公路桥梁基础设计与施工技术问题研究

岳超

摘 要：在城市化水平不断提升的过程中，公路桥梁建设规模不断扩大。我国地质地形条件相对复杂，增加了公路桥梁建设难度。为了确保公路桥梁投入使用后的安全性及稳定性，促进我国公路运输事业的长远发展，笔者依据自身多年的工作经验，首先分析了公路桥梁基础设计原则，然后阐述了公路桥梁基础设计要点，最后探讨了公路桥梁基础施工技术存在的问题，并提出改进措施。

关键词：公路桥梁;基础设计;施工技术

中图分类号：U445.55文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）22-0087-03

Abstract： In the process of continuous improvement of urbanization level， the scale of highway and bridge construction continues to expand. China's geological and topographical conditions are relatively complex， which increases the difficulty of highway and bridge construction. In order to ensure the safety and stability of highway bridges after they are put into use and promote the long-term development of highway transportation in China， the author first analyzed the design principles of highway bridge foundation， then expounded the design points of highway bridge foundation， and finally discussed the problems existing in the construction technology of highway bridge foundation， and put forward improvement measures.

Keywords： highway bridge;foundation design;construction technology

在现代公路桥梁建设施工过程中，要根据不同的桥梁类型采取合适的设计、施工方法。不同类型的桥梁结构状态存在一定差异，因此，必须在准确掌握桥梁建设要求及不同类型桥梁应用特点的基础上，科学设计桥梁结构，并在施工过程中注意施工技术的合理运用。当前，应用较为广泛的桥梁结构有拱桥、悬索桥、梁式桥、钢架桥及斜拉桥。拱桥的主要特点是结构单一，在建设过程中需要重点关注桥面高度设计。同时，拱桥对地形的依赖性比较大，在平原地区建设的施工时间相对较短，能在极大程度上节约建造的成本。而梁式桥的适应能力比较强，建设过程也相对简单，外表美观，一般应用于城市连接处跨度相对较低的地方。钢架桥在应用过程中主要以钢材为主，较少使用混凝土，造价成本相对较高，适用于经济发达地区。斜拉桥的桥型比较美观，可以充分应用于极大跨度桥梁建设中，在建造过程中，需要利用钢索完成重点部分的固定作业，对施工技术要求较高[1]。在了解不同类型桥梁的适用条件后，需要从设计及施工两方面保证桥梁建设质量。

1 公路桥梁基础设计原则

在公路桥梁基础设计过程中，需要遵循以下原则以提高公路桥梁设计水平。

第一，安全性原则。公路桥梁设计方案是否科学合理会直接影响后续投入使用后车辆行驶的安全性以及道路的使用寿命。因此，在设计时必须掌握关键设计工作的重点，采取有效的监督管理机制，确保公路桥梁通车后行车的安全性。此外，公路桥梁的施工环境都比较复杂，存在一定的危险性，因此在设计时也要遵循安全性原则，保障施工人员的人身安全。

第二，生态性原则。近年来，我国生态文明建设水平不断提升，人们的生态环保意识越来越强。在公路桥梁施工过程中，除了要保证施工质量，还要注意保護施工区域的生态环境。在早期公路工程建设过程中，因为技术水平受到限制，建设人员环保意识不强，所以出现了一些不科学的土方工程，影响施工区域的地质结构，破坏道路周边环境，不利于公路建设事业的长远发展。因此，当前在公路桥梁基础设计过程中，要注重保护公路桥梁周围的环境，坚持可持续发展的原则，确保在施工过程中能及时采取措施降低施工过程对周边环境产生的不利影响，提高公路桥梁建设的生态环保水平[2]。

第三，以人为本的原则。公路桥梁建设的主要目的是为人民服务的，在对公路桥梁基础进行设计时，设计人员除了要确保公路桥梁能满足交通运输需求外，更重要的是要满足人们对行车舒适性的要求。

第四，技术创新原则。科学技术的快速发展在极大程度上提高了人们生活的便利性。在公路桥梁施工过程中，充分应用信息技术、数字技术及智能化技术，可以提高整个工程管理工作的科学性及合理性。特别是数字化测绘技术的充分应用，可以为公路桥梁基础设计工作提供准确的数据资料，有利于开展公路桥梁路线优化设计及路线三维可视化设计等工作，提高公路桥梁基础设计水平。

第五，计划性原则。公路桥梁在建设过程中受自然地形及地质条件的影响较大，为了确保施工过程能顺利进行，必须制订有效的设计计划。通常情况下，公路桥梁基础设计工作主要包括初期设计、设计方案分析、设计修正以及设计审核等。因此，在订定设计计划时，需要结合不同的设计阶段。初期设计主要是对公路桥梁工程的施工环境进行调查并完成初步设计工作。设计调查工作的任务相对较重，影响最终的设计结果。在公路桥梁基础设计工作中，设计人员必须掌握施工现场的地质情况，开展全面而详细的勘察工作才能及时了解不良地质区域并采取有效措施对这些区域进行处理。设计方案分析主要是根据获取的地质资料与工程需求对设计方案进行评价，找出设计方案中存在的不足。设计修正是对设计方案中的问题进行修正和改进，提高设计方案的科学性，降低公路桥梁施工过程中的各种风险。设计审核是对最终确定的设计方案进行核查。

2 公路桥梁基础设计要点

2.1 结构构造耐久性设计

为了提高公路桥梁结构设计质量，需要保证结构的耐久性。一般情况下，公路桥梁在建设过程中的工艺比较复杂，在实际施工及公路后期投入使用后，受自然环境、地震因素、人为因素以及车辆行驶因素的影响比较大。除此之外，桥梁工程的使用年限不断增加，会导致施工材料性能受到一定影响，从而使桥梁工程的结构部位出现损伤。因此，在公路桥梁设计时，可选用新材料提升结构构造的耐久性。

2.2 提高构造配筋率

在公路桥梁施工过程中，混凝土裂缝是影响公路桥梁运行安全以及舒适性的重要隐患。在基础设计工作中，需要根据施工实际情况适当增加钢筋混凝土的保护层厚度与构造的配筋率。这样能够保护钢筋材料，防止其受到侵蚀，从而提高混凝土结构本身的耐久性，防止混凝土结构出现裂缝问题对公路桥梁的安全性产生影响[3]。

2.3 表面铺装层防水设计

在公路桥梁施工过程中，为了防止表面铺装层出现质量问题，要重视防水设计工作。在选择铺装层混凝土时，要使用C30以上等级的混凝土。在实际施工时，还要设置钢筋网防止混凝土出现开裂问题。此外，在防水层设计工作中，除了要在顶面进行防水设计外，还要利用连续梁弯矩段提高防水效果。在对泄水管进行设计时，要考虑泄水管的细节构造，提升整个桥梁工程的防水性能[4]。

2.4 降低桥梁超载率

在公路桥梁实际使用过程中，车辆超载会对桥梁的使用安全及使用寿命产生极大影响。为了保证公路桥梁的运行安全，要在桥梁工程设计过程中合理设置公路桥梁的超载率。这就需要设计人员综合考虑公路桥梁的建设等级以及该区域的车辆通行情况，设置最大荷载率。

3 公路桥梁基础施工技术存在的问题及改进措施

3.1 公路桥梁基础施工技术问题

3.1.1 公路桥梁基础混凝土裂缝问题。混凝土裂缝是基础构造物中常见的病害，产生裂缝的主要原因为：混凝土中水泥水化度、强度与外界温度有着密切的关系，外界温度过低，导致混凝土内部水分膨胀，体积变大引起裂缝。混凝土浇筑完成后，若养护不及时，容易导致混凝土中水分蒸发过快，使水泥水化反应失衡，导致混凝土收缩过快产生裂缝[5]。

3.1.2 公路桥梁承台混凝土腐蚀问题。承台一般所处位置在水底深处或土质恶劣的地基内，长期浸入在水中容易使承台混凝土腐蚀，对桥梁的承重力产生威胁。

3.1.3 桩身稳固性不足的问题。桩身稳固性不足是由打桩施工过程中对地质情况调查不足、地基处理措施不科学引起的。如遇到软土地基时，软土地基处理措施虽然有多种，但由于软弱土层深浅不一，含水量不同，需要依据勘查的数据选择合理的处理措施。此外，在桩身浇筑过程中由于施工管理不严格，导致塌孔或者孔底存在沉渣等现象，使桩身质量不足。

3.1.4 在公路桥梁建设过程中，排水保护措施比较单一。部分施工单位因对施工质量把控不严格，使公路排水设计施工的深度都比较浅，而这容易使后期公路投入使用后出现排水不畅的问题[6]。

3.2 基础施工技术要点

①在围堰基坑开挖施工过程中，需要利用降水处理措施，防止基坑内存在大量积水而影响施工效率以及施工安全性。具体来说，可以向基坑内注浆以达到止水的目的。注浆过程中，需要根据具体情况确定注浆厚度，如果基坑周围出现渗水及渗泥问题，要在与问题区域相距一定距离的区域进行注浆止水。基坑开挖至基坑底时要特别注意，坑底最后30 cm应由人工开挖，所以位置及深度测量工作要跟踪开挖实时开展。人工挖除坑底30 cm后，不得使坑底暴露时间过长，应尽快开展10 cm碎石层垫层工序[7]。

②在钢筋骨架制作过程中，应分节制作每桩钢筋笼骨架，每节长度控制在9.0 m左右，在孔口处拼接完成。焊接钢筋过程中，必须对焊接技术进行严格管理，防止出现焊接缝隙。待清孔工作完成后，利用大型机器完成吊装作业，下放钢筋笼，并尽快浇筑混凝土，防止塌孔。

③采取灌注基桩混凝土质量控制措施。做好施工准备工作，将混凝土坍落度控制在18～22 cm，缓凝时间15 h左右，利用一定型号的无缝钢管浇筑混凝土，当导管距孔底0.3～0.4 m时，需要保证孔内混凝土厚度在2 m以上，并使导管埋入混凝土内至少1 m。为了防止钢筋笼上浮，在浇筑过程中，必须使导管埋深控制在2～6 m。当钻孔桩施工完成后，需要采用超声波无破损检测成桩质量，在特大桥施工中，可采取按总量的5%钻取岩芯破损检测，检测合格则可进行下一环节施工，若不符合要求，则要立刻按照设计补救方法进行处理[8]。

④在墩台及立柱施工过程中，需要从以下方面保证墩台立柱施工质量。第一，对模板施工尺寸进行严格控制。模板施工尺寸决定了公路桥梁工程立柱、台墩结构的体积，因此，在施工过程中需要对模板进行精确测量，并且要开展有效的质量验收工作。第二，在混凝土施工时，需要重视控制混凝土浇筑质量。主要从混凝土下落高度及振搗位置两方面出发，提高混凝土浇筑质量。对桩基柱混凝土浇筑施工时，混凝土的强度等级要在C25以上，保护层厚度在7 cm以上，并且要尽可能在雨季进行施工[9]。第三，立柱以及墩高度较高，需要对混凝土结构的垂直度进行精确控制，这样才能确保模板支撑的牢固性。

4 结语

我国交通建设行业的发展速度越来越快，公路桥梁的建设力度也在不断加大。为了保证公路桥梁的建设水平，必须重视公路桥梁基础设计以及施工技术控制工作。这样才能提高我国公路桥梁建设水平，保证公路桥梁的稳定性，防止公路桥梁在投入使用后出现安全问题。在对公路桥梁基础进行设计时，需要根据公路桥梁的建设等级及具体施工要求，加强稳定性设计工作，提高工程的设计水平。在施工中，施工人员要将质量控制意识贯穿全过程，做到事前防范、事中控制，并掌握施工中常出现的质量问题，制定应对措施。基础结构作为公路桥梁的承重部位，是公路桥梁后续施工的主要支撑物，设计、施工人员要从细节入手，保证桥梁基础建设质量，奠定桥梁整体施工质量基础，推动我国公路运输事业的进一步发展。

参考文献：

[1]许增，俞粟.公路桥梁基础设计与施工技术问题研讨[J].工程技术（文摘版），2016（3）：231.

[2]高树明.公路桥梁基础设计与施工技术问题的分析[J].人民交通，2019（12）：78，80.

[3]田书贵.公路桥梁基础设计与施工技术问题的分析[J].居舍，2019（27）：42.

[4]吴桐.公路桥梁基础设计与施工技术问题研究[J].四川水泥，2019（5）：113.

[5]郭西平.混凝土桥梁施工裂缝产生原因及对策研究[J].科技资讯，2011（22）：77.

[6]周游，王宇，陈维.浅谈我国公路桥梁施工中的问题及对策[J].河南建材，2019（2）：157-158.

[7]吴莉，张国海，李开文.岩溶地区基础设计与处理[J].地球与环境，2005（S1）：445-448.

[8]刘媛.桥梁深水基础钢板桩围堰设计与施工[J].建筑技术开发，2014（7）：12-15.

[9]周智勇，张友红，刘东海.公路桥梁下部结构和基础的环保设计与施工[J].山西建筑，2007（25）：337-339.