桥梁基础施工总结

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桥梁基础施工总结

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桥梁基础施工总结

　　桥梁基础的作用是把桥梁自重以及作用于桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。

　　桥梁基础主要包括明挖基础，桩（管柱）基础，沉井（挖井）基础，和将上述基础形式组合在一起使用的组合基础。除了明挖基础为深基础外，其余为浅基础。

　　一、明挖基础

　　1.明挖基础的类型与结构

　　在明挖基坑中建筑的基础通常称为明挖基础。明挖基础的平面形状有圆形，矩形，八角形等，以矩形为主。天然地基上的浅基础根据受力条件及构造分为刚性基础和柔性基础两大类。

　　2.明挖基础的施工方法

　　（1）无支护基坑明挖施工：

　　适用于埋置深度5m以内（地质条件好或放坡开挖不受周围条件限制时，深度可以大于5m）浅基础的基坑开挖施工。施工工序为放线测量引截地表水坑基开挖坑基排水、降水坑基清理和坑基检查基地处理。（2）支撑法基坑明挖施工：

　　适用于坑基坑壁土质不良，并有地下水的影响；放坡开挖工程量过大；受施工场地或邻近建筑物限制，不能放坡等地质条件等。目前建筑业开发推广组合内支撑基坑支护技术构件，适用性广，可在各种地质情况和复杂周边环境下使用；施工速度快；支撑形式多样；计算理论成熟；可拆卸重复利用，节省投资。施工工序为挡板支撑方案设计挡板支护施作基坑开挖支撑拆除测量放样、引截排水、基坑清理和检查、基底处理等参见屋支护基坑明挖施工工艺。

　　（3）喷射混凝土护壁法基坑明挖法施工：

　　适用于壁坑自稳时间较短、渗水量较少的各类岩土和深度不超过10m的基坑。喷射混凝土加固坑壁是用喷射机将混凝土喷向坑壁表面，先期集料嵌入坑壁并为后继聊流所充填包裹，在喷层与坑壁间形成嵌固层，喷层与嵌固层同具加固和保护坑壁的作用使之避免风化、雨水冲刷、，支护土免于浅层坍塌剥落的作用。施工工序喷射混凝土厚度的设计顶缘加固基坑开挖喷射混凝土护壁。

　　（4）土石围堰法施工：

　　适用于在水深小于5m、流速小于1.5m/s的河道、浅滩或库塘中、以土石为主要材料修筑围堰的施工。土石围堰类型有土围堰、土袋围堰、木桩围堰、木桩竹条土围堰、竹篱土围堰、竹笼土围堰、堆石土围堰等。施工工序为围堰修筑工艺坑基排水与开挖。

　　（5）钢板桩围堰施工：适用于砂类土、粘性土、碎石土和风化岩石等河床的深水中插入钢板桩修筑围堰的施工。钢板桩强度大、防水性能好，打入土、砾、卵实层等穿透力强，适合水深10-30m的桥墩基础围堰。施工工序为围笼安装插打与合拢钢板桩堵水抽漏钢板桩的拔除。

　　（6）双壁钢围堰施工

　　适用于大型河流水深急流的深水基础，能承受较大水压，保证基础全年施工安全。特别是覆盖层较薄（0.5-2m）的平坦岩石河床。钢围堰既是围水挡土的临时构造物，同时其顶部有是水中施工的平台。它具有良好的刚度和水密性能，因此在深水施工中得到了应用，在下卧层密实的大漂石或岩层，不能采用钢板桩围堰，且因工程要求，在坑内爆破作业时不宜设立支撑，单壁刚套箱围堰不具备足够的刚度时，更显出双壁钢围堰的优势。此外在双壁钢围堰内还可以进行钻孔灌注桩等施工。施工工序为双壁钢围堰施工围堰制作和加工浮运就位及起吊下水着床下沉清基封底拆除围堰。

　　二、桩基础（管柱基础）

　　1.桩基础的构造与类型

　　（1）桩基础的使用范围桩基础是深基础的一种，它是由桩和承台构成的基础类型采用一根桩来承受和传递上部结构荷载的独立基础称为单桩基础。由两根以上的桩组成的桩基础称为群桩基础。与明挖基础相比，其构造形式、理论设计、传力方式、施工方法都由很大不同。其传力方式为上部结构的荷载通过承台座板和桩，在传递到地基中，桩基础的施工需要较复杂的机具和设备，但可以节省材料和减少浅基础的开挖土方量，施工过程中不会遇到浅基础中的防水防渗漏等复杂问题，并且具有承载力高、沉降量小且均匀等特点，可以承受较大的垂直和水平荷载。

　　（2）桩基础的分类

　　按桩的材料：钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、木桩、钢桩、组合材料桩等。按桩的承载性状：摩擦桩桩基础、柱桩桩基础。

　　按桩的施工方法：打入桩、桩尖爆扩桩、就地钻孔灌注桩、管柱。按桩轴方向：竖直桩、斜桩。

　　按承台板底面所处的位置：高式桩基础、低式桩基础。按桩的布置形式：单排桩基础、多排桩基础。

　　（3）桩基础的构造

　　桥梁墩台的桩基础由承台和桩群组成。承台的作用，是将各桩桩顶连成一个整体，以支承墩台，将墩台所受的荷载传给桩基，承台板为刚性板。

　　2.桩基础的设计计算特点

　　（1）桩基础设计的基本原则

　　基本原则包括：承台板底面高程的确定、桩基础类型的选择、设计荷载的确定、关于土的弹性抗力。

　　（2）桩基础的主要验算项目

　　桩基础的设计必须满足各项力学验算的要求，一般主要从强度变形两个方面进行验算，具体的验算项目有以下四项：验算单桩轴向承载力、验算桩身的材料强度、桩尖地基承载力验算、验算墩台顶的水平位移。

　　3.桩基础的施工方法

　　（1）挖孔灌注桩施工

　　挖孔灌注桩施工采用人工下井以风镐或风钻，辅助适当使用的爆破开挖成孔，配以简单的机具设备，放入钢筋笼，灌注混凝土成桩，适用于无水或少水的较密实的各类土层或岩层。岩孔内产生的的空气污染超过《环境空气质量标准》规定的任何一次检查的三级标准浓度限值时，不得采用人工挖孔。桩径一般不小于1.2M，孔深一般不大于20M，并可将桩尖扩大，以提高桩的承载力。孔深大于15M时，应加强通风和安全措施。

　　挖孔施工应在支护条件下进行，具体支护形式应视土质和渗水情况而定。若土质密实，可间隔设置支承或采用喷射混凝土支护。土质不好，应采取框架支撑或混凝土预制井圈支撑，或现灌或喷射混凝土护臂。一般情况下采用框架支撑，沿柱深每11.5M设一横向框架，框架后设挡土板；或用壁厚1020CM的混凝土护壁，每掘进1.21.5M时，立模灌注混凝土一次。挖孔灌注桩桩径可达4M，孔的形状可方可圆，需要机具少，成孔后可直接观察孔内土质的情况，容易保证桩的质量。

　　人工挖孔灌注桩的施工工序为场地平整放样测量桩孔开挖钢筋安装灌注混凝土。

　　（2）钻孔灌注桩施工

　　钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状（断面）的井孔，达到设计高程后，将钢筋骨架吊入孔井中。再灌注混凝土（有地下水时灌注水下混凝土），成为桩基础的一种工艺。钻孔灌注桩由于其施工速度快、质量稳定、受气候环境影响小而被普遍采用。钻孔灌注桩施工前的准备工作十分重要，只有条件充分才能保证施工的顺利进行。钻孔灌注桩的施工工序为制作、埋设护筒泥浆制备钻孔钻进测量钻进速度钻孔事故预防和处理排渣、清孔钻孔与灌注连续作业。

　　（3）沉入桩施工

　　沉入桩是利用打桩设备将预制钢筋混凝土桩或预应力混凝土桩沉入地基中的桩基础。沉入桩的沉桩方法有锤击法、振动法、射水法及静压力法。

　　锤击法是以桩锤的撞击力预制的桩头将桩打入地下土层中的施工方法，一般适用于中密类土、软塑和可塑的粘性土。

　　振动法是用振动打桩机将桩打入土中的施工方法。一般适用于砂质土、硬塑及软塑粘性土和中密及较松散的碎、卵石类土。

　　射水法是利用小孔喷嘴以0.30.5MPA的压力喷射水，使桩尖和桩周围土层松动，同时桩在自重作用下而下沉的方法。静压力法是在松软地基中，用液压千斤顶或桩头加重物以施加顶进力将桩压入土层中的施工方法，一般适用于高塑性粘土或砂性较轻的亚黏土层。沉入桩的施工工序为桩架的组立吊桩、插桩打桩。

　　（4）管柱基础施工

　　管柱基础其实也是一种桩基础。它适用于深水、有潮汐影响、岩石起伏较大、无覆盖层或者覆盖层很深的河床等（不适用有严重地质缺陷地区）。管柱可以穿越各种土层或溶洞而支承于较密实的土层或新鲜岩面上。

　　管柱基础的形式，基本上分为两类：一类是管柱下沉至坚硬的岩层，与岩层固接或铰接，柱式管柱，即当管柱下沉到基岩后，在管柱内钻岩达到设计深度，然后安防钢筋骨架，灌注混凝土，是管柱于岩层紧密地连接起来，用水下混凝土封底将所有管柱连成一个整体；另一类是管柱下沉至密实的土层，由柱底承载力于柱周摩擦力共同受力，成为摩擦管柱。管柱有钢筋混凝土管柱、预应力混凝土管柱以及钢管柱三种。管柱基础的施工工序为管柱制造导向和定位管柱下沉。

　　（5）水下混凝土灌注施工

　　当采用排水困难时的混凝土称为水下混凝土灌注施工，常采用导管法。导管法灌注水下混凝土是以导管中混凝土压力使混凝土通过导管进入孔内，并从下部向上翻挤灌注，混凝土以自重压实。施工工序为施工准备水下混凝土灌注方案设计灌注机具的准备混凝土的拌制与运输钢筋骨架的吊装混凝土的灌注。

　　三、其他基础施工

　　除明挖扩大基础和桩基础外，我国高速铁路桥梁基础还有沉井基础、挖井基础、组合基础。

　　1.沉井基础施工

　　沉井是建造在墩台所在地面上或筑岛面上的井筒状结构物，从井孔中取土，借自重克服土对井壁的摩擦力而沉入土中，下沉至设计高程，经过封底、充填井孔、加井盖、成为墩台的基础。沉井基础是深基础的一种，特点是基础的刚性大、整体性强、抗震性能强、能够承受较大的竖直力、纵向水平力、与桩基础相比有较大的横向抗力，可以下沉到100200M。沉井的结构包括井壁、刃脚、内隔墙、井孔、凹槽、封底、射水管和探测管、顶盖、井孔充填物、环墙和井顶围堰。分为一般沉井和浮式沉井。

　　施工工序为就地制作沉井施工制造底节沉井沉井施工测量接高沉井接筑井顶围堰沉井基础清理、封底及浇灌

　　2.挖井基础施工

　　在较干硬粘土和黄土地区采用竖直开挖井孔就地灌注混凝土的基础称为挖井基础。是深基础的一种，其功能的沉井基础相同。挖井基础形状多为圆形或矩形，直径一般为615M，深度可达1015M，借助于干硬粘土和黄土直立性好的特点，挖井基础周面与地籍土能产生很大的水平摩阻力，竖向和水平承载力都较其他类型基础大。

　　挖井基础一般采用双套筒施工法，就是采用内外两个套筒，外套筒于井孔下挖同步下沉，临时支护和封闭新开挖的井壁，待挖到一个套筒高度，下滑内套筒，内外套筒组成浇筑混凝土护壁模板，浇筑完毕后，在下挖沉井，如此循环，直至挖至设计高程，在砂类土层中，由于土粒缺少凝聚力，相互在一起堆积形成较松散的结构，在开挖时，不能形成直立面，难以浇筑混凝土护壁，如果该土层有水，浇筑的混凝土易受到砂土层中渗水冲刷，使混凝土产生离析而形成缺陷。

　　3.组合基础构造与施工

　　处于特大水流上的桥梁基础工程，墩位处往往睡深流急，地质条件及其复杂，河床土质覆盖层较薄，施工时水流冲刷较深，施工工期较长，采用普遍的单一形式的基础已难以适应。为了保证基础工程安全可靠，同时又能保持航道交通，宜采用两种以上形式组合的组合式基础，其功能要满足既是施工围堰、挡水结构物，又是施工作业平台，能承担所有施工机具与用料等，同时还应成为整体结构基础的一部分。

　　组合基础的形式很多，常用的又双壁围堰钻孔桩基础施工、沉井加管柱（钻孔桩）基础，浮运承台与管柱等。

　　（1）双壁围堰钻孔桩基础施工

　　主要施工方法：钢围堰定位钢围堰制造、浮运钢围堰下沉钢围堰的清基与封底。

　　（2）沉井加管柱组合基础的结构形式和施工

　　沉井加管柱组合基础就是将两种结构形式完全不同的基础组合在一起，使其通过接力的办法二共同形成桥梁的水中基础，以克服单一的基础形式所不能解决的施工困难或结构受力不完备。

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