橋梁擴大基礎與樁基礎施工對比研究

張佑良

摘要：中國橋梁工程中，擴大基礎與樁基礎施工方案的選擇，受很多方面的制約。文章對比闡述了橋梁擴大基礎與樁基礎特性，著重抓施工質量問題，分析了兩者差異，并結合實際工程，探討了兩者技術調整措施。

關鍵詞：橋梁工程；擴大基礎；樁基；對比

隨著我國交通基礎建設的迅速發展，各地興建了大量的混凝土橋梁，且工程規模越來越大，對基礎承載力的要求越來越高，因此橋梁基礎施工問題尤為重要?；跇蛄簲U大基礎與樁基礎兩種工藝對比，分析了橋梁基礎施工技術以及質量控制因素。

1 擴大基礎與樁基礎施工概述

1.1 擴大基礎概述。擴大基礎是相對于樁基礎而言的，也是歷史很悠久的基礎結構形式。具體來說，擴大基礎或稱明挖基礎屬直接基礎，是將基礎底板設在直接承載地基上，來自上部結構的荷載通過基礎底板直接傳遞給承載地基。其施工方法通常是采用明挖的方式進行的，施工中坑壁的穩定性以及地下水的豐富程度與否，都是必須特別注意的問題。明挖擴大基礎施工的主要內容包括基礎的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑（澆筑）基礎結構物等。

1.2 樁基礎概述。由樁和連接樁頂的樁承臺（簡稱承臺）組成的深基礎，簡稱樁基。樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點，幾乎可以應用于各種工程地質條件和各種類型的工程，尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構）筑物。因此，在沿海以及軟土地區，樁基應用比較廣泛。當地基淺層土質較差，持力土層埋藏較深，需要采用深基礎才能滿足結構物對地基強度、變形和穩定性要求時，可采用 樁基礎?；鶚栋床牧戏诸愑心緲?、鋼筋混凝土樁、預應力混凝土樁與鋼樁。橋梁基礎中用的較多的是中間兩種。按制作方法分為預制樁和鉆(挖）孔灌注樁；按施工方法分為錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鉆孔埋置樁等，前四種又統稱沉入樁。應根據地質條件、設計荷載、施工設備、工期限制及對附近建筑物產生的影響等來選擇樁基的施工方法。

2 擴大基礎與樁基礎施工控制對比分析

2.1 擴大基礎施工分析。擴大基礎一般的施工工序為：基礎的定位放樣——基坑開挖——基坑排水——基底處理——砌筑（澆筑）基礎結構。在擴大基礎施工中，往往會發生一些事故，鑒于其常見問題，一般表現為：基坑坑壁坍塌和基礎產生滑移或傾斜。

2.1.1 基礎產生滑移或傾斜?；A產生滑移或傾斜的原因有：a)基底承載力不均勻導致基礎向承載力薄弱方傾斜；b)基礎可能位于半填半挖地基上，填筑部分不密實，導致基礎向填筑方傾斜；c)山區施工，基礎持力層可能位于巖基傾斜面上。在施工中根據實際情況，采取基底換填材料、砼加固等方式提高地基承載力。也可更改設計，使基礎全部位于開挖面上，在施工中盡量避開傾斜巖層基，若不可避免則可采取爆破等手段，將巖基高處炸平或鑿成向內傾斜的臺階。為防止上游來水的沖刷，可將基礎埋深至巖基以內2m左右，并可采用爆破等方法開鑿。

2.1.2 基坑坑壁坍塌。在開挖基坑過程中或完成后，基坑坑壁局部或大面積坍塌的原因有：a)基坑開挖較深、未按規定放坡或通過不同土層時沒有根據土的不同特性分別放成不同的坡度，致使邊坡失穩造成坍塌；b)在基坑兩側或距施工便道較近側堆土方過多．在重力或外力作用下使土體剪切力增加，造成塌方；c)在地下水或地表水作用下， 由于排水措施不利，一方面，土層受水的影響而濕化，承載力降低，另一方面，坑壁土體受損被淘空，造成失穩塌方。針對基坑坑壁坍塌的防治措施：a)根據土質類別及其不同的物理學性質確定相對安全的邊坡坡度，如無據可查時，可參考《公路橋涵施工技術規范》中給出的明挖地基基坑坑壁坡度執行;b)采用挖掘機挖掘時，根據不同的土質類別，按不同的坡度放出基坑線，并注意在挖方時要邊挖邊修坡；c)基坑開挖過程中，3m以下深坑往往受地下水影響較大，這時可采用井點降水法，即在基坑周邊(基底平面尺寸外圍0．5m外)挖出比中央基底低0．3m～0．5m的排水溝，集中排至1～2個集水井中，井深根據水情大小考慮，一般在1m～1．5m左右．并注意及時排水，避免排水不利造成基坑遭水泡;d)盡可能將挖出的基坑土運離坑邊，如果受周圍條件限制只能堆放在基坑頂面時，棄土堆坡腳至基坑上邊緣距離不得少于1．5m，高度不宜超過2m;e)必要時，可采用板樁、支撐護壁、噴射等方法加以護壁。

2.2 樁基礎施工分析。樁基礎鉆孔施工一般的施工工序為：測量定位——加固鉆機底座——埋設鋼護筒——沖擊鉆機安裝就位——沖擊成孔——成孔檢查——清孔——鋼筋籠制作、吊裝、就位——二次清孔——灌注混凝土——待砼終凝后拔出鋼護筒。混凝土灌注樁施工過程的常見問題表現為： a.卡錘:鉆進速度太快，地質情況不明，巖面傾斜、遇有孤石、溶洞或被坍孔落下的石塊卡住等。應嚴格按操作規程進行鉆孔作業。當遇有巖面傾斜或溶洞時，應采取前述有關措施先期進行處理后,再按常規進行鉆孔；卡錘后不宜強提，只宜輕提，采用沖、吸等方法將錘周圍松動后再提出。b.沉渣過厚:由于泥漿指標不符合要求，含砂率過大；下放鋼筋籠時間過長或鋼筋籠碰撞孔壁，造成塌方。清孔時嚴格控制泥漿指標，保證清孔后，孔內泥漿各項指標符合設計要求；盡量縮短下放鋼筋籠的時間，但下放時應徐徐下放，不得快速沖下。如鋼籠安放完畢后，孔內沉渣仍超出要求，應采用二次清孔方法，直到沉渣符合要求為止。c.灌注混凝土時鋼筋籠上?。鸿b于灌注混凝土時，埋管過深；或混凝土供應不上，混凝土已初凝，混凝土抱死鋼筋籠。可采取經常上下提動導管，控制埋管深度在2-6ｍ 范圍內。砼的供應要連續均衡。d.孔壁坍塌：泥漿稠度小，護筒埋深不夠，松軟地層進尺速度太快，孔內泥漿水位高度不夠，在地質不好的情況下處理不及時?？稍谒缮⑸巴零@進時，控制進尺速度，選用高粘度、不分散的優質泥漿，如PHP泥漿；確保護筒埋設已穿過軟土、粉沙層；鉆進時及時補充孔內泥漿，保證孔內水頭相對穩定。e.斜孔：當遇到巖面傾斜、大孤石、探頭石或土層軟硬不勻時，稍有不注意就會造成斜孔。如有探頭石、大孤石，低速將石打碎；當遇到巖面傾斜，采用片石填平后再沖擊；遇到土層軟硬不勻，致使錘頭受力不均時，往孔內填入底標號混凝土，待混凝土凝固到一定強度再用錘低速打進。

3 擴大基礎與樁基礎技術調整實例分析

3.1 工程概況。205國道衢州段某橋梁工程，上部結構：9×20米預應力混凝土簡支梁橋；下部結構：擴大基礎，柱式墩；其中0#臺、1#墩、2#墩、3#墩以及9#臺位于干旱的河灘上，4#-8#墩位于常年有水的河床中間。

3.2 擴大基礎與樁基礎技術調整。在擴大基礎實際施工中，首先用土包圍堰，圍內外兩層，中間再次填滿黃泥搗實，便于阻水；然后在挖好的集水坑放置相當多數量的潛水泵抽水,發生的現象為：喝水明顯，流入量大于流出量，抽而不干。經詳細分析，本橋橋墩位于干旱的河灘上，部分橋墩位于河床中間，且枯水季節水深也達到1米以上，本橋原設計所有橋墩基礎均為擴大基礎，缺乏對不同地質及不同水文的調查比對，這樣帶來了一定程度的施工上的困難，成本上的浪費以及工期上的耽擱。后來河床內的基礎設計變更為樁基礎，每個橋墩為單排3根樁,樁徑120cm，施工方在河床里筑島鉆孔施工,爭取了時間，節約了成本，也保證了工程質量，效果顯著。采用樁基礎施工在本工程施工中顯示它的極大優越性。特別對砂礫層及巖溶地區一般深水樁基礎的施工，充分體現它的鉆進速度快(25m孔深一般9-10天左右即可成孔)，設備簡單，重量較輕，移動方便，操作簡單，易于掌握，造價低廉的特點。在本工程施工中均為一次性成孔，無鉆孔事故的發生，成孔率極高，在灌注水下砼后，樁檢合格率為100％。通常浙西一帶普遍采用擴大基礎形式（雖然亦可采用樁基施工，但不多見），然而此單一形式并不能完全滿足施工技術需要，這時候必須考慮改變基礎形式來達到更好的效果。水下灌注樁的施工過程是人們無法直接能觀察到的，而河床中擴大基礎的施工也存在較大困難，它們都需要克服不良的地質結構（本地區發現較多的溶洞、流沙等不良地質情況）與水流的影響，因此，橋梁基礎的質量能否達到安全使用要求，需要設計人員認真詳細的調查有關資料依照安全、適用等原則進行設計。施工方要預先制定嚴謹的施工方案，多方面了解現場實際情況，遇到問題及時處理。要多借鑒以往的經驗，結合實際情況去進行施工，以杜絕質量隱患, 減少經濟損失。

4 結語。事實上，限于我國某些城市地質特性（如浙江西部地區），同時適用此兩種基礎形式，雖然兩種形式施工工藝差別明顯，但為求得更好的效果，必須詳細比較兩者施工異同，加強實際調研，以實際地質水文條件來核實設計和施工方案，才能做到事半功倍。因此，加強認識擴大基礎和樁基形式施工的異同，對實際工程指導有著非?，F實的意義。

參考文獻

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