淺析橋梁樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

周羿成

（湖南城市學(xué)院， 湖南 益陽(yáng) 413000）

近年來(lái)我國(guó)GDP持續(xù)升高，對(duì)建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施提出更為迫切的要求。山谷、河流等都屬于交通發(fā)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(shù)的發(fā)展，逐步提升橋梁建造技術(shù)。依托橋梁技術(shù)建設(shè)橋梁等交通設(shè)施，縮短了人類發(fā)展的物理距離，助推人類發(fā)展。國(guó)內(nèi)很多地區(qū)已經(jīng)意識(shí)到并著手修筑橋梁等交通設(shè)施，以推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。一般在河流區(qū)域使用橋梁結(jié)構(gòu)，這就意味著橋梁結(jié)構(gòu)處于潮濕地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)境之中。其中泥沙層、巖層等材料的物理力學(xué)往往存在較大的差異性。由此這就要求橋梁基礎(chǔ)的剛度、強(qiáng)度符合要求。數(shù)據(jù)顯示2007-2012年間，我國(guó)先后發(fā)生了十幾起橋梁坍塌事故的情況。事故導(dǎo)致140多人死亡、110人受傷，20多人失聯(lián)。與此同時(shí)樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)橋梁中得到普遍性應(yīng)用，由此必須確保梁樁基礎(chǔ)的可靠性、安全性，尤其是在使用壽命內(nèi)，必須保障其使用安全。

1 設(shè)計(jì)橋梁樁基礎(chǔ)承載力要點(diǎn)、重難點(diǎn)

通常認(rèn)為合理計(jì)算橋梁樁基的承載力是建設(shè)橋梁的重要環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)建設(shè)橋梁質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)就是橋梁基礎(chǔ)的承載力。如果過(guò)小的計(jì)算橋梁樁基的承載力，則必然會(huì)影響橋梁的質(zhì)量，繼而增加發(fā)生事故的機(jī)率，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。相反的如果過(guò)大的計(jì)算橋梁樁基承載力，則不僅違背了綠色環(huán)保建設(shè)理念，且會(huì)造成資源浪費(fèi)，不利于承建單位實(shí)現(xiàn)最大化利益。

我國(guó)現(xiàn)行的《公路橋梁地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范手冊(cè)》明確規(guī)定了計(jì)算橋梁樁基承載力的方法。該計(jì)算方法充分考慮了國(guó)內(nèi)地理環(huán)境的特殊性，并提出采用的方法計(jì)算橋梁樁基的承載力。是計(jì)算橋梁基承載力中所確定的系數(shù)。在關(guān)于橋梁樁基承載力的計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)該綜合考慮巖石的性質(zhì)，比如巖石的破碎程度、清孔等特殊性質(zhì)；其中樁基嵌入基巖的深度用h表示；巖石的抗壓強(qiáng)度用Ra表示；樁底的橫截面積用A表示；梁樁基的周長(zhǎng)長(zhǎng)度用U表示。在實(shí)際計(jì)算中該值往往用于表示樁基的直徑。

分析上述計(jì)算公式可得出如下結(jié)論：在計(jì)算橋梁樁基各環(huán)節(jié)中各環(huán)節(jié)存在緊密的關(guān)聯(lián)性。特別是基巖的承載力、巖石的強(qiáng)度、樁底嵌入基巖的深度等間存在緊密的關(guān)聯(lián)性。值得一提的是巖石破碎程度也是研究建設(shè)橋梁樁基時(shí)所需要綜合考慮的問(wèn)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(tǒng)的理念將嵌巖樁等同于“端承樁”時(shí)，更需要充分運(yùn)用該公式。

2 橋梁樁基礎(chǔ)的施工特點(diǎn)

考慮到實(shí)際施工條件的特殊性，比如處于地基清層的地質(zhì)較差，因此無(wú)論是從穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)物地基強(qiáng)度等各個(gè)層面分析，此種基礎(chǔ)條件都不適宜進(jìn)行橋梁樁基施工?；诖耍谑┕み^(guò)程中通常需要采用樁基礎(chǔ)。在橋梁施工中，樁基礎(chǔ)一般用于深基礎(chǔ)之中。該施工法的原理是基于樁側(cè)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(qū)。結(jié)合實(shí)際建設(shè)橋梁工程的情況，橋梁樁所能夠發(fā)揮的作用也有所不同。比如穿過(guò)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(zhuǎn)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(jìn)行傳遞。如此一來(lái)，就能夠顯著提高基坑的承載力?？紤]到樁基礎(chǔ)存在較大的抗撥能力、側(cè)向剛度，能夠有效的應(yīng)對(duì)由于地震、臺(tái)風(fēng)而引起的上撥力、水平力及其它外力、傾覆力對(duì)基坑的不利影響，并確保結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量、安全性能。

3 橋梁樁基礎(chǔ)的主要施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 埋設(shè)護(hù)筒

埋設(shè)護(hù)筒是橋梁樁基礎(chǔ)施工中的主要技術(shù)，該技術(shù)具有定位導(dǎo)航，維護(hù)泥漿面、保護(hù)孔口，預(yù)防塌方、保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)等作用。該施工技術(shù)的施工重點(diǎn)是埋設(shè)護(hù)筒的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，使抗筒能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有作用。在具體施工過(guò)程中應(yīng)該合理控制樁位中心、護(hù)筒中心的偏差，力爭(zhēng)將兩個(gè)偏差控制在50mm以內(nèi)。通常采用厚度為4-8mm的鋼板制作護(hù)筒，鉆頭的直徑是100mm，必須保證其內(nèi)徑大于此，一般可在上部開(kāi)設(shè)溢漿孔洞?？锥匆?-2個(gè)為宜。普通的粘性土則埋設(shè)護(hù)筒的深度必須達(dá)到1米以上；如為沙土，則埋設(shè)深度必須達(dá)到1.5米以上。當(dāng)然了具體埋設(shè)護(hù)筒的高度應(yīng)該以符合孔內(nèi)泥漿面的實(shí)際要求為宜。

3.2 制備保護(hù)泥漿

一般通過(guò)泥漿保護(hù)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(duì)泥漿的性能，特別是物理、化學(xué)穩(wěn)定性，觸變性等各方面均提出較高的要求。關(guān)于保護(hù)泥漿的制備應(yīng)該保證其泥皮的柔韌性好且薄度符合要求，能夠與孔壁進(jìn)行緊密的粘附?；诖?，應(yīng)該立足實(shí)際進(jìn)行橋梁施工的機(jī)械條件、地質(zhì)情況等要素制備泥漿科學(xué)配比，并通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是否存在問(wèn)題，最后修正問(wèn)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(shù)

提前準(zhǔn)備轉(zhuǎn)備、氣功泥漿泵是鉆孔的準(zhǔn)備工作，空轉(zhuǎn)一段時(shí)間后以工程要求為依據(jù)，確保輸入泥漿的數(shù)量達(dá)到要求后，才可鉆孔。以適宜的程度鉆進(jìn)，并保證接卸鉆桿的安全性。避免由于長(zhǎng)時(shí)間停鉆而導(dǎo)致孔底沉淀等情況。在整個(gè)施工過(guò)程中都必須反復(fù)核對(duì)鉆具的長(zhǎng)度，重點(diǎn)檢查鉆桿是否存在彎曲或者其它不正常的現(xiàn)象。具體鉆進(jìn)前，還需要充分考慮實(shí)際工程土層條件，調(diào)整鉆進(jìn)速度，預(yù)防出現(xiàn)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(shù)

清孔工作是橋梁樁基礎(chǔ)施工的基本工作，整個(gè)施工過(guò)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(jī)清孔換漿。如果孔底沉渣不足50cm，則需要放置鋼筋籠之后進(jìn)行清孔工作。這是本次施工中首次清孔工作，通過(guò)清孔工作能夠去除泥塊、沉渣。完成導(dǎo)管與鋼筋籠的布置后，需要采用粗截面導(dǎo)管的形式進(jìn)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(guān)規(guī)定為依據(jù)合理設(shè)計(jì)鋼筋，確保鋼筋孔的質(zhì)量符合要求。由加工廠集中加工鋼筋籠，之后向各個(gè)樁位運(yùn)輸，采用閃光對(duì)焊技術(shù)對(duì)接鋼筋。采用“箍筋成型法”制作鋼筋籠，即基于現(xiàn)有箍筋圈標(biāo)注出主盤、箍筋的位置，之后可通過(guò)逐根焊接。具體焊接時(shí)可采用扶正箍筋法進(jìn)行。同一截面中至少應(yīng)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(dá)到50cm以上。

3.6 灌注混凝土施工技術(shù)

嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工是混凝土施工的要點(diǎn)，以施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，控制好配料的計(jì)量、混凝土的配合比、原材料質(zhì)量、塌落度等等。要定期測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)砂石的含水量，并依據(jù)實(shí)際施工情況適時(shí)調(diào)整施工配合比、攪拌用水量。使用導(dǎo)管灌注混凝土進(jìn)行施工，待成孔符合要求后，應(yīng)及時(shí)做好灌注工作。一旦開(kāi)始灌注工作，就必須連續(xù)進(jìn)行，如施工過(guò)程中存在意外情況需要停止，則應(yīng)該將其時(shí)間控制在15分鐘以內(nèi)；盡量縮短除導(dǎo)管的時(shí)間，隨時(shí)探測(cè)混凝土的高度，提升或者拆除導(dǎo)管，保證導(dǎo)管的埋藏深度。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，各地基礎(chǔ)設(shè)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(zhì)量，樁基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)部分，是橋梁建設(shè)的重要環(huán)節(jié)?；诖耍诮ㄔO(shè)橋梁樁基的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮管理問(wèn)題，預(yù)防樁基出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，保質(zhì)保量的完成樁基施工。只有這樣才能保證橋梁工程的質(zhì)量符合要求，為我國(guó)建設(shè)事業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。