橋梁基礎種類

橋梁的基礎主要根據地質條件、荷載特性、施工方法及水文條件等因素來選擇,通常可分為淺基礎深基礎兩大類。

一、淺基礎(Shallow Foundation)

橋梁基礎適用於地基承載力較高、荷載較小的情況,基礎埋深相對較淺,一般在3~5公尺內,主要類型包括:

  • 獨立基礎(Spread Footing):單個基礎承受單根橋墩或橋台的荷載,適用於岩盤或較硬土層。
  • 條形基礎(Strip Footing):連續帶狀基礎,多用於橋台或多根橋墩的支撐。
  • 筏板基礎(Raft Foundation):適用於較弱地基的情況,透過大面積底板均勻分布荷載,提高承載力。
  • 沉箱基礎(Caisson Foundation):利用沉箱法施工,可用於水下或濕陷性土層。

二、深基礎(Deep Foundation)

橋梁基礎適用於地基承載力較低、荷載較大或基礎需埋入較深的土層,埋深通常大於5公尺。

(1)樁基礎(Pile Foundation)

  • 摩擦樁(Friction Pile):主要依靠樁與周圍土體的摩擦力承載,適用於鬆軟土層。
  • 端承樁(End-Bearing Pile):將荷載傳遞至深層硬岩或高承載力土層,適用於較深基礎。
  • 摩擦端承樁(Combination Pile):兼具摩擦力與端承力,適用於承載力變化較大的地層。
  • 鑽孔樁(Bored Pile):適用於需精確控制樁長度和直徑的工程,常用於深基礎的大型橋梁。
  • 沉樁(Driven Pile):透過機械震動或錘擊將樁打入地基,適合砂質土層。

(2)沉井基礎(Well Foundation)

透過沉井下沉至穩定地層後澆築混凝土,適用於大跨徑橋梁或水深較深的區域。

(3)地下連續牆基礎(Diaphragm Wall Foundation)

適用於深基坑工程,通常與樁基礎或沉井基礎配合使用。

三、工程實例

(1)淺基礎案例

日本明石海峽大橋(Akashi Kaikyō Bridge) —獨立基礎

明石海峽大橋是世界上最長的懸索橋之一,橋墩基礎位於較堅硬的岩盤之上,因此採用了獨立基礎,透過大面積的基礎底板將荷載傳遞到堅硬地層,確保穩定性。

日本明石海峽大橋CANVA@ Faisquare

巴黎亞歷山大三世橋(Pont Alexandre III)—筏板基礎

這座橋建於19世紀末,橫跨塞納河,橋墩基礎採用筏板基礎,以分散荷載並減少對較軟地基的不均勻沉降影響。

巴黎亞歷山大三世橋canva@elenaphoto

(2)深基礎案例

舊金山金門大橋(Golden Gate Bridge)— 樁基礎

金門大橋橫跨金門海峽,地質條件複雜,橋墩位於深水區,地層主要為軟質海床沉積物,因此採用端承樁與摩擦樁的組合,將荷載傳遞至堅硬岩層,提高橋梁穩定性。

舊金山金門大橋canva@bluejayphoto

印度豪拉橋(Howrah Bridge)— 沉井基礎

豪拉橋(又稱胡格利大橋)橫跨印度胡格利河,地基土層較軟,因此使用了沉井基礎,透過沉井法將基礎逐步沉入河床以下達到穩定土層,確保橋墩安全。

印度豪拉橋canva@Roop_Dey

香港青馬大橋(Tsing Ma Bridge)—地下連續牆基礎

青馬大橋是連接香港新界與大嶼山的重要橋樑,因應橋墩所在地的深水與軟弱土層,採用了地下連續牆結合樁基礎,提供額外的側向支撐,增強抗震能力。

香港青馬大橋canva@leungchopan

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