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

地基與基礎(chǔ)受到各種荷載后，其本身將產(chǎn)生附加的應(yīng)力和變形。為了保證結(jié)構(gòu)物的正常使用和安全，地基與基礎(chǔ)必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，變形也應(yīng)在容許范圍之內(nèi)。根據(jù)地基土的土層變化情況，上部結(jié)構(gòu)的要求和荷載特點(diǎn)，地基和基礎(chǔ)可采用各種不同的類型。

圖1 橋梁結(jié)構(gòu)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(chǔ)的天然土層稱為天然地基。如天然地層土質(zhì)過(guò)于軟弱或有不良的工程地質(zhì)問(wèn)題，需要經(jīng)過(guò)人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)，這種地基稱為人工地基。在一般情況下，應(yīng)盡量采用天然地基。

基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。一般將埋置深度在5m以內(nèi)者稱為淺基礎(chǔ);由于淺層土質(zhì)不良，須把基礎(chǔ)埋置于較深的良好地層上，埋置深度超過(guò)5m者稱為深基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺(不足5m)，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎(chǔ)，稱為深水基礎(chǔ)，在施工、設(shè)計(jì)中有些問(wèn)題需要作為深基礎(chǔ)考慮。除了深水基礎(chǔ)，公路橋梁及人工構(gòu)造物最常用的基礎(chǔ)類型是天然地基上的淺基礎(chǔ)，當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時(shí)常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)?；A(chǔ)可由不同材料構(gòu)筑，目前我國(guó)公路結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)大多采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在石料豐富地區(qū)，按照就地取材原則，也常用石砌基礎(chǔ)，只有在特殊情況下(如搶修，建臨時(shí)便橋等)才根據(jù)實(shí)際條件采用鋼、木結(jié)構(gòu)。

地基與基礎(chǔ)類型方案的確定主要取決于地基土層的工程性質(zhì)與水文地質(zhì)條件、荷載特性、結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)形式及使用要求，以及材料的供應(yīng)和施工技術(shù)等因素。方案選擇的原則是：力爭(zhēng)做到使用上安全可靠、施工技術(shù)上簡(jiǎn)便可行、經(jīng)濟(jì)上合理。因此，必要時(shí)應(yīng)作不同方案的比較，從中得出較為適宜與合理的設(shè)計(jì)方案與施工方案。

工程實(shí)踐表明：結(jié)構(gòu)物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞，是整個(gè)結(jié)構(gòu)物質(zhì)量的根本問(wèn)題?；A(chǔ)工程因?yàn)槭请[蔽工程，如有缺陷較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補(bǔ)或修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)物的使用甚至安危。基礎(chǔ)工程施工的進(jìn)度，經(jīng)?？刂普麄€(gè)結(jié)構(gòu)物施工進(jìn)度。下部工程的造價(jià)，通常在整個(gè)結(jié)構(gòu)物造價(jià)中占相當(dāng)大的比重，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下或深水修筑基礎(chǔ)更是如此。因此，從事這項(xiàng)工作必須做到精心設(shè)計(jì)、精心施工。

結(jié)構(gòu)物是一個(gè)整體，上下部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的相應(yīng)位移，上下部結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征也必然關(guān)系到地基的強(qiáng)度和穩(wěn)度條件;所以，地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工都應(yīng)緊密結(jié)合結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn)和要求，全面分析，綜合考慮。

2 橋梁基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)工程問(wèn)題往往不能用理論的數(shù)學(xué)方法來(lái)處理，正像美國(guó)的R.B.Peck在國(guó)際土協(xié)第十一屆國(guó)際大會(huì)(1985年)上引述泰沙基看法所說(shuō)的那樣：“有效地處理基礎(chǔ)工程問(wèn)題的唯一方法，在于首先找出以前有過(guò)的類似性質(zhì)的工程中曾發(fā)生的問(wèn)題，其次查明工程地點(diǎn)的土質(zhì)類型，最后查清某種施工方法為何導(dǎo)致某種結(jié)果。通過(guò)系統(tǒng)地知識(shí)積累，將經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以仔細(xì)地表達(dá)和確定，那么基礎(chǔ)工程就可發(fā)展成為半經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)”。數(shù)十年來(lái)，正是經(jīng)驗(yàn)的積累和研究的深入和及時(shí)地交流經(jīng)驗(yàn)，促使各國(guó)的基礎(chǔ)工程技術(shù)不斷地發(fā)展。

一般來(lái)說(shuō)，橋梁基礎(chǔ)工程發(fā)展到今天，已經(jīng)不受水文、地質(zhì)條件的控制，突出的是工程結(jié)構(gòu)本身和經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了合乎我國(guó)國(guó)情的一整套施工工藝及相應(yīng)的設(shè)備。而特大橋梁基礎(chǔ)已經(jīng)向“組合基礎(chǔ)”發(fā)展。擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基和沉井三大類在各自的發(fā)展中又彼此“聯(lián)合”。這種聯(lián)合就是根據(jù)不同的水文、地質(zhì)來(lái)發(fā)揮各類形式的特點(diǎn)組成的一個(gè)整體，故出現(xiàn)了很多基礎(chǔ)形式。

橋梁基礎(chǔ)工程由于在地面以下或在水中，涉及水和巖土的問(wèn)題，從而增加了它的復(fù)雜程度，使橋梁基礎(chǔ)的施工無(wú)法采用統(tǒng)一的模式。但是根據(jù)橋梁基礎(chǔ)工程的形式大致可以歸納為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁和管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)和組合基礎(chǔ)幾大類。