劉亞男

摘 要：隨著中國在“十二五”期間加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度和加快發(fā)展中西部經(jīng)濟(jì)的宏偉戰(zhàn)略計(jì)劃，發(fā)展高鐵是拉動(dòng)內(nèi)需，帶動(dòng)地區(qū)發(fā)展，擴(kuò)大生產(chǎn)力的有效途徑，是加強(qiáng)城市間聯(lián)系和交流的最直接方式。武廣高鐵、成渝高鐵通車帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就是最好的例子。高鐵的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了很多技術(shù)難題，但對(duì)于深埋地下的下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，更是設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)中難點(diǎn)，直接關(guān)系到機(jī)車運(yùn)營的安全。我通過在云桂線、長昆線兩條高速鐵路多個(gè)橋梁工點(diǎn)的設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出一些思考和總結(jié)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥混凝土路面也越來越多。本方將從路面施工質(zhì)量的主要因素入手，介紹了原材料、機(jī)械設(shè)備以及施工工藝等實(shí)際質(zhì)量控制，深入細(xì)節(jié)，對(duì)施工質(zhì)量控制方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究表明，從原材料質(zhì)量控制開始，正確的加工方式、合理的機(jī)械配置、成熟的施工工藝，結(jié)合良好的管理模式，是構(gòu)筑水泥混凝土路面質(zhì)量控制系統(tǒng)的必要元素。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；墩臺(tái)基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)規(guī)定；混凝土、質(zhì)量控制

1、橋梁設(shè)計(jì)的基本要求

首先，橋梁絕對(duì)高程是受整條鐵路線路控制的，而線路的絕對(duì)高程是根據(jù)鐵路線路的自然及人文環(huán)境條件所確定的。在山區(qū)中的橋梁要穿越高山峽谷，受自然環(huán)境的影響較大；在城市中的橋梁要滿足使用功能和周圍格局相協(xié)調(diào)的，這就是橋梁設(shè)計(jì)的大框架。橋梁的絕對(duì)高程確定了，橋梁的孔跨布置、墩臺(tái)高度也隨之確定了。梁的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有32米、24米兩種規(guī)格，

或者采用大跨度的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，合理的跨度組合是確定孔跨布置的依據(jù)。合理的墩臺(tái)高度是指承臺(tái)的埋深既不使承臺(tái)暴露的大氣中遭到自然界的侵蝕，又能盡量的減少基坑的開挖工作量。接著就要確定下部基礎(chǔ)的形式，或采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，或采用樁基礎(chǔ)。當(dāng)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢，即是上部架梁（預(yù)制或現(xiàn)澆）、鋪軌，以及附屬設(shè)施的鋪設(shè)、安裝。

2、墩臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定

橋梁基礎(chǔ)類型一般采用擴(kuò)大基礎(chǔ)或樁基?；A(chǔ)基坑開挖深度小于6m且基本承載力≥0.6MPa

的巖石地基，無地下水或地下水較少，方可采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，否則采用樁基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)采用雙層或三層式擴(kuò)大基礎(chǔ)，各層構(gòu)造尺寸應(yīng)滿足《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5-2005）第5.3.2條規(guī)定。陡坡地段一般采用樁基礎(chǔ)，以減少基坑開挖深度。樁基地基為軟質(zhì)巖，基本承載力σo≤0.4MPa或極限抗壓強(qiáng)度R≤4MPa，采用摩擦樁，大于上述值采用柱樁。柱樁樁長應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件和施工條件根據(jù)計(jì)算確定。對(duì)樁徑d=1.0m、d=1.25m的樁基礎(chǔ)，當(dāng)墩高小于20m時(shí)，最小樁長不得小于6m，當(dāng)墩高大于等于20m時(shí)，最小樁長不得小于8m；對(duì)于樁徑≥1.5m的，樁長依據(jù)計(jì)算確定。

3、混凝土

樁基承臺(tái)厚度含承臺(tái)+墊塊厚度）原則上按2倍樁徑選取。一般按墩底邊緣起按35°擴(kuò)散，

混凝土承臺(tái)應(yīng)滿足剛性角要求，如果樁間距較大時(shí)，可采用增設(shè)墊塊來滿足剛性角要求或采用鋼筋混凝土承臺(tái)。采用鋼筋混凝土承臺(tái)時(shí)，墩臺(tái)身距樁基礎(chǔ)邊緣擴(kuò)散角不大于45°。增設(shè)墊塊后并在剛性角滿足要求的前提條件下，墊塊最小襟邊應(yīng)落于墩底外緣和樁頂外緣的連線與承臺(tái)頂面的焦點(diǎn)之外并取整。

（1） 橋梁基礎(chǔ)錯(cuò)臺(tái)設(shè)計(jì)，當(dāng)基巖承載力σo>0.6MPa結(jié)合地基條件（地質(zhì)構(gòu)造、巖性、產(chǎn)狀等），將切割錯(cuò)臺(tái)線的傾角控制在25°～30°間，錯(cuò)臺(tái)寬度一般不應(yīng)小于1m。當(dāng)巖石基底面傾斜較大而導(dǎo)致基礎(chǔ)一角懸空時(shí)可采用加設(shè)墊塊方法。墊塊厚度一般選用1.5m為宜，墊塊長度一般為基底長度的1/2，墊塊較厚需錯(cuò)臺(tái)時(shí)，墊塊長度為基底長度的2/3設(shè)置。

（2） 橋梁基礎(chǔ)埋深除按《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5-2005）第1.0.9條規(guī)定辦理及滿足地質(zhì)專業(yè)提出的要求外，并應(yīng)滿足：在巖石陡坡地段，基底外側(cè)至巖石安全坡線的最小水平距離：對(duì)堅(jiān)質(zhì)巖石（σo≥0.6Mpa）不小于2.0m，對(duì)于軟質(zhì)巖石（σo=0.4～0.6Mpa）不小于

3m，并應(yīng)視其風(fēng)化破碎程度、巖層傾向，地形條件等決定必要的安全距離；對(duì)于一般無水的土質(zhì)基底應(yīng)通過檢算決定，一般不應(yīng)小于3m～5m，并注意陡坡是否存在沖刷塌坍危險(xiǎn)（以土壤安息角或岸坡穩(wěn)定線控制）。

（3）樁基布置形式：根據(jù)橋跨、墩高、地質(zhì)、地震力等計(jì)算確定合理的樁基布置形式，對(duì)于墩高相差不大的橋梁，全橋樁基布置宜盡量一致；墩高相差較大的橋梁使樁基協(xié)調(diào)，滿足承載力、線剛度的要求、滿足施工經(jīng)濟(jì)的要求。

（4） 在巖溶發(fā)育地區(qū)處理方式：

1、對(duì)于基底下伏溶洞的處理，樁基穿越溶洞并滿足樁底以下底板厚度不小于8m。

2、對(duì)有溶洞的樁基礎(chǔ)，一般采用鉆孔樁，對(duì)填充溶洞或半填充溶洞，拋填粘土夾片石處理按溶洞體積的2/3計(jì)量。其中粘土占1/3計(jì)，片石占2/3計(jì)。

3、對(duì)于采用鉆孔樁的空溶洞，宜采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)成孔，計(jì)列鋼護(hù)筒個(gè)數(shù)（2m/個(gè)），若洞壁斜度較大，應(yīng)考慮部分拋填片石數(shù)量。

（5） 位于河槽中的橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)，應(yīng)考慮洪水沖刷，確定合理的基礎(chǔ)埋置深度或設(shè)置成高樁承臺(tái)。位于水中基礎(chǔ)施工應(yīng)根據(jù)其河道、施工水位、流速及場地等情況分別采用筑島圍堰，鋼板樁圍堰、吊箱鋼圍堰等水中基礎(chǔ)施工方法。

4、墩臺(tái)基礎(chǔ)所處的自然條件

由于自然環(huán)境的千變?nèi)f化形成了地貌和地質(zhì)的千差萬別，這就給確定合理的墩臺(tái)高度帶來了很大的麻煩，必須經(jīng)過的多方的比較和計(jì)算確保在滿足要求的情況下做到最經(jīng)濟(jì)，且便于施工。當(dāng)承臺(tái)處于河道、水庫、魚塘、峽谷中時(shí)，還要考慮行洪、通航、泥石流、山體滑坡、危巖落石的影響，需要進(jìn)行全方位的可行性方案的評(píng)估。墩臺(tái)可能位于：山地、農(nóng)田、房屋、道路、河道等環(huán)境中，這是地面的情況，地下可能有溶洞、暗河、斷層、軟弱下臥層等一些列復(fù)雜的地質(zhì)情況，這些給設(shè)計(jì)帶來了相當(dāng)大的困難。

5、水泥混凝土路面施工質(zhì)量的控制因素

（1 ）準(zhǔn)備工作

施工復(fù)測對(duì)被交道、收費(fèi)站道路中心樁位置、水準(zhǔn)點(diǎn)基點(diǎn)樁及其他測量資料進(jìn)行復(fù)測對(duì)控制樁進(jìn)行加固。原材料的準(zhǔn)備集料：質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、無風(fēng)化針片狀顆粒、含泥量、有機(jī)質(zhì)含量符合規(guī)范要求集料級(jí)配符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求水泥安定性、細(xì)度模數(shù)、初終凝時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求石料：質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、密實(shí)、無風(fēng)化極限抗壓強(qiáng)度等各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)規(guī)定幾何尺寸等外觀指標(biāo)符合規(guī)范要求。

（2）混凝土配合比

將計(jì)劃用于每一處機(jī)械化施工和小型配套機(jī)具施工的混凝土路面的水泥、碎（礫）石、砂、外加劑等材料，在用于工程之前5天，委托中心試驗(yàn)室按有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法要求進(jìn)行原材料試驗(yàn)和混合料組成配合比設(shè)計(jì)，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)包括混凝土彎拉和抗壓強(qiáng)度、集料級(jí)配要求、水灰比、稠度、水泥用量、質(zhì)量控制等細(xì)節(jié)。及時(shí)將配合比設(shè)計(jì)報(bào)告單和總說明報(bào)送監(jiān)理工程師認(rèn)可。混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)批準(zhǔn)后，立即進(jìn)行試拌。

（3）抽樣檢驗(yàn)

按有關(guān)規(guī)范要求頻率做抽樣檢驗(yàn)，制作抗壓和彎拉試件各二組，分別作7天、28天的抗壓、彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)。

（4）混凝土澆筑

1、基層準(zhǔn)備：

在鋪筑水泥混凝土面層前，應(yīng)將基層上的浮石、雜物、塵土等全部

清除，保持表面整潔，并整理排水設(shè)施。基層如有車轍、松軟及其他不符規(guī)定要求的部位。均應(yīng)翻挖、清除，并以同類混合料填補(bǔ)，其壓實(shí)厚度不得小于8cm，重新整型、碾壓，并符合密實(shí)度的要求。

2、施工機(jī)械準(zhǔn)備：

根據(jù)工程規(guī)模、施工質(zhì)量和進(jìn)度要求，配置合適的施工機(jī)械，其技術(shù)性能應(yīng)滿足混凝土路面施工的要求。并應(yīng)將工地配置的各種施工機(jī)械的名稱、機(jī)型、規(guī)格、數(shù)量等，列表報(bào)監(jiān)理工程師認(rèn)可。

3、模板以鋼板材料制成，并配有合適的裝置以保證模板連接牢固可靠，使在澆注混凝土?xí)r能經(jīng)受搗實(shí)和飾面設(shè)備的沖擊和振動(dòng)。模板安裝應(yīng)順直，無扭曲；相鄰鋼模應(yīng)平頭鎖接方式緊密聯(lián)接，不得漏漿；模板接縫在任何方向都應(yīng)不能活動(dòng)。模板高度應(yīng)與混凝土路面厚度相同，誤差為+0，-5mm。 用于脹縫和施工縫的模板，根據(jù)傳力桿和拉桿的設(shè)計(jì)位置放樣鉆孔。模板接縫在任何方向都應(yīng)不能活動(dòng)。模板高度應(yīng)與混凝土路面厚度相同，誤差為+0，-5mm。用于脹縫和施工縫的模板，根據(jù)傳力桿和拉桿的設(shè)計(jì)位置放樣鉆孔。模板在整個(gè)長度完全緊壓在基層上，并正確地按完成后的路面邊緣要求的坡度和縱向安置。模板要徹底清掃干凈，并在每次澆注混凝土之前涂隔離劑。

4、鋼筋設(shè)置：

鋼筋網(wǎng)片、角隅鋼筋、邊緣鋼筋的安設(shè)，均要符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

6、小結(jié)

通過以上各部分內(nèi)容的介紹，對(duì)于常規(guī)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有了一定的了解。橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合以上各種因素，考慮周全，才能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的工程。高速橋梁下部基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要保障，只有下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、合理，才能保證列車運(yùn)行的安全。