桥梁基础有哪几类？

桥梁基础有哪几类？

  　 桥梁的基础承担着桥墩、桥跨结构(桥身)的全部重量以及桥上的可变荷载。桥梁基础往往修建于江河的流水之中，遭受水流的冲刷。所以桥梁基础一般比房屋基础的规模大，需要考虑的问题多，施工条件也困难。

　   桥梁基础的类型有刚性扩大基础、桩基础和沉井基础等。在特殊情况下，也用气压沉箱基础。现分别简述之。

　　刚性扩大基础

　　刚性扩大基础是桥梁实体式墩台浅基础的基本型式。它的主要特点是基础外伸长度与基础高度的比值必须限制在材料刚性角的正切tanα的范围内。若满足此条件，则认为基础的刚性很大，基础材料只承受压力，不会发生弯曲和剪切破坏。刚性扩大基础即由此而得名。此基础施工简单，可就地取材，稳定性好，也能承受较大的荷载。

　　桩基础　

　桥梁的桩基础是桥梁基础中常用的型式。当地基上面土层较软且较厚时，如采用刚性扩大基础，地基的强度和稳定性往往不能满足要求。这时采用桩基础是比较好的方案。水流稍深的江河道上的桥梁也多用桩基础。

　　桩基础由若干根桩与承台两部分组成。每根桩的全部或部分沉入地基中，桩在平面排列上可成为一排或几排，所有桩的顶部由承台联成一个整体，在承台上再修筑墩台，如下图所示。

　　桩基础的作用是将墩台传来的外力由其经过上部软土层传到较深的地层中去。承台将外力传递给各桩起到箍住桩顶使各桩共同工作的作用。各桩所承受的荷载由桩身与周围土之间的摩阻力及桩底地层的抵抗力来支承。因此桩基础一般具有承载力高、稳定性好、沉降小、沉降均匀等特点。在深水河道中，桩基础可以减少水下工程，简化施工工艺，加快施工进度等优点。

 　　桩基础一般适合以下情况：

　　1． 荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的持力层位置较深时；

　　2． 河床受冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算准确时；

　　3． 采用刚性扩大基础困难大，其它方案在技术经济上不合理时。

　　桩基础有钢筋混凝土预制桩和钢筋混凝土现浇灌注桩两种，因为钢筋混凝土桩的承载能力大，耐久性好。具体根据施工技术上有： 

 　　1． 钻孔灌注桩：钻孔桩的直径一般为0.8～1.0m。桩身混凝土标号不低于C15，水下部分不低于C20。桩内的钢筋笼的主筋直径不小于14mm，并不少于8根。即使按照内力计算不需要配筋时，也应在桩顶3～5m内设置构造钢筋。这种桩的特点是承载力大，施工设备简单，操作方便。

　　2．打入桩：是将预制好的钢筋混凝土桩，通过打桩机打入地基内。预制桩一般边长为30～40cm的方桩，桩身混凝土标号不低于C25。桩内纵钢筋要求通长布置，且要加密柱两端的箍筋或螺旋筋的间距。这种桩适宜于各种土层条件，且不受地下水位的影响，桩可以标准化生产。

 　　3．管柱基础：直径较大的空心圆形桩称为管柱，用管柱修建的桩基础，又称管柱基础。管柱基础一般适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等桥址条件。管柱可以穿越各种土质覆盖层或溶洞，支承于较密实的土上或新鲜岩面上。一般采用预应力混凝土管柱或钢管柱。

　　1957年建成的中国武汉长江桥首次采用直径1.55米的管柱基础。管柱通过覆盖层下沉到基本岩层，再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度，然后放置钢筋骨架，灌注水下混凝土，使管柱在岩壁中锚固。60年代初，中国南京长江桥采用了直径 3.6米的预应力混凝土大型管柱基础。管柱基础能达到气压沉箱所不能达到的水下施工深度，可避免在水下和高气压下作业，有利于工人健康，而且不受洪水季节影响，可常年施工。因此管柱基础应用广泛。管柱直径也不断增大，如中国南昌赣江大桥采用的管柱直径达5.8米。

　　沉井基础

　　它是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。　　沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。通常用钢筋混凝土制成。它通过从井孔内挖土，借助自身重量克服井壁摩阻力下沉至设计标高，再经混凝土封底并填塞井孔，便可成为桥梁墩台的整体式深基础，参见下图。沉井基础的特点是埋深大、整体性强、稳定性好，能承受较大的竖向作用和水平作用，沉井井壁既是基础的一部分，又是施工时的档土和挡水结构物，施工工艺也不复杂。因此这种结构型式在桥梁基础中得到广泛使用，随着施工技术的提高，还将得到应用与发展。

　沉箱基础

　　沉箱基础又称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其它构筑物的基础。

　　沉箱形似有顶盖的沉井。在水下修筑大桥时，若用沉井基础施工有困难，则改用气压沉箱施工，并用沉箱作基础。它是一种较好的施工方法和基础型式。它的工作原理是：当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室内部，排出其中的水，这样施工人员就能在箱内进行挖土施工，并通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室，即成为沉箱基础。由于施工过程中都通入压缩空气，使其气压保持或接近刃脚处的静水压力，故称为气压沉箱。

　　沉箱和沉井一样，可以就地建造下沉，也可以在岸边建造，然后浮运至桥基位置穿过深水定位。当下沉处是很深的软弱层或者受冲刷的河底，应采用浮运式。

　　我国在深水急流中修建了不少桥梁，已积累丰富的深水基础工程设计和施工技术。如在采用大型管柱基础来取代气压沉箱的施工方法，管柱直径从1.5m发展到5.8m，水下深度达64m。在沉井施工方面，成功地开发了先进的触变泥浆套下沉技术，大幅度地减少了圬工数量，并使下沉速度加快3～11倍。刚竣工的江阴长江大桥，其支承悬索的北岸锚锭的沉井的平面尺寸达69m×51m，埋深58m，是世界上平面尺寸最大的沉井基础。大型深水基础还成功地采用双壁钢围堰内抽水封底并加管柱钻孔的型式，围堰直径达30～40m。还广泛地采用和推广了大直径钻孔灌注桩基础，直径1.5～3.0m，并对更大直径的空心桩研究取得初步成果。如北镇黄河公路桥采用钻孔深度已达到104m。最近在大型基础上已开始采用地下连续墙的施工方法，并获得成功。