2b313012掌握橋梁基礎施工技術
一、橋梁基礎分類
橋梁基礎分為：剛性基礎、樁基礎、管柱、沉井、地下連續牆等，其中樁基礎又包括沉入樁、灌注樁。
二、適用條件
1.剛性基礎：適用於各類土層，根據土質情況分別採用鐵鎬、十字鎬、爆破等裝置和方法開挖。
2.樁基礎：按施工方法可分為沉樁、鑽孔樁、挖孔樁。其中沉樁又分為錘擊沉樁法、振動沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。
(1)沉樁：錘擊沉樁法一般適用於鬆散、中密砂土、黏性土。樁錘有墜錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油機錘、液壓錘等。
可根據土質情況選用適用的樁錘;振動沉樁法一般適用於砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較鬆的碎石土;射水沉樁法適用在密實砂土，碎石上的土層中。用鎚擊法或振動法沉樁有困難時，可用射水法配合進行;靜力壓樁法在標準貫入度n<20的軟黏土中，可用特製的液壓機或機力千斤頂或捲揚機等裝置沉入各種型別的樁;鑽孔埋置樁為鑽孔後.將預製的鋼筋混凝土圓形有底空心樁埋人，並在樁周壓注水泥砂漿固結而成，適用於在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直徑圓樁。
(2)鑽孔灌注樁適用於黏性土、砂土、礫卵石、碎石、岩石等各類土層;挖孔灌注樁適用於上地下水或少量地下水。且較密實的土層或風化岩層，如空氣汙染物超標，必須採取通風措施。
(3)管柱、沉井適用於各種土質的基底，尤其在深水、岩面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚的自然條件下，不宜修建其他型別基礎時，均可採用。
(4)地下連續牆適用於作地下擋土牆、擋水圍堰、承受豎向和側向荷載的橋梁基礎、平面尺寸大或形狀複雜的地下構造物基礎，可用於除岩溶和地下承壓水很高處的其他各類上層中施工。
三、明挖擴大基礎施工
明挖擴大基礎施寸：的內容包括：基礎的定位放樣、墓坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌築(澆築)基礎結構物等。
(一)準備工作
在開挖基坑前，應做好複核基坑中心線、方向和高程，並應按地質水文資料，結合現場情況，決定開挖坡度、支護方案以及地面的防水、排水措施。
放樣工作足根據橋梁中心線與墩台的縱橫軸線，推算出基礎邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖範圍。基坑底部的尺寸較設計平面尺寸每邊各增加0.5～1.
0m，以便於支撐、排水與立模板(坑壁垂直的無水基坑坑底，可不必加寬，直接利用坑壁作基礎模板亦可)。
(二)基坑開挖
1.坑壁不加支撐的基坑
對於在乾涸河灘、河溝中，或經改河或築堤能排除地表水的河溝中，在地下水位低於基底，或滲透量少，不影響坑壁穩定，以及基礎埋置不深，施工期較短，挖基坑時，不影響鄰近建築物安全的場所，可選用坑壁不加支撐的基坑。
黏性土在半乾硬或硬塑狀態，基坑頂無活荷載，稍鬆土質，基坑深度不超過0.5m，中等密實(鍬挖)土質基坑深度不超過1.25m，密實(鎬挖)土質基坑深度不超過2.
0m時，均可採用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以內，土的濕度正常時，採用斜坡坑壁開挖或按坡度比值挖成階梯形坑壁，每梯高度為0.5～1.
0m為宜，可作為人工運土出坑的台階。基坑深度大於5m時，坑壁坡度適當放緩，或加做平台。土的濕度影響坑壁的穩定性時，心採用該濕度下土的天然坡度或採取加固坑壁的措施。
當基坑的上層土質適合敞口斜坡坑壁條件，下層土質為密實黏性土或岩石，可用垂直坑壁開挖，在坑壁坡度變換處，應保留有至少0.5m的平台。
2.坑壁有支撐的基坑
當基坑壁坡不易穩定並有地下水，或放坡開挖場地受到限制，或基坑較深工程數量較大，不符合技術經濟要求時，可根據具體情況，採取加固坑壁措施撐、鋼木結合支撐、混凝土護壁及錨桿支護等。
混凝土護壁一般採用噴射混凝土。根據經驗，一般噴護厚度為5～8cm，一次噴護約需1～2h。一次噴護如達不到設計厚度。
應等第一次噴層終凝後再補噴，直至達到要求厚度為止。噴護的基坑深度應按地質條件決定，一般不宜超過l0m。
(三)基坑排水
橋梁基礎施了中常用的基坑排水方法有：
1.集水坑排水法。除嚴重流沙外，一般情況下均可適用。
2.井點排水法。當土質較差有嚴重流沙現象，地下水位較高，挖基較深，坑壁不易穩定，用普通排水方法難以解決時，可採用井點排水法。
3.其他排水法。對於土質滲透性較大、挖掘較深的基坑，可採用板樁法或沉井法，此外，視上程特點、工期及現場條件等，還可採用帳幕法，即將基坑周圍土層用矽化法、水泥灌漿法及凍結法等處理成封閉的不透水的帳幕。
(四)基坑施工過程中注意要點
1.在基坑頂緣四周適當距離處設定截水溝.並防止水溝滲水，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩定性;
2，坑壁邊緣應留有護道，靜荷載距坑邊緣不小於0.5m，動荷載距坑邊緣不小於1.0m，垂直坑壁邊緣的護道還應適當增寬，水文地質條件欠佳時應有加固措施;
3.應經常注意觀察坑邊緣頂面土有無裂縫，坑壁有無鬆散塌落現象發生;
4.基坑施工不可延續時間過長，自開挖至基礎完成，應抓緊時間連續施工;
5.如用機械開挖基坑。挖至坑底時，應保留不小於30cm厚度的底層，在基礎澆築圬工前用人工挖至基底標高;
6.基坑應盡量在少雨季節施工;
7.基坑肩：用原土及時回填，對橋台及有河床鋪砌的橋墩基坑，應分層夯實。
四、樁基礎施工
(一)沉入樁施工
沉入樁所用的基樁主要為預製的鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝土樁。斷面形式常用的有實心方樁和空心管樁兩種。管樁(包括普通的和預應力的)一般由工廠以離心成型法製成。
沉人樁的施工方法主要有：錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁以及靜力壓樁等。這裡介紹錘擊沉樁的施工方法。
1.概述
錘擊沉樁一般適用於中密砂類土、黏性土。由於錘擊沉樁依靠樁錘的衝擊能量將樁打入士中，因此一般樁徑不能太大(不大於0.6m)，入土深度在40m左右，否則對沉樁裝置要求較高。
沉樁裝置是樁基施寸：質量與成敗的關鍵，應根據土質、工程量、樁的種類、規格、尺寸、施工期限、現場水電**等條件選擇
2.施工要點
(1)沉樁前應對樁架、樁錘、動力機械等主要裝置部件進行檢查;開錘前應再次檢查樁錘、樁帽以及送樁與樁的中軸線是否一致;錘擊沉樁開始時，應嚴格控制各種樁錘的動能：用墜錘和單動氣鎚時，提錘高度不宜超過0.50m;用雙動氣鎚時，可少開氣閥降低氣壓和進氣量，以減少每分鐘的鎚擊數;用柴油機錘時，可控制供油量以減少鎚擊能量;當樁尖已沉入到設計標高，但沉入度仍達不到要求時，應繼續下沉至達到要求的沉入度為止。
沉樁時，如遇到：沉入度突然發生急劇變化;樁身突然發生傾斜、移位;樁不下沉，樁錘有嚴重的回彈現象;樁頂破碎或樁身開裂、變形，樁側地面有嚴重隆起等現象時，應立即停止鎚擊，查明原因，採取措施後方可繼續施工。
(2)沉樁過程中應注意：樁帽與樁周圍應有5~l0mm間隙，以便鎚擊時樁在樁帽內可作微小的自由轉動，避免樁身產生超過許可的扭轉應力;打樁機的導向杆應予固定，以便施打時穩定樁身;導向杆設定應保證樁錘上下活動自由;頂制樁頂面應附有適合樁帽大小的樁墊，其厚度視樁墊材料、樁長及樁尖所受抗力大小決定;樁邊破碎後應及時更換;選用的樁帽，應將錘的衝擊力均勻分布於樁頂面。
3.錘擊沉樁的停錘控制標準
(1)當設計樁尖標高處為硬塑黏性土、碎石土、中密以上的砂土或風化巖等土層時，根據貫人度變化並對照地質資料，確認樁尖已沉人該土層，貫入度已達到控制貫人度。
(2)當貫人度已達到控制貫人度，而樁尖標高未到達設計標高時，應繼續錘入0.10rn左右(或鎚擊30~50次)，如無異常變化即可停錘;若樁尖標高比設計標高高得多時，應報有關部門研究確定。
(3)當設計樁尖標高處為一般黏性土或其他鬆軟土層時，應以標高控制，貫入度作為校核。當樁尖已達設計標高，而貫入度仍較大時，應繼續鎚擊，使其接近控制貫人度。
(4)在同一樁基中，各樁的最終貫入度應大致接近.而沉入深度不宜相差過大，避免基礎產生不均勻沉降。如因土質變化太大，致使各樁貫人度或沉樁深度相差過大時，應報有關部門研究，另行制定停錘標準。
對於特殊設計的樁.樁尖設計標高有高低時(如拱橋的橋台樁等)，應按設計要求處理。
從沉樁開始時起，應嚴格控制樁位及豎樁的豎直度或斜樁的傾斜度。在沉樁過程中，不得採用頂、拉樁頭或樁身辦法來糾偏，以防樁身開裂並增加樁身附加彎矩。
(二)鑽孔灌注樁施]：
1.鑽孔灌注樁的特點
鑽孔灌注樁樁長可以根據持力土層的起伏面變化，並按使用期間可能出現的最不利內力組合配置鋼筋，鋼筋用量較少，便於施工，故應用較為普遍。
2.鑽孔灌注樁施工的主要工序
鑽孔灌注樁施工的主要工序有：埋沒護筒、製備泥漿、鑽孔、清底、鋼筋籠製作與吊裝以及灌注水下混凝土等。
(1)埋設護筒：護筒能穩定孔壁、防止坍孔，還有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和起到鑽頭導向作用等。
護簡要求堅固耐用，不漏水，其內徑應比鑽孔直徑大(旋轉鑽約大20cm，潛水鑽、衝擊或衝抓錐約大40cm)，每節長度約2～3m。一般常用鋼護筒，在陸上與深水中均能使用，鑽孔完成，可取出重複使用。在深水中埋設護筒時，先打入導向架，再用鎚擊或振動加壓沉入護筒。
護筒人土深度視土質與流速而定。護筒平面位置的偏差不得大於5cm，傾斜度不得大於1%。
(2)泥漿製備：鑽孔泥漿由水、黏土(膨潤土)和新增劑組成，具有浮懸鑽渣、冷卻鑽頭、潤滑鑽具，增大靜水壓力，並在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔的作用。
通常採用塑性指數大於25，粒徑小於0.005mm的黏土顆粒含量大於50%的黏土過泥漿攪拌機或人工調和，貯存在泥漿池內，再用泥漿幫浦輸入鑽孔內。
(3)鑽孔：一般採用螺旋鑽頭或衝擊錐等成孔，或用旋轉機具輔以高壓水沖成孔用的方法是：止迴圈迴轉法，反迴圈迴轉法，潛水電鑽法，衝抓錐法，衝擊錐法。
1)正迴圈迴轉法：系利用鑽具旋轉切削土體鑽進，泥漿幫浦將泥漿壓進泥漿籠頭，通過鑽桿中心從鑽頭噴人鑽孔內，泥漿挾帶鑽渣沿鑽孔上公升，從護筒頂部排漿孔排出至沉澱池，鑽渣在此沉澱而泥漿流人泥漿池迴圈使用。其特點是鑽進與排渣同時連續進行，在適用的土層中鑽進速度較快，但需設定泥漿槽、沉澱池等。
施工占地較多，且機具裝置較複雜。
2)反迴圈迴轉法：與正迴圈法不同的是泥漿輸入鑽孔內，然後從鑽頭的鑽桿下口吸進，通過鑽桿中心排出至沉澱池內。其鑽進與排渣效率較高，但接長鑽桿時裝卸麻煩，鑽渣容易堵塞管路。
另外，囚泥漿是從上向下流動，孔壁坍塌的可能性較正迴圈法的大，為此需用較高質量的泥漿。
(4)孔徑檢查與清孔：鑽孔的直徑、深度和孔形直接關係到成樁質量，是鑽孔樁成敗的關鍵。為此，除了鑽孔過程中嚴謹操作、密切觀測監督外，在鑽孔達到設計要求深度後，應採用適當器具對孔深、孔徑、孔形等認真檢查，符合設計要求後，填寫「終孔檢查證」。
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