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【摘要】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。不同的地质环境条件对桥梁基础的选择有着不同的要求。
【关键词】桥梁基础；地基承载力；管柱基础； 沉井基础
【正文】
1、 地基承载力的探讨
在任何情况下，基础的破坏及失效都是不允许发生的。相反，盲目保守加大费用也是不能接受的。因此，基础的设计﹙基础类型选择﹚最基本的准则就是科学地最大限度地谋求安全、适用、经济三者矛盾统一。 基础设计是一项含有地基岩土变形的结构设计。它与一般结构设计的不同之处表现在地基与基础的共同作用问题上。即基础的应力与变形的大小，不仅随着上部结构所传来的荷载的大小、方向与性质而变，而且还随地基的反力分布、沉降大小、均匀与否而改变。所以，从理论上说，地基和基础应视为一个共同作用的整体，不能分割孤立的进行设计。但工程实践也证明，多数的情况下，把地基与基础分开来计算并不会带来不能接受的误差。因此，现行的设计准则为：若非特殊要求，均可认为，将地基与基础分开来计算是允许的。但对它们之间的互相作用影响关系，则必须予以考虑并加以正确处理。
2、 明挖基础
又称为扩大基础或直接基础。明挖基础多以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状分为圆形、矩形、圆端形、八角形、T形和U形等等。明挖基础的厚度除了要求保证地基有足够的承载力以外，还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线，以保证桥梁不受冲刷及冰冻害影响。地质良好的无水地段，可采用除去表土，整平地基的方法，以便于修建基础；有水地段可以根据水的深浅，分别采用土、草袋或者打桩等办法，筑成围堰,然后抽去积水,以便修筑基础。地质不良地段可采用更换填土，或者用物理、化学方法加固地基。明挖基础由于施工简便，传力作用明确并且能直接观察到地基原貌，因此不但用于中、小桥梁，而且正在逐步用于一些大桥，并在施工技术上有了许多发展。
3、桩基础的概述及其适用条件
桩基础是指桩体外壁与其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传递力的基础。这种基础主要由承台和桩群组成。
3、1预制钢桩的特点
钢桩重量轻、强度大、能经受锤击等重压，但在水中和地基内容易腐蚀。钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩使用较为广，截面形状也有多种，最常用的是空心圆形桩。这种桩直径小的可称为管桩，直径大的可称为管柱。预应力混凝土桩较钢筋混凝土樁强度更高,受锤击不容易开裂,水密封性好，能够防止钢筋生锈，且能够最大程度节约钢材。近几年来，出现了用空心圆形桩建造桥墩。这种桥墩是把部分空心圆形桩埋入地基,部分伸出地面作为墩身，然后在桩柱顶上修筑承台,直接支承桥的上部结构。采用这种桥墩的桥梁不仅外形轻巧美观，且较传统重力式桥墩节约圬工量60％。
3、2桩基础施工方法的选择
打桩施工方法有很多，常用的有震动法、锤击法和埋入法。我国大多采用震动法，即用震动打桩机进行打桩，同时在空心圆形桩的管壁内外采用射水、吸泥等措施辅助钢桩下沉。埋入法就是先钻孔或挖孔，然后埋桩。就地灌注桩也称为钻孔桩。就地灌注桩的基本施工方法是先钻孔或挖孔,待孔成型以后,下钢筋笼和灌注混凝土。这种方法施工快、造价低、设备较简单。
4、管柱基础的应用
直径较大的空心圆形桩柱称为管柱，用管柱修建的桩基础，称管柱基础。管柱基础适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等大的桥址条件。管柱能够穿越各种土质覆盖层和溶洞，支承于较密实的土上或岩石面上。一般采用预应力混凝土管柱。
管柱通过覆盖层下沉到基本岩层，然后再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度后，放置钢筋骨架，灌注水下混凝土，使管柱在岩壁中锚固。管柱基础能够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条件下作业，有利于工人健康，而且不受洪水季节的影响，可以常年施工。因此管柱基础应用更为广泛。
管柱基础的结构构造示意图
5、沉井基础
又称开口沉箱基础，由开口的井筒构成的地下承重结构物。多为深基础，适合用于持力层较深或河床冲刷较严重等水文地质条件，具有很高的承载能力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成，其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形等等，立面一般为垂直边，井孔可分为单孔或者多孔，井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土，甚至由刚壳中填充混凝土等筑成。
若为陆地基础，在地表建造，从取土井排土来减少刃脚土的阻力，一般借自重下沉；如果是水中基础，可采用筑捣法，或浮运法建造。在下沉过程中，如果侧摩擦阻力过大，可采用高压射水法、泥浆套法或井壁压气法等加速筒体的下沉。 沉井基础的采用十分广泛，它可以贯穿各种土层，并将井底落于岩层或承载能力稍高的硬层。施工机具并不复杂。
优点在于：①沉井制造是在地（水）面以上进行，结构的质量能保证；②结构的整体性高，刚性大，若遇船舶撞击，桥梁不易损坏。
缺点在于：①工程数量较大 ②灌注水下混凝土时，清基工作较难保证③施工中纠偏难度较大，费工、费时
5、1筑岛沉井
在水深和流速都不大的地方，可以在水中直接用沙土(或者在草袋围堰内)筑岛；若水深较大，则可以用钢板桩修建一个圆形围堰，在围堰中填沙成岛。在沙岛表面制造沉井。
5、2浮运沉井
在水情稳定的地方，如果水深较大，可以在桥址之外将沉井底节预先做好，再拖运到桥址，加重，使其落到河床底，这就是浮运沉井。为使沉井能浮运，可以有以下三种办法：①在刃脚处加一临时底板，在运到桥址后则拆去该底板；②仅按井壁、隔墙内外表面用薄层板做成一空壳，使其能浮运，拖运到桥址后，向壳内加水，即可下沉；③在各个井孔设置钢气筒，向气筒内注入压缩空气将水驱除，即可增加浮力并浮运到位；随后再让空气排出，即可下沉
5、3气压沉箱基础
沉箱是一有工作室的箱形构造，下面没有底，室的上面设有顶盖，可以让压缩空气进入室内，并将水排到室外，在室内挖土；箱壁下端是刃脚，可以让箱脚进入土内。为了安装气筒和管路，顶盖上需要设孔。气筒可以向上接高，其上端需设中央气闸、人用变气闸及料用变气闸。人用变气闸的作用，一是逐步改变闸内气压，使工人能够适应；二是防止在工人进出气闸时，压缩空气外泄。另外，在顶盖以上，在沉箱周边应设围堰，以资防水，在堰内灌注墩台身部。下图是沉箱示意图(由于沉箱的特点是让工人在压缩空气中工作，沉箱又叫气压沉箱)。
6、基础类型选择的原则
6、1梁类结构桥的基础
当地基的承载力较高或者相当高时，适宜用平底基础。常用的平底基础是浅平基、沉井基础、气压沉箱基础。但当土层较厚、其摩阻力可以利用时，可以用打入桩或钻孔桩基础；当土层较软时，但其下有硬层可以用作为持力层时，适宜于用钻孔桩基础；如果其下的硬层是岩石，则宜于用嵌岩的管柱。对于这些桩类基础，若能用高桩承台以及斜桩，其工程数量将有显著的节省。现今只是打入桩可以打斜桩。
6、2 水下基础类型的选择
一般根据：○1环境条件； ○2地质条件；○3结构体系及荷重性质；○4水文条件； ○5施工条件等诸因素。并经过综合考虑和反复论证以后才能加以确定。因为水下基础类型不仅关系到造价的高低、工期的长短，而且还关系到施工的难易程度甚至成败。
【参考文献】
[1] 铁道部大桥局桥梁科学研究院.舟山新城大桥主桥施工监控方案.武汉，2004.
[2] 张航，李小谦.钢管混凝土拱桥线形监测方法.华东公路，2002（2）
[3] 孙晓红.桥梁基础的 研究与应用.福州大学土木建筑工程学院 硕士研究生学位论文0pt; padding-right: 1.0pt; padding-top: 1.0pt; padding-bottom: 0cm">
[ 4] 王新玲. 现代桥梁与基础[ J] . 工业建筑, 2000, ( 9) : 45~49.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】桥梁基础；地基承载力；管柱基础； 沉井基础
【正文】
1、 地基承载力的探讨
在任何情况下，基础的破坏及失效都是不允许发生的。相反，盲目保守加大费用也是不能接受的。因此，基础的设计﹙基础类型选择﹚最基本的准则就是科学地最大限度地谋求安全、适用、经济三者矛盾统一。 基础设计是一项含有地基岩土变形的结构设计。它与一般结构设计的不同之处表现在地基与基础的共同作用问题上。即基础的应力与变形的大小，不仅随着上部结构所传来的荷载的大小、方向与性质而变，而且还随地基的反力分布、沉降大小、均匀与否而改变。所以，从理论上说，地基和基础应视为一个共同作用的整体，不能分割孤立的进行设计。但工程实践也证明，多数的情况下，把地基与基础分开来计算并不会带来不能接受的误差。因此，现行的设计准则为：若非特殊要求，均可认为，将地基与基础分开来计算是允许的。但对它们之间的互相作用影响关系，则必须予以考虑并加以正确处理。
2、 明挖基础
又称为扩大基础或直接基础。明挖基础多以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状分为圆形、矩形、圆端形、八角形、T形和U形等等。明挖基础的厚度除了要求保证地基有足够的承载力以外，还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线，以保证桥梁不受冲刷及冰冻害影响。地质良好的无水地段，可采用除去表土，整平地基的方法，以便于修建基础；有水地段可以根据水的深浅，分别采用土、草袋或者打桩等办法，筑成围堰,然后抽去积水,以便修筑基础。地质不良地段可采用更换填土，或者用物理、化学方法加固地基。明挖基础由于施工简便，传力作用明确并且能直接观察到地基原貌，因此不但用于中、小桥梁，而且正在逐步用于一些大桥，并在施工技术上有了许多发展。
3、桩基础的概述及其适用条件
桩基础是指桩体外壁与其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传递力的基础。这种基础主要由承台和桩群组成。
3、1预制钢桩的特点
钢桩重量轻、强度大、能经受锤击等重压，但在水中和地基内容易腐蚀。钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩使用较为广，截面形状也有多种，最常用的是空心圆形桩。这种桩直径小的可称为管桩，直径大的可称为管柱。预应力混凝土桩较钢筋混凝土樁强度更高,受锤击不容易开裂,水密封性好，能够防止钢筋生锈，且能够最大程度节约钢材。近几年来，出现了用空心圆形桩建造桥墩。这种桥墩是把部分空心圆形桩埋入地基,部分伸出地面作为墩身，然后在桩柱顶上修筑承台,直接支承桥的上部结构。采用这种桥墩的桥梁不仅外形轻巧美观，且较传统重力式桥墩节约圬工量60％。
3、2桩基础施工方法的选择
打桩施工方法有很多，常用的有震动法、锤击法和埋入法。我国大多采用震动法，即用震动打桩机进行打桩，同时在空心圆形桩的管壁内外采用射水、吸泥等措施辅助钢桩下沉。埋入法就是先钻孔或挖孔，然后埋桩。就地灌注桩也称为钻孔桩。就地灌注桩的基本施工方法是先钻孔或挖孔,待孔成型以后,下钢筋笼和灌注混凝土。这种方法施工快、造价低、设备较简单。
4、管柱基础的应用
直径较大的空心圆形桩柱称为管柱，用管柱修建的桩基础，称管柱基础。管柱基础适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等大的桥址条件。管柱能够穿越各种土质覆盖层和溶洞，支承于较密实的土上或岩石面上。一般采用预应力混凝土管柱。
管柱通过覆盖层下沉到基本岩层，然后再在管柱内用大型钻机钻岩达到必要的深度后，放置钢筋骨架，灌注水下混凝土，使管柱在岩壁中锚固。管柱基础能够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条件下作业，有利于工人健康，而且不受洪水季节的影响，可以常年施工。因此管柱基础应用更为广泛。
管柱基础的结构构造示意图
5、沉井基础
又称开口沉箱基础，由开口的井筒构成的地下承重结构物。多为深基础，适合用于持力层较深或河床冲刷较严重等水文地质条件，具有很高的承载能力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成，其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形等等，立面一般为垂直边，井孔可分为单孔或者多孔，井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土，甚至由刚壳中填充混凝土等筑成。
若为陆地基础，在地表建造，从取土井排土来减少刃脚土的阻力，一般借自重下沉；如果是水中基础，可采用筑捣法，或浮运法建造。在下沉过程中，如果侧摩擦阻力过大，可采用高压射水法、泥浆套法或井壁压气法等加速筒体的下沉。 沉井基础的采用十分广泛，它可以贯穿各种土层，并将井底落于岩层或承载能力稍高的硬层。施工机具并不复杂。
优点在于：①沉井制造是在地（水）面以上进行，结构的质量能保证；②结构的整体性高，刚性大，若遇船舶撞击，桥梁不易损坏。
缺点在于：①工程数量较大 ②灌注水下混凝土时，清基工作较难保证③施工中纠偏难度较大，费工、费时
5、1筑岛沉井
在水深和流速都不大的地方，可以在水中直接用沙土(或者在草袋围堰内)筑岛；若水深较大，则可以用钢板桩修建一个圆形围堰，在围堰中填沙成岛。在沙岛表面制造沉井。
5、2浮运沉井
在水情稳定的地方，如果水深较大，可以在桥址之外将沉井底节预先做好，再拖运到桥址，加重，使其落到河床底，这就是浮运沉井。为使沉井能浮运，可以有以下三种办法：①在刃脚处加一临时底板，在运到桥址后则拆去该底板；②仅按井壁、隔墙内外表面用薄层板做成一空壳，使其能浮运，拖运到桥址后，向壳内加水，即可下沉；③在各个井孔设置钢气筒，向气筒内注入压缩空气将水驱除，即可增加浮力并浮运到位；随后再让空气排出，即可下沉
5、3气压沉箱基础
沉箱是一有工作室的箱形构造，下面没有底，室的上面设有顶盖，可以让压缩空气进入室内，并将水排到室外，在室内挖土；箱壁下端是刃脚，可以让箱脚进入土内。为了安装气筒和管路，顶盖上需要设孔。气筒可以向上接高，其上端需设中央气闸、人用变气闸及料用变气闸。人用变气闸的作用，一是逐步改变闸内气压，使工人能够适应；二是防止在工人进出气闸时，压缩空气外泄。另外，在顶盖以上，在沉箱周边应设围堰，以资防水，在堰内灌注墩台身部。下图是沉箱示意图(由于沉箱的特点是让工人在压缩空气中工作，沉箱又叫气压沉箱)。
6、基础类型选择的原则
6、1梁类结构桥的基础
当地基的承载力较高或者相当高时，适宜用平底基础。常用的平底基础是浅平基、沉井基础、气压沉箱基础。但当土层较厚、其摩阻力可以利用时，可以用打入桩或钻孔桩基础；当土层较软时，但其下有硬层可以用作为持力层时，适宜于用钻孔桩基础；如果其下的硬层是岩石，则宜于用嵌岩的管柱。对于这些桩类基础，若能用高桩承台以及斜桩，其工程数量将有显著的节省。现今只是打入桩可以打斜桩。
6、2 水下基础类型的选择
一般根据：○1环境条件； ○2地质条件；○3结构体系及荷重性质；○4水文条件； ○5施工条件等诸因素。并经过综合考虑和反复论证以后才能加以确定。因为水下基础类型不仅关系到造价的高低、工期的长短，而且还关系到施工的难易程度甚至成败。
【参考文献】
[1] 铁道部大桥局桥梁科学研究院.舟山新城大桥主桥施工监控方案.武汉，2004.
[2] 张航，李小谦.钢管混凝土拱桥线形监测方法.华东公路，2002（2）
[3] 孙晓红.桥梁基础的 研究与应用.福州大学土木建筑工程学院 硕士研究生学位论文0pt; padding-right: 1.0pt; padding-top: 1.0pt; padding-bottom: 0cm">
[ 4] 王新玲. 现代桥梁与基础[ J] . 工业建筑, 2000, ( 9) : 45~49.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。