淺析橋梁樁基礎的設計與施工要點

周羿成

（湖南城市學院， 湖南 益陽 413000）

近年來我國GDP持續升高，對建設交通基礎設施提出更為迫切的要求。山谷、河流等都屬于交通發展的主要因素，而橋梁則是解決這些障礙物，暢通交易的重要建筑物。隨著人類技術的發展，逐步提升橋梁建造技術。依托橋梁技術建設橋梁等交通設施，縮短了人類發展的物理距離，助推人類發展。國內很多地區已經意識到并著手修筑橋梁等交通設施，以推進區域經濟發展。一般在河流區域使用橋梁結構，這就意味著橋梁結構處于潮濕地層結構復雜的環境之中。其中泥沙層、巖層等材料的物理力學往往存在較大的差異性。由此這就要求橋梁基礎的剛度、強度符合要求。數據顯示2007-2012年間，我國先后發生了十幾起橋梁坍塌事故的情況。事故導致140多人死亡、110人受傷，20多人失聯。與此同時樁基礎在基礎橋梁中得到普遍性應用，由此必須確保梁樁基礎的可靠性、安全性，尤其是在使用壽命內，必須保障其使用安全。

1 設計橋梁樁基礎承載力要點、重難點

通常認為合理計算橋梁樁基的承載力是建設橋梁的重要環節。評價建設橋梁質量的首要標準就是橋梁基礎的承載力。如果過小的計算橋梁樁基的承載力，則必然會影響橋梁的質量，繼而增加發生事故的機率，威脅人民生命財產安全。相反的如果過大的計算橋梁樁基承載力，則不僅違背了綠色環保建設理念，且會造成資源浪費，不利于承建單位實現最大化利益。

我國現行的《公路橋梁地基與基礎設計規范手冊》明確規定了計算橋梁樁基承載力的方法。該計算方法充分考慮了國內地理環境的特殊性，并提出采用的方法計算橋梁樁基的承載力。是計算橋梁基承載力中所確定的系數。在關于橋梁樁基承載力的計算過程中，應該綜合考慮巖石的性質，比如巖石的破碎程度、清孔等特殊性質；其中樁基嵌入基巖的深度用h表示；巖石的抗壓強度用Ra表示；樁底的橫截面積用A表示；梁樁基的周長長度用U表示。在實際計算中該值往往用于表示樁基的直徑。

分析上述計算公式可得出如下結論：在計算橋梁樁基各環節中各環節存在緊密的關聯性。特別是基巖的承載力、巖石的強度、樁底嵌入基巖的深度等間存在緊密的關聯性。值得一提的是巖石破碎程度也是研究建設橋梁樁基時所需要綜合考慮的問題。影響樁基承載力的因素有很多，破碎程度是其中的主要影響因素。特別是傳統的理念將嵌巖樁等同于“端承樁”時，更需要充分運用該公式。

2 橋梁樁基礎的施工特點

考慮到實際施工條件的特殊性，比如處于地基清層的地質較差，因此無論是從穩定性、結構物地基強度等各個層面分析，此種基礎條件都不適宜進行橋梁樁基施工。基于此，在施工過程中通常需要采用樁基礎。在橋梁施工中，樁基礎一般用于深基礎之中。該施工法的原理是基于樁側的樁端阻力、摩擦阻力有效的基于豎向荷載樁將上部的荷載傳遞至深層巖層中區。結合實際建設橋梁工程的情況，橋梁樁所能夠發揮的作用也有所不同。比如穿過液化土層的樁基，可直接將所承受的重力荷載傳遞至液化土層之中；把重力載荷轉移傳遞至樁周邊的土體或者直接向深層的砂層、巖層及黏土層進行傳遞。如此一來，就能夠顯著提高基坑的承載力。考慮到樁基礎存在較大的抗撥能力、側向剛度，能夠有效的應對由于地震、臺風而引起的上撥力、水平力及其它外力、傾覆力對基坑的不利影響，并確保結構物的質量、安全性能。

3 橋梁樁基礎的主要施工技術要點

3.1 埋設護筒

埋設護筒是橋梁樁基礎施工中的主要技術，該技術具有定位導航，維護泥漿面、保護孔口，預防塌方、保護施工現場等作用。該施工技術的施工重點是埋設護筒的準確性、穩定性，使抗筒能夠充分發揮其應有作用。在具體施工過程中應該合理控制樁位中心、護筒中心的偏差，力爭將兩個偏差控制在50mm以內。通常采用厚度為4-8mm的鋼板制作護筒，鉆頭的直徑是100mm，必須保證其內徑大于此，一般可在上部開設溢漿孔洞。孔洞以1-2個為宜。普通的粘性土則埋設護筒的深度必須達到1米以上；如為沙土，則埋設深度必須達到1.5米以上。當然了具體埋設護筒的高度應該以符合孔內泥漿面的實際要求為宜。

3.2 制備保護泥漿

一般通過泥漿保護灌注樁鉆孔壁，且泥漿還具有防滲、防水等功能。由此在灌注樁鉆孔中對泥漿的性能，特別是物理、化學穩定性，觸變性等各方面均提出較高的要求。關于保護泥漿的制備應該保證其泥皮的柔韌性好且薄度符合要求，能夠與孔壁進行緊密的粘附。基于此，應該立足實際進行橋梁施工的機械條件、地質情況等要素制備泥漿科學配比，并通過試驗發現是否存在問題，最后修正問題，保證所制備的泥漿符合要求才可使用。

3.3 鉆孔的具體施工技術

提前準備轉備、氣功泥漿泵是鉆孔的準備工作，空轉一段時間后以工程要求為依據，確保輸入泥漿的數量達到要求后，才可鉆孔。以適宜的程度鉆進，并保證接卸鉆桿的安全性。避免由于長時間停鉆而導致孔底沉淀等情況。在整個施工過程中都必須反復核對鉆具的長度，重點檢查鉆桿是否存在彎曲或者其它不正常的現象。具體鉆進前，還需要充分考慮實際工程土層條件，調整鉆進速度，預防出現村孔歪斜、塌孔、縮頸等情況。完成上述操作后，還需要檢查孔的垂直度、直徑、深度，只有確保各要素都符合要求才可施工。

3.4 清孔技術

清孔工作是橋梁樁基礎施工的基本工作，整個施工過程中先后采取兩次清孔工作。在確保鉆孔深度符合要求的情況下，采用鉆機清孔換漿。如果孔底沉渣不足50cm，則需要放置鋼筋籠之后進行清孔工作。這是本次施工中首次清孔工作，通過清孔工作能夠去除泥塊、沉渣。完成導管與鋼筋籠的布置后，需要采用粗截面導管的形式進行清孔工作，去除沖力，徹底清除本工序所形成的泥塊沉渣。

3.5 加工與安裝鋼筋籠

以相關規定為依據合理設計鋼筋，確保鋼筋孔的質量符合要求。由加工廠集中加工鋼筋籠，之后向各個樁位運輸，采用閃光對焊技術對接鋼筋。采用“箍筋成型法”制作鋼筋籠，即基于現有箍筋圈標注出主盤、箍筋的位置，之后可通過逐根焊接。具體焊接時可采用扶正箍筋法進行。同一截面中至少應該有50%的主筋，即至少有一半鋼筋接頭是主筋，且接頭的距離必須達到50cm以上。

3.6 灌注混凝土施工技術

嚴格按照標準施工是混凝土施工的要點，以施工質量標準為依據，控制好配料的計量、混凝土的配合比、原材料質量、塌落度等等。要定期測定現場砂石的含水量，并依據實際施工情況適時調整施工配合比、攪拌用水量。使用導管灌注混凝土進行施工，待成孔符合要求后，應及時做好灌注工作。一旦開始灌注工作，就必須連續進行，如施工過程中存在意外情況需要停止，則應該將其時間控制在15分鐘以內；盡量縮短除導管的時間，隨時探測混凝土的高度，提升或者拆除導管，保證導管的埋藏深度。

4 結語

伴隨著建設事業的發展，各地基礎設施、橋梁工程增多。橋梁的整體承載力如何很大程度取決于其樁基的質量，樁基是整個建筑的基礎部分，是橋梁建設的重要環節。基于此，在建設橋梁樁基的過程中，應該充分考慮管理問題，預防樁基出現質量問題，保質保量的完成樁基施工。只有這樣才能保證橋梁工程的質量符合要求，為我國建設事業發展做出更大的貢獻。