浅析桥梁桩基础的设计与施工要点

周羿成

（湖南城市学院， 湖南 益阳 413000）

近年来我国GDP持续升高，对建设交通基础设施提出更为迫切的要求。山谷、河流等都属于交通发展的主要因素，而桥梁则是解决这些障碍物，畅通交易的重要建筑物。随着人类技术的发展，逐步提升桥梁建造技术。依托桥梁技术建设桥梁等交通设施，缩短了人类发展的物理距离，助推人类发展。国内很多地区已经意识到并着手修筑桥梁等交通设施，以推进区域经济发展。一般在河流区域使用桥梁结构，这就意味着桥梁结构处于潮湿地层结构复杂的环境之中。其中泥沙层、岩层等材料的物理力学往往存在较大的差异性。由此这就要求桥梁基础的刚度、强度符合要求。数据显示2007-2012年间，我国先后发生了十几起桥梁坍塌事故的情况。事故导致140多人死亡、110人受伤，20多人失联。与此同时桩基础在基础桥梁中得到普遍性应用，由此必须确保梁桩基础的可靠性、安全性，尤其是在使用寿命内，必须保障其使用安全。

1 设计桥梁桩基础承载力要点、重难点

通常认为合理计算桥梁桩基的承载力是建设桥梁的重要环节。评价建设桥梁质量的首要标准就是桥梁基础的承载力。如果过小的计算桥梁桩基的承载力，则必然会影响桥梁的质量，继而增加发生事故的机率，威胁人民生命财产安全。相反的如果过大的计算桥梁桩基承载力，则不仅违背了绿色环保建设理念，且会造成资源浪费，不利于承建单位实现最大化利益。

我国现行的《公路桥梁地基与基础设计规范手册》明确规定了计算桥梁桩基承载力的方法。该计算方法充分考虑了国内地理环境的特殊性，并提出采用的方法计算桥梁桩基的承载力。是计算桥梁基承载力中所确定的系数。在关于桥梁桩基承载力的计算过程中，应该综合考虑岩石的性质，比如岩石的破碎程度、清孔等特殊性质；其中桩基嵌入基岩的深度用h表示；岩石的抗压强度用Ra表示；桩底的横截面积用A表示；梁桩基的周长长度用U表示。在实际计算中该值往往用于表示桩基的直径。

分析上述计算公式可得出如下结论：在计算桥梁桩基各环节中各环节存在紧密的关联性。特别是基岩的承载力、岩石的强度、桩底嵌入基岩的深度等间存在紧密的关联性。值得一提的是岩石破碎程度也是研究建设桥梁桩基时所需要综合考虑的问题。影响桩基承载力的因素有很多，破碎程度是其中的主要影响因素。特别是传统的理念将嵌岩桩等同于“端承桩”时，更需要充分运用该公式。

2 桥梁桩基础的施工特点

考虑到实际施工条件的特殊性，比如处于地基清层的地质较差，因此无论是从稳定性、结构物地基强度等各个层面分析，此种基础条件都不适宜进行桥梁桩基施工。基于此，在施工过程中通常需要采用桩基础。在桥梁施工中，桩基础一般用于深基础之中。该施工法的原理是基于桩侧的桩端阻力、摩擦阻力有效的基于竖向荷载桩将上部的荷载传递至深层岩层中区。结合实际建设桥梁工程的情况，桥梁桩所能够发挥的作用也有所不同。比如穿过液化土层的桩基，可直接将所承受的重力荷载传递至液化土层之中；把重力载荷转移传递至桩周边的土体或者直接向深层的砂层、岩层及黏土层进行传递。如此一来，就能够显着提高基坑的承载力。考虑到桩基础存在较大的抗拨能力、侧向刚度，能够有效的应对由于地震、台风而引起的上拨力、水平力及其它外力、倾覆力对基坑的不利影响，并确保结构物的质量、安全性能。

3 桥梁桩基础的主要施工技术要点

3.1 埋设护筒

埋设护筒是桥梁桩基础施工中的主要技术，该技术具有定位导航，维护泥浆面、保护孔口，预防塌方、保护施工现场等作用。该施工技术的施工重点是埋设护筒的准确性、稳定性，使抗筒能够充分发挥其应有作用。在具体施工过程中应该合理控制桩位中心、护筒中心的偏差，力争将两个偏差控制在50mm以内。通常采用厚度为4-8mm的钢板制作护筒，钻头的直径是100mm，必须保证其内径大于此，一般可在上部开设溢浆孔洞。孔洞以1-2个为宜。普通的粘性土则埋设护筒的深度必须达到1米以上；如为沙土，则埋设深度必须达到1.5米以上。当然了具体埋设护筒的高度应该以符合孔内泥浆面的实际要求为宜。

3.2 制备保护泥浆

一般通过泥浆保护灌注桩钻孔壁，且泥浆还具有防渗、防水等功能。由此在灌注桩钻孔中对泥浆的性能，特别是物理、化学稳定性，触变性等各方面均提出较高的要求。关于保护泥浆的制备应该保证其泥皮的柔韧性好且薄度符合要求，能够与孔壁进行紧密的粘附。基于此，应该立足实际进行桥梁施工的机械条件、地质情况等要素制备泥浆科学配比，并通过试验发现是否存在问题，最后修正问题，保证所制备的泥浆符合要求才可使用。

3.3 钻孔的具体施工技术

提前准备转备、气功泥浆泵是钻孔的准备工作，空转一段时间后以工程要求为依据，确保输入泥浆的数量达到要求后，才可钻孔。以适宜的程度钻进，并保证接卸钻杆的安全性。避免由于长时间停钻而导致孔底沉淀等情况。在整个施工过程中都必须反复核对钻具的长度，重点检查钻杆是否存在弯曲或者其它不正常的现象。具体钻进前，还需要充分考虑实际工程土层条件，调整钻进速度，预防出现村孔歪斜、塌孔、缩颈等情况。完成上述操作后，还需要检查孔的垂直度、直径、深度，只有确保各要素都符合要求才可施工。

3.4 清孔技术

清孔工作是桥梁桩基础施工的基本工作，整个施工过程中先后采取两次清孔工作。在确保钻孔深度符合要求的情况下，采用钻机清孔换浆。如果孔底沉渣不足50cm，则需要放置钢筋笼之后进行清孔工作。这是本次施工中首次清孔工作，通过清孔工作能够去除泥块、沉渣。完成导管与钢筋笼的布置后，需要采用粗截面导管的形式进行清孔工作，去除冲力，彻底清除本工序所形成的泥块沉渣。

3.5 加工与安装钢筋笼

以相关规定为依据合理设计钢筋，确保钢筋孔的质量符合要求。由加工厂集中加工钢筋笼，之后向各个桩位运输，采用闪光对焊技术对接钢筋。采用“箍筋成型法”制作钢筋笼，即基于现有箍筋圈标注出主盘、箍筋的位置，之后可通过逐根焊接。具体焊接时可采用扶正箍筋法进行。同一截面中至少应该有50%的主筋，即至少有一半钢筋接头是主筋，且接头的距离必须达到50cm以上。

3.6 灌注混凝土施工技术

严格按照标准施工是混凝土施工的要点，以施工质量标准为依据，控制好配料的计量、混凝土的配合比、原材料质量、塌落度等等。要定期测定现场砂石的含水量，并依据实际施工情况适时调整施工配合比、搅拌用水量。使用导管灌注混凝土进行施工，待成孔符合要求后，应及时做好灌注工作。一旦开始灌注工作，就必须连续进行，如施工过程中存在意外情况需要停止，则应该将其时间控制在15分钟以内；尽量缩短除导管的时间，随时探测混凝土的高度，提升或者拆除导管，保证导管的埋藏深度。

4 结语

伴随着建设事业的发展，各地基础设施、桥梁工程增多。桥梁的整体承载力如何很大程度取决于其桩基的质量，桩基是整个建筑的基础部分，是桥梁建设的重要环节。基于此，在建设桥梁桩基的过程中，应该充分考虑管理问题，预防桩基出现质量问题，保质保量的完成桩基施工。只有这样才能保证桥梁工程的质量符合要求，为我国建设事业发展做出更大的贡献。