桥梁基础类型的选择 - 图文(6)

在工厂内用旋转成型法制造钢筋混凝土管桩，一端为桩尖、另端为法兰盘接头，或两端均用法兰盘接头；这可以使桩的自重减轻，并让桩的接长较为方便。这是我国在20世纪50年代后期在推广打入桩方面一个重大的进步。桩的直径分为0.4 m及0.55 m两种，容许承载力可以达到50~90 tf及100～150 tf。在60年代，仅铁路桥就使用了这种桩总延长约220 km。其入土深度一般是20～30 m。在1957年建成的武汉长江大桥中，其7号墩的地基是碳质页岩，该处水深30~35 m，共计用φ0.55 m管桩116根；打桩机具，一般用锤击(6t单打汽锤、或振动打桩机)及30 kgf／cm2高压射水，且将桩尖改为钢制锥形尖，而在遇到燧石岩层时，则改用开口桩靴，将水压加大到45 kgf／cm2，且在桩内用空气吸泥机吸除岩屑，让锤击、射水、吸泥三者并用。于是，在该基础之内，有80根桩进入页岩15～17 m，而最大入岩深度达19.6 m。在实践之中，曾发现这种管桩抗裂性较差，往往出现横向裂缝。于是，一面提高制造质量(保证混凝土强度，适当加大配筋量)，一面在1966~1969年间研制先张法预应力混凝土管桩。另外，在打桩工艺方面，尽量采用“重锤轻打”(即用较重的锤，从较低的高度下落)乃至液压锤，混凝土管桩的损坏率也就显著下降了。

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采用有斜桩的高桩承台，最能发挥较粗的(φ0．55 m)管桩的潜在强度，降低工程数量。明显的例子，一是1958年建成的三盛公黄河铁路桥，桩长均36 m；一是萧(山)穿(山港)铁路余姚江桥，每墩有桩17根(内有10根为5：1斜桩，最大的桩长为56 m)。 3.7.1.3 钢 桩

常用的是H形钢桩和钢管桩。我国1974年修建黄浦江桥时，有3个墩是用开口钢管桩的高桩承台；钢管的外径1.208m，壁厚18 mm，桩长46.0m；桩的入土深度大致是20 m，每桩容许承载力为500 tf。对试验桩进行静载试验，极限承载力则为1 000 tf。在此之前，我国曾在抢险或应急时采用过轨束桩(将钢轨3～4根用角焊缝及拼接板焊在一起)，这种桩在锤打时能穿过乱石堆，其使用较为可靠。钢桩入土深度一般是在40 m(管桩)或50 m(H桩)之内。

目前正在修建的杭州湾跨海大桥共用钢管桩5164根，钢管管径分φ1500㎜和φ1600㎜两种，桩长71～88 m。钢管上端厚度22㎜，下端厚度20㎜。 3.7.2 钻孔桩和挖孔桩

钻（挖）孔桩从上世纪六十年代初在我省南阳地区应用以来，其推广极快。在1965～1969年，新建铁路桥钻孔桩总延长达470 km，在20世纪70年代达1 350 km；而铁路钻（挖）孔桩也达到170 km。钻孔桩适用于各种土质，施工机具及方法较为简便，故在一般情况下可以取代沉井(因沉井的工程数量较大)及打入桩(因所需打桩机具较重)。挖孔桩仅靠人力就能施工，不受机具和地形限制，但必须是在地下水很少之处，故其推广较为受限制。

较常使用的钻孔桩直径是1.0～2.5 m，但在特大跨度桥的桥墩之下，也有用到3 m者。因为桩周摩阻力是同桩周的长度成正比，而周长是同桩径正成

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比，但桩尖承载力是同桩身截面积成正比，桩身截面积是同桩径的平方成正比；因此，摩擦桩不宜加大桩径，且需让桩的中心间距至少为桩径的3倍，而靠桩尖支承压力的桩则宜采用大直径桩，选择钻孔桩直径时必需考虑这些因素。

在现有的各种成桩方法中，钻孔桩虽有许多优点而被广泛采用，但在施工中却难以避免泥浆的影响：桩底虚土的存在，不仅影响端阻的发挥，也使侧摩阻力受到损失；桩周软弱夹层的存在，使得桩体与土体之间的摩擦性质发生改变。对于以桩土之间通过摩擦传递荷载来讲，是非常不利的。这些正是钻孔灌注桩承载效益不高的原因。

在上世纪八、九十年代我们曾与高校合作进行了用灌浆法提高钻孔桩承载力的研究并取得可喜的成果，其方法就是向其桩尖﹙桩底压力灌浆﹚和桩周压浆﹙桩侧灌浆﹚。桩底压力灌浆就是在普通桩桩底，预先安放一个灌浆腔，这种腔是由弹性材料制成，在压力作用下把浆液灌人灌浆腔，腔体膨胀，也即用浆体取代并压密了桩底沉渣及土体，在压密的同时，土体及沉渣排出部分孔隙水，随着进浆量及压力的增加，扩大头逐渐形成，压密范围也逐渐增大。这样，桩底压浆不仅处理了沉渣，更主要是改变了土体的性质，有效地提高了承载力。桩侧灌浆就是在普通桩的基础上，通过事先预埋的花管，把水泥浆液压入孔壁之中。其作用，一是可以处理泥皮，二是可以挤压桩侧土体，三是可以形成凸出的浆液包，四是还具有渗透灌浆效果，所有这些均改善了桩与孔壁的接触条件及土体状况，借以提高整个桩的承载力。

桩底灌浆工艺的采用改善了普通钻孔桩的承载性能，使承载力大幅度提高，桩的沉降量大幅度降低。工程上可以安全地减小桩的尺寸，从而可以大量节约工程费用。据测算其可节约桥梁基础混凝土圬工的40％，节省投资的

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20％。桩底压浆还有一个很大的优点，即在动力荷载作用下几乎没有永久沉降。

桩底压浆在发挥材料强度方面有明显的优势，据有关资料统计，普通钻孔桩单位体积可提供的极限承载力平均为251.3kN／m3，而压力灌浆桩可达812.68kN／m3，后者为前者的3.2倍。这样用桩底灌浆技术可解决普通钻孔桩经济效益不高的矛盾，为钻孔桩的广泛应用注入新的活力。

挖孔桩在很少地下水的情况下，才能使用自如。在成昆铁路，有些桥原是按扩大基础设计，基坑开挖量颇大，且需在山坡进行。但覆盖层厚度不过8～10 m，其下便是硬质基岩。改为挖孔桩之后，每桩断面每为1.3m见方，一面用人力开挖，一面以木框架护壁，下挖到基岩，桩孔深度不到10 m，这样，就可以用混凝土填入桩孔，将挖孔桩制成了。由于它可以减少开挖数量，这就迅速推广。最深的孔曾挖到30m；但当孔挖到15m之后，必须向孔内输送新鲜空气。

杭州湾跨海大桥共用钻孔桩3438根，桩径最大为2.8 m，桩长120 m

㈣ 基础类型选择的原则

1，梁类桥的基础，主要是竖向受压。当地基的承载力较高或相当高时，适宜于用平底基础。常用的平底基础是浅平基、沉井基础、气压沉箱基础。当土层较厚、其摩阻力可以利用时，可以用打入桩或钻孔桩基础；当土层较软，但其下有硬层可以用作持力层时，适宜于用钻孔桩基础；若其下的硬层是岩石，则宜于用嵌岩的管柱。对于这些桩类基础，若能用高桩承台及斜桩，其工程数量将有显著节省。现今只是打入桩可以打斜桩。

2， 水下基础类型的选择，一般系根据：1.水文条件；2.地质条件；3.结构

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