桥梁基础设计与施工分析

1、桥梁基础设计与施工分析当前，我国河川桥梁目前面临主要问题有桥梁各部结构老化、桥梁平安性不符耐震设计规范规定及桥梁基础因冲刷而暴露等问题，其中又以桥梁基础暴露为近年最被重视重要议题之一。我国的河川大多有坡陡流急特性，再加上砂石被大量盗采与超采等因素，使得我国桥梁基础暴露情形甚为严峻。近年来极端气候导致时有超乎预期超大豪雨，原已严峻暴露桥墩基础经此豪雨洪水冲刷，在封桥或交通管制的反应时光不及状况下，极可能立刻发生对民众生命财产伤害。一、基础型式选用分析常用桥梁基础型式有(1)直接基础、(2)桩基础、(3)沉箱基础（井筒基础）及(4)继续壁基础，其选用原则除考虑地层条件（有时以地质观点作周延思索）及

2、桥梁上构传至基础载重条件外，尚须考虑下列因素：1(一)施工性、经济性及工期例如(1)卵砾石地层粒径太大或桩径太小，基桩施工钻掘困难，(2)岩层性质影响基桩钻掘或贯入能力，(3)于边坡上采用桩基时，其施工便道或构台费用高，且影响景观生态较大，可考虑采用井基，(4)地下水文条件影响基础施工性，及(5)基础施工对整体工期影响等。(二) 沉陷问题检验基础沉陷可能影响结构使用性、平安性，尤其基础加载后，地层中应力增量影响深度范围内具压缩性土层时，应检验基础沉陷问题。(三) 环境条件转变例如河流冲刷、开辟行为造成基础覆土转变，影响基础承载能力，设计时应慎选基础型式或预作特殊考虑。目前国内河川桥常面向河床下

3、降及台风带来豪雨的冲刷，因此若无特殊考虑，桩基础为优先采用基础型式，而直接基础较少采用。至于沉箱基础在某些地层条件下，其施工品质与工期较难把握，加上冲刷问题日趋严峻，因此也渐少采用。二、河川冲刷分析桥梁防洪工程设计应依据相关规定办理，设计时最大可能冲刷深度通常取局部冲刷深度、河槽束缩冲刷深度、河床质移动层厚度、长期冲刷深度四项总和。冲刷深度为确定基础高程重要依据，以国内某河川桥为例，按国内外相关研究计算冲刷深度。2本案例高滩地桥墩处地表约EL.209m，深槽区河床最低点约EL.196m，规划河床约EL.207m，因此依规定，墩柱底不得高于EL.196m，加上基础版厚度，未来基础开挖深度将达16

4、m（EL.209mEL.196m+桥墩基础版厚度3m=16m）以上。因在本工址地层条件下，按以往工程阅历，基础开挖16m挡土壁施工确有困难，申请跨河建筑物设置留意事项虽有墩柱底高程应低于河川断面最低点及规划河床高规定，但地形环境特别，桥墩底部埋设有实际困难者，得由申设单位在维护桥梁平安，的确考虑河道摆荡及冲刷深度影响，提出加深基桩或其桥墩底部至实际河川断面最低点部分不作为支承摩擦桩使用或适当局部庇护措施下平安评估说明，并参考规划河床高办理。因此最后将墩柱底订在EL.200m，并实行加深基桩方式处理。三、基础施工存在问题及其成因分析河川深槽区因冲刷深度深，其所衍生基础施工、基础开挖挡土施工益形困

5、难，其改建或基础补强时，实务上常常面向下列施工问题。(一)基础施工对于冲刷深度较大的桥址，沉箱施工比基桩施工困难，且工期与施工品质也较难控制。因此，若无特别考虑，对有冲刷疑虑桥梁，仍以采用基桩为宜。依近年来的阅历，常因冲刷设计考虑，导致基桩施工(1)采用大口径基桩、(2)桩长增强、(3)桩孔钻掘简单发生坍孔、(4)桩孔钻掘贯入困难、(5)机具设备或功率不足、及(6)采全套管机具施工时简单发生套管拔除困难、套管变形、底管磨损、机具设备因此障率高等现象，施工困难度增强，往往造成工程无法如期完工通车。按照国内较大口径（150300cm）全套管机具设备数量（98年）调查结果，可知目前国内大口径全套管基

6、桩驱动设备数量合计约110部，其中200设备数量约占70%。(二)基础开挖挡土设施对于旧桥改建工程，因施工期间仍须维持车辆平安通行，常无法采用斜坡明挖或部分降挖后再打设挡土壁方式开挖构筑基础版（因明挖或降挖将使得既有桥梁基础四周土壤侧向解压或部分基础因开挖而外露，危及既有基础承载能力）。冲刷深度较大的桥址基础版埋深往往挑战国内现有挡土工法施工能力，或超出国内常用工法所能适用范围；例如于河川行水深槽区基础开挖施工，因基础埋深大，开挖挡土施工挑战度也高；因为开挖面内外水头差大，挡土壁体易因水密性不足渗水或发生开挖底部砂涌等灾难，严峻者造成开挖挡土设施溃败，致使工期耽误或发生工程事故。(三)净高受限

7、及邻近施工国内既有桥梁改建，也常面临桥下基础施工、开挖施工净高受限问题，或因交通维持需而采半半施工时邻近施工顾虑。于设计阶段即应详加考虑净高受限状况下机具设备施工可行性及邻近施施工平安全性，整体而言，施工净高受限及邻近施工问题均增强施工施工平安风险与工期，施工期间应严格落实相关设计及图示规定，以利有效掌控工进及维护施工平安。结论随着我国交通事业的不断迅速进展，桥梁的施工水平和基础设计直接确定了整座桥的质量，惟独能够把握桥梁的基础分类和详细特点以及桥梁基础的详细使用范围，惟独做到这些才干使得专业设计人员能够在施工过程当中发挥各自的长处，使得建立出更合适的基础，从而建成越发高效美观有用的桥梁。经由上文分析可以看出，桥梁维护管理过程应首先分析桥梁生命周期，由客观预估每个阶段桥梁状况，