什么是桥梁基础?

[拼音]：qiaoliang jichu

[外文]：bridge foundation

把桥梁自重以及作用于桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。它和桥墩、桥台（见桥梁墩台）统称为桥梁下部结构。

桥梁基础是埋于地层内的隐蔽建筑物。在设计和修建桥梁基础时，必须进行详细的现场调查和必要的钻探试验，并运用土力学和基础工程理论，选定基础类型，确定其承载能力，以防止桥梁在运营中发生病害。

桥梁基础按施工方法可分为明挖基础、桩基础、管柱基础和沉井基础四类。

又称扩大基础或直接基础。明挖基础以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状有圆形、圆端形、矩形、八角形、T形和U形等。明挖基础的厚度除要求保证地基有足够承载力外，还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线，以保证桥梁不受冲刷和冻害影响。

地质良好的无水地段，可采用除去表土，整平地基的方法，以便修建基础；有水地段可根据水的深浅，分别采用土、草袋或打桩等办法，筑成围堰，然后抽水，以便修建基础。地质不良地段可采用更换填土，或用物理、化学方法加固地基。

明挖基础由于施工简便，传力明确且能直接观察到地基原形，因此不仅用于中、小桥梁，而且逐步用于一些大桥，并在施工技术上有所发展。例如，中国采用喷混凝土护壁开挖基坑的施工技术，于1973年建成了塘坝桥（位于宜宾到珙县的铁路线上），其基坑深度为7.9～13.6米；1975年又建成东河桥，其基坑直径为8.8米，坑深10米。

是以桩体外壁与其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传力的基础。这种基础由承台和桩群组成（图1）。

承台是连接桩群和桥墩的平台，多用钢筋混凝土建造。桩群是若干根埋入地基的桩，桩一般可分为预制桩和就地灌注桩两种。预制桩有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。木桩由于木材较缺，已较少采用。钢桩品种很多，常用的有型钢、钢管以及型钢组合桩。1974年中国上海黄浦江桥采用直径 1.2米的钢管桩基础，长46米，在桩底以上的28米范围内，加焊4块小翼板，其受力情况相当于直径1.42米钢管桩，节约了钢材。钢桩重量轻、强度大、能经受锤击，但在水中和地基内易腐蚀。钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩使用很广，截面形状有多种，最常用的是空心圆形桩。这种桩直径小的可称为管桩，直径大的可称为管柱。预应力混凝土桩较钢筋混凝土桩强度高，受锤击不易开裂，水密性好，可防止钢筋生锈，且能节约钢材。

近年来，出现用空心圆形桩建造桥墩。这种桥墩是把部分空心圆形桩埋入地基，部分伸出地面作为墩身(称为柱式桥墩)，在桩柱顶上修筑承台，直接支承上部结构。采用这种桥墩的桥梁不仅外形轻巧美观，而且较重力式桥墩节约圬工量可达60％。

打桩施工方法很多，常用的有锤击法、震动法和埋入法。中国多采用震动法，即用震动打桩机打桩，同时在空心圆形桩的管壁内外采用射水、吸泥等措施辅助桩下沉。埋入法是先钻孔或挖孔，然后埋桩。

就地灌注桩也称为钻孔桩或挖孔桩。就地灌注桩的基本施工方法是先钻孔或挖孔，孔成型后，下钢筋笼和灌注混凝土。这种方法施工快、工费低、设备简单。1965年，中国在成昆铁路的一座桥梁建造中，首次采用桩径1米的钻孔桩，此后在全国铁路桥梁建设中钻（挖）孔桩被广泛采用。

直径较大的空心圆形桩称为管柱，用管柱修建的桩基础，又称管柱基础。管柱基础一般适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等桥址条件。管柱可以穿越各种土质覆盖层或溶洞，支承于较密实的土上或新鲜岩面上。一般采用预应力混凝土管柱或钢管柱。

1957年建成的中国武汉长江桥首次采用直径1.55米的管柱基础。管柱通过覆盖层下沉到基本岩层，再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度，然后放置钢筋骨架，灌注水下混凝土，使管柱在岩壁中锚固。60年代初，中国南京长江桥采用了直径 3.6米的预应力混凝土大型管柱基础。管柱基础能达到气压沉箱所不能达到的水下施工深度，可避免在水下和高气压下作业，有利于工人健康，而且不受洪水季节影响，可常年施工。因此管柱基础应用广泛。管柱直径也不断增大，如中国南昌赣江大桥采用的管柱直径达5.8米。

用开口沉井或气压沉箱施工法建造的桥梁基础（图2）。

这种基础现采用较少。由于它整体性好、刚度大、传力可靠，因此在长大跨度和深水地区修桥仍被采用。

开口沉井是一个井筒，最下一节的下端设有钢制或钢筋混凝土刃脚。其平面形状可根据墩台外形作成矩形、圆形、圆端形等等，中间加隔墙，成为双孔或多孔式。建造材料可用木、钢、混凝土、钢筋混凝土等。开口沉井在浅水地区可在墩位就地筑岛制造，深水地区可在岸边预制，然后以浮运等办法运到墩位。开口沉井基础施工程序一般是在井壁内挖土，井筒靠自重或加压逐渐下沉，一节井筒快沉入土中再接一节，直至最后一节下沉到设计标高，然后将井底土清理干净，灌注一层水下混凝土把井底封住，再抽水并在井内填充混凝土或沙石，或作成空心沉井，最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板，并在其上修筑墩台。在施工过程中，为了减少井筒下沉时井壁与土间的摩擦力，可在筒壁内预埋钢管并压入高压水、泥浆或高压气流辅助下沉。1936年美国建造的旧金山奥克兰海湾悬索桥锚固墩的沉井基础首先使用充气浮运、放气下沉的圆盖沉井，平面尺寸为60×28米，有井筒55个。中国南京长江桥、枝城长江桥等也采用过这种重型沉井基础。南京长江桥的沉井下沉深度达54.87米;枝城长江桥墩位处岩面高差3.7米，设计时打破了传统垂直平面做法，按岩面斜度造成高低刃脚，使沉井底面与岩面吻合。

气压沉箱是一个无底箱形结构，顶上有双门通廊，以便人和材料进入。沉箱下沉至水底后，注入压缩空气以阻止水进入。人在其内开挖地基，使沉箱继续下沉至设计标高。气压沉箱基础在施工过程中，可处理下沉的障碍物，可直接观察到地基原形，也不用灌注水下混凝土，质量比较可靠。但施工者需要在高压空气中工作，不但效率不高，而且对身体有害。中国早期修建的桥梁，如杭州钱塘江桥曾采用这一技术。