橋梁基礎

橋梁基礎是傳遞橋梁結構的自重和所受的外力於地基,並支承整個橋梁的構造物。它是橋梁結構的一個主要組成部分。橋梁基礎工程一般都建在水中,其成敗不僅與橋梁結構的安危有關,且在一定程度上關係到整個橋梁工程的建設工期、造價以及國家投資的效益。如何因地製宜,修好橋梁基礎,確保橋梁安全,成為橋梁建設的一個重大問題。盡管每座橋梁的地質、水文情況和選定具體基礎型式各不相同,但在三十多年來的橋梁基礎施工中,大體上采用的有3種型式。

一、天然基礎

新中國成立三十多年來,公路上新建和改建了大量橋梁。有很多橋梁的墩、台基礎奠基於天然地基之上,稱為天然基礎。天然基礎開挖基坑時,排擋水土的圍堰,根據不同條件,可采用土圍堰、草袋或麻袋圍堰、鋼筋混凝土板樁圍堰和鋼板樁圍堰。後兩種主要用於深水挖基及開挖基坑較為困難的橋梁工程中,挖基一般采用水泵抽水。在土質較差、有嚴重流沙現象,或需降低水位較深時,也有用井點法排水的。例如一九七八年開工修建的山東省濟南黃河橋,在主流中的兩個高樁承台主墩基礎,就是在鋼板樁圍堰內挖坑清基。為了滿足不增加空心橋墩承台重量的設計要求,濟南黃河橋沒有采用一般的澆注水下混凝土封底的施工方法,而是在圍堰內采用井點排水法降低水位進行清基的。在洪汛期到來之前,即將兩個主橋墩基礎修出了水麵。

但天然基礎采用挖坑奠基,僅適用於墩台的淺基礎。

二、沉井基礎

沉井基礎是中國公路橋梁墩台基礎的主要型式之一。新中國成立後,首次在公路橋梁工程中應用的是五十年代初期修建的福建省建甌水南橋和湖北省戴家山3號橋。以後,各處多有采用。如江西省的贛州西河大橋和東河大橋,湖南省的湘潭大橋和長沙湘江大橋,廣東省的英德大橋,西藏自治區的拉薩大橋,甘肅省瑪曲大橋,以及蘭州市城關大橋等。大多數沉井是就地築島澆築的。在河水較深、流速較大的河流中,有許多橋梁采用浮運沉井。如江西省南昌市八一大橋和廣西壯族自治區南寧市邕江大橋等。就地澆築的鋼筋混凝土沉井,井壁厚度一般在80厘米到120厘米左右,浮運沉井的井壁則較薄。江西省吉安井崗山大橋的浮運沉井井壁厚為30厘米。廣西壯族自治區雒容大橋所用浮運沉井的鋼筋混凝土井壁厚僅10厘米。在水流平緩、覆蓋層較淺、岩基傾斜度不大的深水基礎中,不少橋梁還采用分層預製的裝配式薄殼沉井。

為了減輕浮運沉井的自重,一九七三年四川省修建的宜賓岷江大橋采用厚僅3厘米的雙層鋼絲網水泥薄壁沉井。這是一項重大的技術革新。它是一個外壁直徑為12米、內壁直徑為9.4米的圓形沉井,吃水深度僅2米,下水、浮運、定位、下沉都非常方便。這項成功經驗迅速地得到了推廣。四川省南充嘉陵江大橋根據這一經驗和自己的情況,使用了圓端形鋼絲網水泥薄壁浮運沉井,進一步節省了圬工材料。其後,湖南省益陽資江大橋、福建省閩清大橋、吉林省樺甸白山大橋和西藏自治區貢嘎大橋等橋梁基礎,也都采用了鋼絲網水泥薄壁浮運沉井。

當有鋼材可資利用時,很多橋梁的深水基礎采用鋼殼浮運沉井。如廣東省廣(州)湛(江)線上的龍江大橋和廣(州)深(圳)線上的江南大橋,福建省郭坑大橋的中墩,湖南省祁陽湘江大橋的4號、5號墩等,其基礎均采用鋼殼浮運沉井施工。一九八五年建成的湖北省沙洋漢江公路大橋的14號墩和18號墩,為了在施工時不影響通航,沉井底節也采用了圓端形鋼殼,並在沉井周壁上設置8個直徑1.2米的預留孔,以便在下沉遇到困難時,在孔內鑽眼放炮。同時考慮到沉井下沉深度較大,又自上而下地在井壁設置了12個直徑為25厘米的糾偏孔,以備在沉井發生傾斜時,在孔內通以高壓空氣,借以加速刃腳下土體的崩解,糾正沉井偏斜。這就使高達30餘米的14號墩的沉井,從浮運、定位、下沉到設計標高的岩基,僅六個月就順利完成了。