 技術(shù)關(guān)鍵1) 選好合理的導(dǎo)墻形式與埋深。導(dǎo)墻在施工中起著挖槽定位、高程檢測、槽口加固、抬高泥漿液面、防止上口坍塌等重要作用，其設(shè)計和施工不可忽視。2) 泥漿配制。泥漿在挖槽過程中對穩(wěn)定槽壁至關(guān)重要，因為深槽挖掘比鉆孔樁成孔的坍塌危險更大。必須選優(yōu)質(zhì)粘土配制，必要時應(yīng)摻入膨潤土或化學(xué)劑，以改善泥漿性能。在施工全過程中，要嚴(yán)格保持要求的泥漿液位和泥漿比重。3) 水下混凝土施工。必須嚴(yán)格遵循水下混凝土施工規(guī)范和灌注樁施工規(guī)范的要求，并根據(jù)槽段寬度合理布置導(dǎo)管數(shù)量和間距。4) 保持垂直度。由于槽很深, 對垂直度必須經(jīng)常檢測，予以嚴(yán)格控制。5) 接縫施工。兩墻段之間的接頭部位，特別框格的“+ ”字型及

14、“T ”型部位, 是整個施工的關(guān)鍵部位，無論是鋼筋骨架的連結(jié)和混凝土的結(jié)合，都要慎重對待，要有保證質(zhì)量的特殊措施。5 軟土地區(qū)橋梁基礎(chǔ)工程軟土一般指在靜水或緩流水環(huán)境中以細(xì)顆粒為主的近代粘性沉積土，是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘性土，常含有機(jī)質(zhì)，天然孔隙比通常大于1，當(dāng)e 大于1.5 時稱為淤泥，小于1.5 大于1.0 時稱為淤泥質(zhì)土。習(xí)慣上也把工程性質(zhì)接近淤泥土的粘性土統(tǒng)稱為軟土。軟土具有抗剪強(qiáng)度低、透水性低、高壓縮性、對結(jié)構(gòu)破壞敏感、流變性等特點(diǎn)。在軟土地區(qū)修筑橋梁及道路人工構(gòu)造物必須首先進(jìn)行較詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘測工作，查明該處軟土的地質(zhì)及工程特性，掌握全面的、翔實(shí)的資料，這是正確

15、布置構(gòu)造物，選擇適當(dāng)結(jié)構(gòu)類型的首要條件，也是保證設(shè)計和施工能緊密結(jié)合實(shí)際情況，采取有針對性措施的必要條件。軟土地基的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定是工程中必須全面、充分注意的問題，是造成橋梁、道路人工構(gòu)造物、基礎(chǔ)過大沉降、不均勻沉降、位移、傾斜、開裂、失穩(wěn)或嚴(yán)重?fù)p壞等事故的主要原因。國內(nèi)外從實(shí)踐中對軟土地基上基礎(chǔ)工程設(shè)計技術(shù)、施工方法、地基加固等方面已積累了不少成功經(jīng)驗和科研成果，只要使用得當(dāng)是能保證軟土地基上結(jié)構(gòu)物的安全的。我國在軟土地區(qū)的橋梁基礎(chǔ)，常用的是剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)（天然地基或人工地基）和樁基礎(chǔ)，也有用沉井基礎(chǔ)的，現(xiàn)結(jié)合軟土地基的特點(diǎn)，介紹設(shè)計時應(yīng)注意的幾個問題。1、剛性擴(kuò)大淺基礎(chǔ)在較穩(wěn)定、均勻、有一

16、定強(qiáng)度的軟土上修筑對沉降要求不嚴(yán)格的矮、小橋梁，常爭取采用天然地基（或配合砂礫墊層）上的剛性擴(kuò)大淺基礎(chǔ)。如軟土表層有較厚的“硬殼”也應(yīng)考慮利用。剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)常因軟土的局部塑性變形而使墩、臺發(fā)生不均勻沉降，由于后臺填土的影響使橋臺前后端沉降不均而發(fā)生后仰也是常見工程事故，有時還同時使橋臺向前滑移。因此在設(shè)計時應(yīng)注意基礎(chǔ)受力不同的邊緣（如橋臺基礎(chǔ)的前趾、后蹱）沉降的驗算及其抗滑動、傾覆的驗算。防治措施：可采用人工地基如有針對性的布設(shè)砂礫墊層，對地基進(jìn)行加載預(yù)壓以減少地基的沉降和調(diào)整沉降差，或采用深層攪拌法，以水泥土攪拌或粉體噴射攪拌樁加固軟土地基，按復(fù)合地基理論驗算地基各控制點(diǎn)的承載力和沉降（加固

17、范圍應(yīng)包括橋頭路堤地基的一部分）；采取結(jié)構(gòu)措施如改用輕型橋臺，埋置式橋臺，必要時改用樁基礎(chǔ)等；也有建議對小橋（如單孔跨徑不超過8m，孔數(shù)不多于3 孔）可將相墩臺剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)擴(kuò)展聯(lián)合成整體，形成聯(lián)合基礎(chǔ)板，在滿足地基承載力和沉降同時，可以解決橋臺前傾后仰和滑移問題。但此時為避免基礎(chǔ)板過厚，常需配置受力鋼筋改為柔性基礎(chǔ)，應(yīng)先進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方案比較，全面分析選用（設(shè)計方法可參考第二章柔性基礎(chǔ)簡化的倒梁法及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)規(guī)定。）為了防止小橋基礎(chǔ)向橋孔滑移，也可僅在基礎(chǔ)間設(shè)置鋼筋混凝土（或混凝土）支撐梁。軟土地基上相鄰墩、臺間距小于5m 時，公橋基規(guī)要求考慮臨近墩、臺對軟土地基所引起的附加豎向壓

18、應(yīng)力。2、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)在較深厚的軟土地基，大中型橋梁常采用樁基礎(chǔ)，它能獲得較好的技術(shù)效果，如經(jīng)濟(jì)上合理，應(yīng)是首選的方案。施工方法可以是打入（壓入）樁、鉆孔灌注樁等。要求基樁穿過軟土深入硬土（基巖）層以保證足夠的承載力和較小的沉降。軟土很厚采用長的摩擦樁時，應(yīng)注意樁底軟土強(qiáng)度和沉降的驗算，必要時可對樁周軟土進(jìn)行壓漿處理或做成擴(kuò)底樁。打入樁的樁距應(yīng)較一般土質(zhì)的適當(dāng)加大，并注意安排好樁的施打順序，避免已打入的鄰樁被擠移或上抬，影響質(zhì)量。鉆孔灌注樁一般應(yīng)先試樁取得施工經(jīng)驗，避免成孔時發(fā)生縮孔、坍孔。軟土地基樁基礎(chǔ)設(shè)計中，應(yīng)充分注意由于軟土側(cè)向移動而使基樁撓曲和受到的附加水平壓力；由于軟土下沉而對基

19、樁發(fā)生的負(fù)摩阻力，現(xiàn)分述如下：（1）地基軟土側(cè)向移動對基樁的影響。在軟土上樁基礎(chǔ)的橋臺、擋墻等，由于臺后填土重力的擠壓，地基軟土側(cè)向移動，樁土間產(chǎn)生附加水平壓力，引起樁身撓曲，使橋臺后仰和向河槽傾移，甚至基樁折損等事故。在深厚軟土上修橋，特別是較高填土的橋臺日益增多，這類事故時有發(fā)生，已引起國內(nèi)外基礎(chǔ)工程界廣泛重視。（2）地基軟土下沉對基樁的影響。軟土下沉使基樁承受到負(fù)摩阻力，將產(chǎn)生較大的沉降或使樁身向壓屈破壞，必須予以重視，分析并計算基樁上負(fù)摩阻力。在較厚較軟土上下沉沉井，往往因下沉速度快而發(fā)生沉井傾斜、位移等，應(yīng)事先注意采取防備措施如選用輕型沉井、平面形狀采用圓形或長寬比較小的矩形、立面形

20、狀采用豎立式等，施工時盡量對稱挖土控制均勻下沉并及時糾偏。6 結(jié)論橋梁基礎(chǔ)是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其承擔(dān)著橋墩、橋跨結(jié)構(gòu)（橋身）的全部重量以及橋上的可變荷載，橋梁上部承受的各種荷載，通過橋臺或橋墩傳至基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳至地基?；A(chǔ)屬于隱蔽工程，若出現(xiàn)質(zhì)量問題不易發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行修補(bǔ)處理，而基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量又決定著橋梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性和安全度，對結(jié)構(gòu)物的安全使用和工程造價有很大的影響?？梢?，基礎(chǔ)工程在橋梁結(jié)構(gòu)物的設(shè)計和施工中占有極其重要的作用，必須高度重視橋梁基礎(chǔ)工程的施工，嚴(yán)格按規(guī)范辦事，確保工程質(zhì)量。橋梁基礎(chǔ)施工方案主要取決于地形條件、地基土層的工程性質(zhì)與水文地質(zhì)條件、荷載特性、結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)形式及使用要求，以及材料的供應(yīng)和施工技術(shù)等因素，因此，在基礎(chǔ)工程施工中，要從各方面、各因素、各環(huán)節(jié)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。參考文獻(xiàn)：1 鋼板樁圍堰在橋梁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用韓才高周向東仇兆虎江蘇