关于大型桥梁深水桩类型及特点的探讨

吴贵毅

(贵州省桥梁建设集团有限责任公司)

公路是我国地面交通运输的传统方式，很长时间内都以公路交通运输为主，带动了地区行车作业的正常运行。新时期桥梁工程在交通系统改造中得到了普及应用，其充分利用水域之上的空间筑造设施，满足了新型交通运输流程的作业需求。大型桥梁基础建造阶段要考虑基础工程的加固要求，选定可靠的桩基工程作为支撑体以强化结构性能。但是，由于不同水域基础层受力不一，选定深水桩作为基础要考虑其类型特点，科学地选用桩基才能保证最佳效果。

1 大型桥梁应用优势

(1)实用性。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统;下部结构包括桥台、桥墩和基础。大型桥梁在原有结构基础上进行了改进，采用更大跨度的组装配件，增强了桥梁内外结构的承载性能。例如，大型桥梁对上下部结构进行扩大处理，增大了桥梁地基承载的面积，有助于整个桥梁性能的持久发挥。

(2)广泛性。除了桥梁主要结构部分外，大型桥梁对一些辅助设施也给予了高度重视，尤其是桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等，这些对于桥梁本体功能也有很大的影响。现代桥梁逐渐朝着大型化方向发展，标志着桥梁建造工程的广泛性改造，为城市提供了更加完善的交通设施，可根据不同要求选择对应类型的桥梁实施改造，如表1。

表1 桥梁分类方法

2 大型桥梁深水桩类型及特点

(1)管柱基础。是由钢筋混凝土、预应力混凝土或钢管柱群和钢筋混凝土承台组成的基础结构。管柱埋入土层一定深度，柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中，其顶部的钢筋混凝土承台，支托桥墩(台)及上部结构。管柱基础利用新型材料结构作为支撑，对大型桥梁构造提供了更大的空间面域，维持了桥梁各部分承载力的持久性。从施工角度分析，管柱基础具有施工便捷、选材简单等特点，只需控制好混凝土材料质量便能达到预定的承载要求。

(2)沉井基础。以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组和探测管、封底混凝土、顶盖诸部分组成。这类基础结构实现了工程力学中的“传递原理”，用建筑构造将结构承载力进行相互转移，维持了桥梁承载力的均衡性，避免承载过重导致的受损现象。选用沉井基础参与施工可以最大限度地传递重力承载，增强了大型桥梁的承载力，让桥梁组建的配套构件能够持久地发挥功能作用。

(3)钻孔桩基础。由于大型桥梁施工机械化进程的加快，钻孔桩基础在桥梁工程中的应用越来越普遍，这种结合钢筋材料的桩基设施具有更优越的承载性能，按照工艺流程执行操作便可达到优越的承载效果。例如，水域深度较大的施工区，利用钻孔桩实施加固处理，可抵抗外界受力产生的异常损耗。

(4)复合基础。从受力学原理来说，大型桥梁承载基础可以是单一的，也可以是复合型的，这类桥梁工程在组合形式上具有多变性，为大型桥梁施工提供了不同的选择。鉴于桥梁深水桩多变性特点，可以根据现场施工情况选用复合基础为支撑，促进大型桥梁空间结构性能的优化升级，降低了桥梁结构病害的发生率。例如，一些深水区域，可利用钻孔钻及沉井等双向结构，筑造出更大面积的承载区，无论桥梁路面车流量如何变动，均可以起到很好的承载效果。当然，复合基础必须注重桩基之间的配合性，才能起到更好的加固作用。

(5)群桩基础。由多根桩组成的桩基础，这种基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩不同。群桩效应的大小受土性、桩距、桩数、成桩方法等各种因素的影响而变化，这就要求施工单位科学地控制桩基础构造形式。如表2，选用群桩基础要考虑大型桥梁承载力标准，并且对各项连接摩擦力大小进行测定，重点预测桥梁基础地基土层的承载力标准，从而对桥梁结构承载进行严格控制。

表2 深水桩基承载力参数

3 基于深水桩特点的施工工序

大型桥梁选用深水桩作为加固基础之后，施工单位要准确地控制深水桩施工工序，对现场操作提供科学的指导方法，从而维持深水桩型功能的持久发挥。施工工序是现场作业人员必须贯彻执行的内容，不同深水桩工序流程存在着明显的差异性，这也是深水桩操作阶段应当控制的要点。

4 结 论

大型桥梁是现代交通设施改造的主要趋势，选用大型桥梁假设于水域面积之上，能够充分利用空间资源缓解地面交通运行压力。基于大型桥梁结构固有的特性，选用深水桩对桥梁基础工程进行加固处理是不可缺少的。考虑到不同深水桩类型对地基结构的指标要求，必须选择与桥梁设施相配套的桩型实施加固，从而维持桥梁整体构造的稳定性。

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［3］卢祖武.怀黔公路岩溶地基桥梁桩基施工方法探讨［J］.交通科技，2005，(1).