橋樑基礎

橋樑最下部的結構。它直接坐落在岩石或土地基上，其頂端連接橋墩或橋台，合稱為橋樑下部結構。

橋樑基礎的作用是承受上部結構傳來的全部荷載，並把它們和下部結構荷載傳遞給地基。因此，為了全橋的安全和正常使用，要求地基和基礎要有足夠的強度、剛度和整體穩定性，使其不產生過大的水平變位或不均勻沉降。

與一般建築物基礎相比，橋樑基礎埋置較深，其原因是：①由於作用在基礎上的荷載集中而強大，加之淺層土一般比較鬆軟，很難承受住這種荷載，故有必要把基礎向下延伸，使置於承載力較高的地基上；②對於水中墩台基礎，由於河牀受到水流的沖刷，橋樑基礎必須有足夠的埋深，以防沖刷基礎底面（簡稱基底）而造成橋樑沉陷或傾覆事故。一般規定橋樑的明挖、沉井、沉箱等基礎的基底按其重要性和維修加固難易，應埋置在河牀最低沖刷線以下至少2～5米。對於凍脹土地基，基底應在凍結線以下至少0.25米。對於陸地墩台基礎，除考慮地基凍脹要求外，還要考慮生物和人類活動及其他自然因素對錶土的破壞,基底應在地面以下不小於1.0米。對於城市橋樑,常把基礎頂置於最低水位或地面以下,以免影響市容。基頂平面尺寸應較墩台底的截面尺寸大，以利施工。

在水中修建基礎，不僅場地狹窄，施工不便，還經常遇到汛期威脅及漂流物的撞擊。在施工過程中如遇到水下障礙,還需進行潛水作業。因此，修建水中基礎,一般工期長，技術複雜，易出事故，工程量大，造價常常佔到整個橋樑造價的一半，故橋樑基礎的修建，在整個橋樑工程中佔有很重要的地位。

按構造和施工方法不同，橋樑基礎類型可分為：明挖基礎、樁基礎、沉井基礎、沉箱基礎和管柱基礎。

也稱擴大基礎，系由塊石或混凝土砌築而成的大塊實體基礎，其埋置深度可較其他類型基礎淺，故為淺基礎。它的構造簡單，由於所用材料不能承受較大的拉應力，故基礎的厚、寬比要足夠大，使之形成所謂剛性基礎，受力時不致產生撓曲變形。為了節省材料，這類基礎的立面往往砌成台階形，平面將根據墩台截面形狀而採用矩形、圓形、T形或多邊形等。 建造這種基礎多用明挖基坑的方法施工。在陸地開挖基坑，將視基坑深淺、土質好壞和地下水位高低等因素，來判斷是否採用坑壁支持結構──襯板或板樁。在水中開挖則應先築圍堰。

明挖基礎適用於淺層土較堅實，且水流沖刷不嚴重的淺水地區。由於它的構造簡單,埋深淺，施工容易,加上可以就地取材，故造價低廉，廣泛用於中小橋涵及旱橋。中國趙州橋就是在亞粘土地基上採用了這種橋基。

由許多根打入或沉入土中的樁和連接樁頂的承台所構成的基礎。外力通過承台分配到各樁頭，再通過樁身及樁端把力傳遞到周圍土及樁端深層土中，故屬於深基礎。

樁基礎適用於土質深厚處。在所有深基礎中，它的結構最輕，施工機械化程度較高，施工進度較快，是一種較經濟的基礎結構。有些橋樑基礎要承受較大的水平力，如橋墩基礎要承受來自左右方向的水平荷載，其樁基多采用雙向斜樁；而一些梁式橋的橋台主要承受來自一側的土壓力，多采用單向斜樁。如樁徑很大，像常用的大直徑鑽孔樁，具有相當大的剛度，則可不加斜樁而做成垂直樁基。

橋樑基礎多置於水中，故要求樁材不僅強度高，而且要耐腐蝕。在橋樑中常用的樁材為木材、鋼筋混凝土和鋼材。由於木材長度有限，強度和耐腐蝕性較低，故木樁多用於中小橋樑，且樁頂必須埋在低水位以下，才能長期保存。鋼筋混凝土樁的強度和耐久性均較木樁為優，多用於較大或重要橋樑，但當遇到含鹽量較高的水文地質條件，也有腐蝕問題，應採取防護措施。中國在1908～1912年修建津浦（天津—浦口）鐵路洛口黃河橋時，其基礎就採用了外接圓直徑為50釐米的正五邊形鋼筋混凝土預製樁，樁長15～17米。自50年代以後，曾廣泛採用工廠預製的鋼筋混凝土空心的管樁、樁外徑多為40和55釐米，如1953～1954年在武漢修建的漢水鐵路橋和公路橋，以及60年代修建的南京長江橋引橋的大部分基礎均採用這種樁基。此外,鋼筋混凝土鑽孔灌注樁(也稱鑽孔樁),近幾十年在世界範圍內發展很快，如1972年在中國山東北鎮建成的黃河公路橋,採用直徑1.5米、最大入土深達107米的鋼筋混凝土鑽孔樁;70年代末在阿根廷建成跨巴拉那河的兩座斜張橋,全部採用直徑達2.0米，最大入土深達73米的鋼筋混凝土鑽孔樁。至於鋼樁主要是鋼管樁及H形鋼樁,其強度甚高,在土中穿透能力強,在工業發達國家使用較多，在中國有少數橋樑（如上海黃浦江橋）也使用過。

是一種古老而且常見的深基礎類型，它的剛性大，穩定性好，與樁基相比，在荷載作用下變位甚微,具有較好的抗震性能,尤其適用於對基礎承載力要求較高，對基礎變位敏感的橋樑。如大跨度懸索橋、拱橋、連續梁橋等。

在橋樑工程中主要指氣壓沉箱基礎。它主要用於大型橋樑，當水下土層中有障礙物而沉井無法下沉，樁無法穿透時；或地基為不平整的基岩且風化嚴重，需要人員直接檢驗或處理時，常採用沉箱基礎。但沉箱工程需要複雜的施工設備，人在高氣壓下工作，既不安全,效率也低，其水下下沉深度也受到一定限制,故現今一般較少採用 ^[2]  。

是主要用於橋樑的一種深基礎，管柱外形類似管樁，其區別在於：管柱一般直徑較大，最下端一節制成開口狀，在一般情況下，靠專門設備強迫振動或扭動，並輔以管內排土而下沉，如落於基岩，可以通過鑿巖使錨固於巖盤；而管樁直徑一般較小，樁尖製成閉合端，常用打樁機具打入土中，一般較難通過硬層或障礙，更不能錨固於基岩。大型管柱的外形又類似圓形沉井，但沉井主要是靠自重下沉，其壁較厚，而管柱是靠外力強迫下沉，其壁較薄。

管柱基礎適用於較複雜的水文地質條件，尤其在某些特殊條件下，更能顯示其廣泛適應性。如中國武漢長江橋橋址的水文地質條件為：持力層在水面之下深達40米而洪水期長達8個月,顯然對氣壓沉箱不利；河牀覆蓋層很淺，不能用管樁基礎；基岩表面不平，在同一墩位處高差達5～6米，也不能用沉井基礎。在此情況下，以管柱基礎最為適宜，它不受水深限制，且下端可錨固於巖盤，無需較厚的覆蓋層維持柱體穩定，而基礎是由分散的柱體支承於巖面，故巖面不平也易於處理。

橋樑基礎除了上述幾種類型外，還可根據不同地質和水文條件而採用一些組合型基礎結構。如中國杭州錢塘江橋正橋7～15號墩基礎,是在沉箱下接木樁；南京長江橋正橋2號和3號墩，則是鋼沉井套預應力混凝土管柱基礎。