淺談橋梁的基礎工程施工

高 劍，李 成

(1.黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司;2.黑龍江暢捷橋梁隧道工程有限公司)

1 概述

任何結構物都建造在一定的地層(巖層或土層)上，基礎是結構物直接與地層接觸的最下部分，在基礎底面下，承受由基礎傳來的荷載的那一部分地層稱為該結構物的地基。基礎是結構物下部結構的組成部分。橋梁上部結構為橋跨結構，而下部結構包括橋墩、橋臺及它的基礎，圖1為一座橋梁的立面布置示意圖，它表示了橋梁下部結構與上部結構及地基間的相互關系。

地基與基礎受到各種荷載后，其本身將產生附加的應力和變形。為了保證結構物的正常使用和安全，地基與基礎必須具有足夠的強度和穩定性，變形也應在容許范圍之內。根據地基土的土層變化情況，上部結構的要求和荷載特點，地基和基礎可采用各種不同的類型。

圖1 橋梁結構各部立面示意圖

地基可分為天然地基與人工地基。直接放置基礎的天然土層稱為天然地基。如天然地層土質過于軟弱或有不良的工程地質問題，需要經過人工加固或處理后才能修筑基礎，這種地基稱為人工地基。在一般情況下，應盡量采用天然地基。

基礎根據埋置深度分為淺基礎和深基礎。一般將埋置深度在5m以內者稱為淺基礎;由于淺層土質不良，須把基礎埋置于較深的良好地層上，埋置深度超過5m者稱為深基礎。基礎埋置在土層內深度雖較淺(不足5m)，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎，稱為深水基礎，在施工、設計中有些問題需要作為深基礎考慮。除了深水基礎，公路橋梁及人工構造物最常用的基礎類型是天然地基上的淺基礎，當需要設置深基礎時常采用樁基礎或沉井基礎。基礎可由不同材料構筑，目前我國公路結構物基礎大多采用混凝土或鋼筋混凝土結構。在石料豐富地區，按照就地取材原則，也常用石砌基礎，只有在特殊情況下(如搶修，建臨時便橋等)才根據實際條件采用鋼、木結構。

地基與基礎類型方案的確定主要取決于地基土層的工程性質與水文地質條件、荷載特性、結構物的結構形式及使用要求，以及材料的供應和施工技術等因素。方案選擇的原則是：力爭做到使用上安全可靠、施工技術上簡便可行、經濟上合理。因此，必要時應作不同方案的比較，從中得出較為適宜與合理的設計方案與施工方案。

工程實踐表明：結構物的地基與基礎的設計與施工質量的好壞，是整個結構物質量的根本問題。基礎工程因為是隱蔽工程，如有缺陷較難發現，也較難彌補或修復，而這些缺陷往往直接影響整個結構物的使用甚至安危。基礎工程施工的進度，經常控制整個結構物施工進度。下部工程的造價，通常在整個結構物造價中占相當大的比重，尤其是在復雜地質條件下或深水修筑基礎更是如此。因此，從事這項工作必須做到精心設計、精心施工。

結構物是一個整體，上下部結構和地基是共同工作，互相影響的。地基的任何變形都必然引起上下部結構的相應位移，上下部結構的力學特征也必然關系到地基的強度和穩度條件;所以，地基與基礎的設計、施工都應緊密結合結構物的特點和要求，全面分析，綜合考慮。

2 橋梁基礎施工

基礎工程問題往往不能用理論的數學方法來處理，正像美國的R.B.Peck在國際土協第十一屆國際大會(1985年)上引述泰沙基看法所說的那樣：“有效地處理基礎工程問題的唯一方法，在于首先找出以前有過的類似性質的工程中曾發生的問題，其次查明工程地點的土質類型，最后查清某種施工方法為何導致某種結果。通過系統地知識積累，將經驗數據加以仔細地表達和確定，那么基礎工程就可發展成為半經驗的科學”。數十年來，正是經驗的積累和研究的深入和及時地交流經驗，促使各國的基礎工程技術不斷地發展。

一般來說，橋梁基礎工程發展到今天，已經不受水文、地質條件的控制，突出的是工程結構本身和經濟效益。目前國內已經形成了合乎我國國情的一整套施工工藝及相應的設備。而特大橋梁基礎已經向“組合基礎”發展。擴大基礎、樁基和沉井三大類在各自的發展中又彼此“聯合”。這種聯合就是根據不同的水文、地質來發揮各類形式的特點組成的一個整體，故出現了很多基礎形式。

橋梁基礎工程由于在地面以下或在水中，涉及水和巖土的問題，從而增加了它的復雜程度，使橋梁基礎的施工無法采用統一的模式。但是根據橋梁基礎工程的形式大致可以歸納為擴大基礎、樁和管柱基礎、沉井基礎和組合基礎幾大類。