桥梁施工技术讲座.ppt

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桥梁工程概论,桥梁工程是有关桥梁勘测、设计、施工、,养护、维修和检定及与桥梁相关的科学研究和,工程技术的总称。它是土木工程的一个重要组,成部分。,桥梁的基本组成及分类,桥梁的组成,通常来讲，桥梁由上部结构、下部结构、基础和,附属结构四部分组成。下图表示一座桥梁的全貌。从图,中可见桥梁的基本组成部分及各部位名称。,桥梁的分类,桥梁分类：一、体系分类，二、按跨径分类，三、按桥面位置分类，四、按主要承重结构所用的材料，五、按跨越方式分类，六、按施工方法分类,一、按体系分类,按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。,1、梁式桥：主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。,2,、拱式桥：拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为,170,米。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价。,拱式桥图片,3、刚架桥：是一种桥跨结构和墩台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大。,刚架桥图片,4,、斜拉桥：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。,斜拉桥照片,5、悬索桥：主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。,悬索桥图片,二、按跨径分类,桥涵分类,多孔跨径总长,L,（,m,）,单孔跨径,L,K,（,m,）,特大桥,L,1000,L,K,150,大桥,100L1000,40L,K,150,中桥,30L,100,20L,K,40,小桥,8L30,5L,K,20,涵洞,-,L,K,5,三、按桥面位置分类,上承式桥 置在桥跨结构上面,下承式桥 置在桥跨结构下面,中承式桥 置在桥跨结构中间,上承式桥,下承式桥,中承式桥,四、按主要承重结构所用的材料,按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。,五、按跨越方式分类,按跨越方式分类，可分为固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥等,六、按施工方法分类,按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥梁的和节段式施工桥梁。,整体式：整体式是在桥位上搭脚手架、立模板、然后现浇成为整体式的结构。,节段式：节段式是在工厂(或工场、桥头)预制成各种构件，然后运输、吊装就位、拼装成整体结构；或在桥位上采用现代先进施工方法逐段现浇而成整体结构。用于大跨径预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、拱桥以及斜拉桥、悬索桥的施工。,第二章 桥梁施工技术,一,、,桥梁施工方法及选择,1.,桥梁基础工程施工方法,在桥梁工程中，通常采用的基础形式有扩,大基础、桩基础、沉井基础等，其施工方法分,类见下图。,1,）扩大基础,所谓扩大基础，是将墩台及上部结构传来的荷载由,其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式，一般采,用明挖基坑的方法进行施工，故又称为明挖扩大基础或,浅基础。,其主要特点是：,由于能在现场用眼睛确认支承地基的情况下进行,施工，因而其施工质量可靠；,施工时的噪声、振动较小，对地下水污染轻，对,邻近建筑基础危害较小；,与其他类型的基础相比，施工所需的操作空间较,小；,在多数情况下，比其他类型的基础相比，造价省、,工期短；,易受冻胀和冲刷产生的恶劣影响。,扩大基础的施工顺序是：,开挖基坑，对基底进行处理,(,当地基承载力不满足要,求时需对地基进行加固,),，砌筑圬工或立模、绑扎钢筋、,浇筑混凝土。其中，开挖基坑是基础施工中的一项主要,工作，而且在开挖过程中，必须解决好支挡与排水的问,题。,扩大基础施工的难易程度与地下水处理的难易有关。,当地下水位高于基础的底面高程时，施工时应采取排水,措施，如打钢板桩或考虑采用集水坑用水泵集中排水、,深井排水及井点法等，使地下水位降至开挖面以下。还,可采用化学灌浆法及围幕法进行止水或排水。但扩大基,础的各种施工方法都有各自特有的制约条件，因此在选,择时应特别注意。,2,）桩基础,桩是深入土层的柱形构件，其作用是将来自桩顶的,荷载传递到土体中的较深处。根据不同情况，桩可以,有不同的分类方法。这里我们按成桩方法对桩进行分类,如下。,（,1,）沉入桩,沉入桩是将预制桩用锤击打或振动法沉入地层至设,计要求的高程。预制桩包括钢筋混凝土桩和钢桩等，一,般有如下特点：,由于桩是在预制场制作，故桩身质量易于控制；,沉入时的施工工序简单，工效高，能保证质量；,易于在水上施工；,多数情况下施工噪声和振动大，污染环境；,沉入长桩时受运输和起吊设备限制，且存在现场,接桩，接头工艺复杂；,穿越较坚硬的土层时需要较多的辅助施工措施。,（,2,）灌注桩,灌注桩是在现场采用钻孔机械,(,或人工,),将地层钻挖成,设计孔径和深度的孔后，将预制成一定形状的钢筋骨架,吊入孔内，然后往孔内灌入流动的混凝土而形成的桩基。,当钻孔深度较大时孔内往往有水，故多采用水下混,凝土灌注法。,灌注桩的特点是：,与沉入桩的锤击法和振动法相比，施工噪声和振,动要小得多；,能修建比预制直径大得多的桩；,与地基的土质无关，在各种地基上均可使用；,施工时应特别注意钻孔时的孔壁坍塌、桩尖处地,基的流沙及孔底沉淀等情况的处理；,因混凝土是在水中浇注的，故混凝土质量较难控,制。,（,3,）大直径桩,一般认为，直径,2.5m,以上的桩称为大直径桩，目,前，桩基础的最大直径已达,6m,。,根据桩的受力特点，大直径桩多做成变截面的形式。,大直径桩与普通桩在施工方法上的区别主要反映在钻机,选型、护孔泥浆及施工工艺等方面。,3,）沉井基础,沉井基础是一种断面和刚度均比桩基础大得多的筒,状结构，施工时在现场开挖井内土方，使之沉落到预定,支承的地基上。,在岸滩或浅水中建造沉井时，可采用“筑岛法”施,工；,在深水中修建，则可采用浮式沉井，将沉井基础浮,运到预定位置，再进行下沉施工。按材料、形状和用途,不同，可将沉井分成许多类型，但沉井基础有如下共同,的特点：,沉井基础的适宜下沉深度一般为,1040m,；,与其他形式的基础相比，沉井基础的抗水平推力,作用的能力、竖向支承力均较大；,由于沉井基础的刚度大，故其变位较小。,沉井基础的施工难点在于沉井的下沉。沉井的下沉,主要是通过从井孔内挖除土，清除刃脚正面阻力及沉井,内壁摩阻力后，依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分,为排水开挖下沉和不排水开挖下沉，但其基本施工方法,应为不排水开挖下沉，只有在稳定的土层中，而且渗水,量不大时，才采用排水开挖法下沉。另外还有压重、高,压射水、炮振,(,必要时,),、降低井内水位减小浮力、,采用泥浆润滑套或空气幕等一些沉井下沉的辅助施工,方法。,4,）地下连续墙,地下连续墙是用膨润土泥浆进行护壁，在防止开,挖壁面坍塌的同时在设计位置开挖出一条狭长端圆的,深槽，然后将钢筋骨架放入槽内，并灌注水下混凝,土，从而在地下形成连续墙体的一种基础形式。,目前，我国多用于临时支挡工程，国外已有作为永,久基础的实例。地下连续墙有墙式和排柱式之分，但,一般多用墙式。,地下连续墙的特点有：,施工时的噪声、振动小；,墙体刚度大且截水性能优异，对周边地基无扰动,所获得的支承力大，可用做刚性基础，对墙体进,行适当的组合后可以代替桩基础和沉井基础；,在挖槽时采用泥浆护壁，如管理不当，容易出现槽,壁坍塌的问题。,2,承台,位于旱地、浅水河中采用土石筑岛法施工桩基的,桥梁，其承台的施工方法与扩大基础的施工方法相类,似，可采用明挖基坑、简易板桩围堰后开挖基坑等方法,进行施工。,对深水中的承台，可供选择的方法有：钢板桩围堰、,钢管桩围堰、双壁钢围堰及套箱围堰等。不论何种围堰，,其目的都是为了止水，以实现承台在无水环境中施工双,壁钢围堰通常是将桩基和承台的施工一并考虑，即先在,围堰顶设置钻孔平台，待桩基施工结束后拆除平台，再,在围堰内进行承台的施工；套箱围堰多采用钢材制作，,分有底和无底两种类型，根据受力情况不同又可设计成,单壁或双壁套箱。,3.,墩,(,台,),身,墩,(,台,),身的施工方法根据其结构形式的不同而不同。,对结构形式较简单，高度又不大的中、小桥的墩,(,台,),身，通常采用传统的方法，一次砌筑或立模,(,一次或多次,),现浇施工，但对高度较高的墩台及斜拉桥、悬索桥的索,塔，则有较多的施工方法可供选择。而施工方法的多样,化主要反映在模板结构形式的不同上。近年来，滑升模,板、爬升模板和翻升模板等在高墩及索塔上应用较多，,其共同的特点是：将墩身分成若干个节段，从下至上逐,段进行施工。,采用滑升模板,(,简称滑模,),施工，对结构物外形尺寸,的控制较准确，施工进度平稳、安全，机械化程度高，,但因多采用液压装置实现滑升，故成本较高，所需的机,械设备种类也较多；,爬升模板,(,简称爬模,),一般要在模板外侧设置爬升架，,因此这种模板相对而言需耗用较多的材料，体积也较庞,大，但不需设另外的提升设备；,翻升模板,(,简称翻模,),结构较简单，施工也较方便，不,过需要设专门用于提升的起吊设备。,高墩的施工，应根据现场的实际情况，进行综合比,较后来选择适宜的施工方案。,二、桥梁上部结构施工方法,桥梁上部结构的形式是多种多样的，其施工方法,的种类也较多，但除一些比较特殊的施工方法外，大,致可分为预制安装和现浇两大类。上部结构的施工方,法分类见下图所示。,1.,预制安装法,预制安装可分为预制梁安装和预制节段式块件拼装,两种类型。前者主要指装配式的简支梁桥：如空心板、,T,形梁、工字形梁及小跨径箱梁等的安装，尔后进行横向,联结或施工桥面板而使之成为桥梁整体；后者则将梁体,(,一般为箱梁）沿桥轴线分段预制成节段式块件，运至现,场进行拼装，其拼装方法一般多采用悬臂法。连续梁、,T,构、刚构和斜拉桥都可以应用这种方法进行施工。,下面简要介绍几种常用的预制安装施工方法的特点及,适用场合。,1,）自行式吊车吊装法,这种吊装法多采用汽车吊、履带吊和轮胎吊等机械，有单,吊和双吊之分。此法一般适用于跨径在,30m,以内的简支梁桥的安,装作业。在现场应有足够安置吊车的场地，同时要保证运梁道路,的畅通，吊车的选用应充分考虑梁体的重量和作业半径后方可决,定。,2,）跨墩龙门安装法,在墩台两侧沿桥向设置轨道，在其上安置跨墩的龙门吊，将,梁体在起吊状态下运至架设地点，然后安装在预定位置。其优,点是：施工作业简单、迅速，可快速施工，容易保证施工安全。,但要求架设的地形应平坦，且桥墩不能太高。因设备的费用较,大，架设安装的孔数不能太少。,3,）架桥机安装法,这是预制梁典型的安装方法。在孔跨内设置安装导梁，以此,作为支承体来架设梁体，这种作为支承梁的安装梁结构称为架桥,机。目前架桥机的种类甚多，按形式的不同可分为单导梁、双导,梁、斜拉式和悬吊式等。悬臂拼装和逐跨拼装的节段式桥梁也经,常采用专用的架桥机进行施工。其特点是：不受架设孔跨桥墩高,度的影响，也不受桥下地形条件的影响；架设速度快，作业安全,度高；对于孔数较多的桥梁更具有优越性。,4,）浮吊架设法,这种方法一般适用于河口、海上长大桥梁的安装，包括整孔,架设和节段式块件的悬臂拼装。采用此法工期较短，但大型吊具、,架设用的卡具等设备均较大型化，浮吊所需费用较高，且易受气,象、海象和地理条件等影响。梁体安装就位时浮力的减小会引起,浮吊和船舶的移动，伴随而来的是梁体的摇动，因此应充分考虑其倾覆问题。,5,）浮运整孔架设法,是将梁体用船舶运至架设地点后进行安装的方法，,可采用两种方式：一种方式是用两套卷扬机,(,或液压千,斤顶装置,),组合提升吊装就位，另一种方式是利用船舶,的吃水落差将整孔梁体安装就位。,6,）逐孔拼装法,逐孔拼装法一般适用于节段式预应力混凝土连续梁,的施工。在施工的孔跨内搭设落地式支架或采用悬吊式,支架，将节段预制块件按顺序吊放在支架上，然后在预,留孔道内穿入预应力钢筋，对梁施加预应力使其成为整,体，这种方法形象地称为“穿糖葫芦”,7,）悬臂拼装法,悬臂拼装法多用于预应力混凝土梁体的施工，其他,类型的桥梁也可选用。这是一种将梁体分节段预制，墩,顶附近的块件用其他架设机械安装或现浇，然后以桥墩,为对称点，将预制块件沿桥跨方向对称起吊、安装就位,后，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合龙的施工,方法。悬臂拼装法施工速度快，预制块件质量易控制，,但预制场地较大，且拼装精度要求高。这种施工方法可,不用或少用支架，施工时不影响通航或桥下交通，宜在,跨深水、山谷或海上进行施工，并适用于变截面预应力,混凝土梁桥。,2.,现浇法,1,）固定支架法,这是在桥跨间设置支架、安装模板、绑扎钢筋、,现场浇筑混凝土的施工方法。特别适用于旱地上的钢筋,混凝土和预应力混凝土中小跨径桥梁的施工。支架按其,结构的不同分为满布式、柱式、梁式、梁柱式等几种，,所用材料有门式支架、扣件式支架、贝雷桁片、万能杆,件及各种型钢组合构件等。固定支架的施工特点是：梁,的整体性好，施工平稳、可靠，不需大型起重设备；施,工中无体系转换的问题；需要大量施工支架，并需要有,较大的施工场地。,2,）逐孔现浇法,逐孔现浇法分在支架上逐孔现浇和移动模架逐孔现,浇，目前较多采用后者。移动模架逐孔现浇施工方法自,20,世纪,50,年代末开始使用以来，得到了较广泛的应用，,特别是多跨长桥如高架桥、海湾桥，使用十分方便，施,工快速、安全，机械化程度高，减小劳动强度，少占场,地，不会受桥下条件影响。但因模板拼装与拆卸均较复,杂，所以一般适用于跨径,20,50m,的预应力混凝土连续,梁桥施工，且桥长在,500m,以上。,3,）悬臂浇筑法,这种方法最常用的是采用挂篮悬臂浇筑施工，在桥,墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定,强度后张拉预应力筋，移动挂篮继续施工，使悬臂不,断接长，直至合龙。挂篮的构造形式很多，通常由承,重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台等,组成。挂篮的功能是：支承梁段模板，调整位置，吊,运材料机具，浇筑混凝土，拆模和张拉预应力钢筋等,工作。悬臂浇筑法施工不需在跨间设置支架，使用,少量机具设备便可以很方便地跨越深谷和河流，适用,于大跨径连续梁桥的施工。同时根据施工受力特点，,悬臂施工一般宜在变截面梁中使用。,4,）顶推法,顶推施工是在桥台的后方设置施工场地，分节段浇,筑梁体，并用纵向预应力钢筋将浇筑节段与已完成的梁,体连成整体，在梁体前端安装长度为顶推跨径,0.7,倍左,右的钢导梁，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前方,推出施工场地，重复这些工序即可完成全部梁体的施工。,顶推法的施工特点是：由于作业场所限定在一定范围,内，可设置顶棚，不受天气影响，能全天候施工。连续,梁的顶推跨径以,30,50m,最为经济，若跨径大于此值，,则需要有临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面,预应力混凝土连续梁中使用，也可在结合梁和斜拉桥的,主梁中使用。,3.,转体施工法,转体施工法多用于拱桥的施工，也可用于斜拉桥,和刚构桥的施工。这种施工法是在岸边立支架,(,或利用,地形,),预制半跨桥梁的上部结构，然后借助上下转轴偏,心值产生的分力使两岸半跨桥梁上部结构向桥跨转,动，用风缆控制其转速，最后就位合龙。该法适用于,峡谷、水流湍急、通航河道和跨线桥等特殊地形的桥,梁，具有工艺简单、操作安全、所用设备少、施工速,度快等特点。,三、桥梁施工方法的选择原则,施工方法的分类乃是一种权宜的办法，在实际施工中不太可,能仅采用分类中某一种施工方法，多数情况下是将几种方法组合,起来应用。另外，桥梁的施工方法很多，本书不可能将所有的施,工方法全部包罗，即使是同一种方法应用中也有不同情况，所需,的机具、劳力、施工的步骤和施工期限等也不一样，因此，在选,择桥梁施工方法时应根据桥梁的设计要求、施工现场环境、人员,设备、施工经验等因素综合考虑，选择最佳的施工方法。,选择桥梁施工方法时应考虑的主要因素有以下几点：,桥梁的结构形式和规模；桥位处的地形、自然条件和,社会环境；施工机械和施工管理的制约；以往的施工经,验；安全性和经济性等。,四、施工准备,建立必要的技术和物质条件，统筹安排施工,力量和施工现场，保证施工得以顺利进行。,施工准备通常包括技术准备、劳动组织准备、,物质准备和施工现场准备等工作。,1.,技术准备,技术准备是施工准备的核心，其内容包括：,熟悉设计文件、研究施工图纸及现场核对；,原始资料的进一步调查分析，包括自然条件的调,查分析、技术经济条件的调查分析；,施工前的设计技术交底；,制定施工方案、进行施工设计；,编制施工组织设计；,编制施工预算等。,2.,施工组织准备,施工组织准备的内容包括：,建立施工组织机构；,合理设置施工班组；,集结施工力量，组织劳动力进场；,施工组织设计、施工计划和施工技术交底；,建立健全各项管理制度等。,3.,物资准备工作,物资准备工作的内容包括：,材料准备；,施工设备的准备；,其它各种小型工具、小型配件准备等。,4.,施工现场准备,施工现场准备的内容包括：,施工控制网测量；,补充钻探；,搞好“四通一平”；,建造临时设施；,安装调试施工机具；,材料的试验和储存堆放；,新技术项目的试验；,冬、雨季施工安排；,消防、保安措施；,建立健全施工现场各项管理制度等。,五、桥梁施工组织设计,施工组织设计是指导桥梁施工的基本技术经济文,件，也是对施工实行科学管理的重要手段和依据。,1.,以工程项目、单项工程或单位工程为对象编制,将整个工程项目分解为各单项工程,各单项工程分解为单位工程,单位工程分解为各分部工程,分部工程分解为各分项工程,进一步分解为各道工序。,2.,编制施工组织设计的目的，就是在保证工程质量,的前提下，尽可能地缩短工程工期、降低工程成本、,尽早发挥工程项目的经济效益。,1.,施工组织设计的编制原则,首先必须体现施工过程的规律性；,其次要体现组织管理的科学性、技术的先进性。,具体有以下原则：,充分利用时间和空间；,人尽其力、物尽其用；,工艺与设备配套的优选；,最佳技术经济决策；,专业化分工与紧密协作相结合；,供应与消耗的协调。,2.,施工组织设计的任务,确定开工前必须完成的各项准备工作；,选择经济合理的施工方案,包括施工顺序、施工方法和施工机械、尽可能的,流水施工作业、合理安排施工力量（劳力、机械、,技术管理人员、技工等）；,编制切实可行、逻辑关系严密的工程进度计划，,确定施工速度；,编制资源（包括劳力、材料、机具设备、资金等）,需要量计划；,制订采购、运输计划，以便及时供应物资，确保,施工现场的物资消耗；,合理布置施工现场总平面图，充分利用空间；,切实安排好冬、雨季施工项目，保证全年不间断,施工；,提出切实可行、技术先进、经济合理的施工技术,措施、组织措施、安全措施和质量保证措施；,合理组织包括基本生产、附属生产及辅助生产在,内的全部施工活动等。,3.,施工组织设计的编制依据,有关法律法规、标准、规程和规范；,上级有关部门的指示；,计划和设计文件，包括已批准的计划任务书、初步,设计、技术设计和施工图设计；,自然条件资料，包括地形资料、工程地质资料、水,文地质资料、气象资料等；,建设地区的技术经济资料，包括地方工业、交通运,输、资源、供水、供电、当地施工企业情况等；,施工单位可能配备给该项目的人力、机械设备，当,地施工企业的施工力量、技术状况和施工经验等；,有关的合同规定。,六、桥梁施工技术,桥梁基础施工技术,一、,明挖基础施工技术,明挖基础常称大开口基础。按河床中有水、无水，又可分,为有水开挖基础和无水开挖基础两种。明挖基础的主要工程量,在于基坑的开挖，尤其是在有水河床中开挖基础，其工作尤为,艰巨。,（一）基坑开挖,1.,一般规定和施工要求,(1),基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的拦水,(,土埂、围堰,),和排水,(,沟道,),设施。,(2),基坑顶面有动荷载时，坑顶边与动荷载间应有不小于,1m,宽的护道，如荷载过大时宜设宽护道。如工程地质不良，应采,取加固措施。,(3),为减轻基坑坡壁顶面静荷载，沿基坑顶面四周至少在,1m,范围内不得堆置土方、物料。,(4),基坑底部工作面：,地下水位低于基坑底面高程的工作面,(,下左图,),。,一般土质采用集水坑明排水时的工作面,(,下右图,),。,（,5,）基坑壁坡不易稳定并有地下水影响，或放坡开,挖场地受到限制，或放坡开挖工程量大、不符合技术经,济要求时，可按具体情况，采用挡板支撑、钢木结合支,撑、混凝土护壁,(,喷射混凝土护壁、现浇混凝土护壁,),、,钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、锚杆支护及地下连,续墙等。,2.,无水基坑开挖方法,一般小桥、湿基础，工程量不大的无水基坑，可用,人力施工法；大、中桥基础工程，基坑深、平面尺寸,大，挖方量也相应增加，可用挖掘机械或半机械施工，,以降低劳动强度和提高工作效率。,3.,挖基注意要点与水中挖基,1),挖基注意要点,根据施工期限、设备条件、工地环境及地质情况，,基坑可以使用机械或人工开挖，但不论采取何种方法施,工，基底均应避免超挖，已经超挖或松动部分，应将松,动部分予以清除。,任何土质基坑，挖至高程后不得长时间暴露、扰动,或浸泡，而削弱其承载能力。一般土质基坑，挖于接近,基底高程时，应保留,1020cm,一层,(,俗称最后一锹土,),在,基础施工前以人工突击挖除，并迅速检验，随即进行基,础施工。,弃土堆置应按指定地点堆放，不得妨碍基坑挖掘,或影响其他作业，基坑上口附近不应堆土，以免影响边,坡稳定。,2),水中挖基,排水挖基有困难或有水中挖基的设备时，可采用水,中挖基法。,(1),水力吸泥机 适用于砂类土及砾卵石类土，不受,水深限制，其出土效率可随水压、水量的增加而提高。,(2),空气吸泥机 适用于水深,5m,以上的砂类土或夹有,少量碎卵石的基坑，浅水基坑不宜采用。在黏土层 使用,时，随与射水混合进行。,(3),挖掘机水中挖基 适用于各种土质，但开挖时须,注意不能破坏基坑边坡的稳定。,4.,基坑支撑,当地下水位高于基底高程，土壤的渗透性较大，,坑壁土质不稳定，或基坑开挖受场地限制时，可采取支,撑措施。常用的支撑方式及适用条件可查阅有关技术手,册。,（二）围堰与排水,1.,围堰,围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位,(,包括,浪高,)50,70cm,。应考虑河流断面被压缩后，流速增大,引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通航、导流等,因素。应满足基础施工的需要,(,包括坑内集水沟、排水井,、工作余裕空间等所必需的工作面,),。应满足堰身强度和,稳定,(,防止滑动、倾覆,),的要求。围堰修筑要求防水严密，,尽量减少渗漏，以减轻排水工作，为此，须注意堰身修,筑质量。除工程本身需要外，一般情况下宜充分利用枯,水期施工，如在洪水、高潮时期，应做好周密保护。,2.,基坑排水,1),明排水法,明排水法是指从基坑内直接排除,(,用泵汲抽除与人工降低地下,水位两类,),，并持续至基础工程完成进行回填土后才停止。排水,设备的总排水量一般可按渗水量的,1.5,倍估算，渗水量变化较大,时，宜用多台小排水量的水泵，以利施工过程随时调节。,为防止地面水流入基坑，一般在坑口四周筑截水土堰,(,可利用,弃土作土埂,),，并将抽出水引开。在坑内基础范围外设排水沟和集,水井，每隔,20,40m,设一个，井的直径或边宽一般为,60,80cm,，,深度可为,80,l00cm(,潜水泵抽汲时，必须保证在水中抽汲，故不,宜太浅,),。见下图。,2),井点排水法,当土质为粉、细砂土和地下水位较高，而挖深较大,时，易发生流砂现象；当基坑有大量地下水涌出时，易,导致坑臂滑坍或引起附近建筑物下沉；施工场地狭窄，,放大边坡有困难；泥水混杂，排水时夹砂带泥随水排出,降低坑底地基强度等，都不适合采用明排水法，可采用,井点排水法，井点排水适用于渗透系数为,0.5,150m,d,的土壤；降水深度一般可达,3,9m,，最大可达,20m,以上。各种井点法的选用可视土层渗透系数、降低水位,深度和工程特点而定。,（三）基底检验与处理,1.,一般基底检验内容,基底挖至设计高程时，须及时进行检验，以免暴露时间,过长，对基底不利；检验符合要求时，方可砌筑基础或其他工,序；,检查基底地质情况是否与设计文件相符合；,检查基坑开挖高程、尺寸是否满足设计规定要求；,基坑中线位置、形状是否与设计文件相符；,基坑尺寸、形状、位置、基底高程、中线位置如有变化，,须查明设计变更依据文件；,对基坑的排水及地下水处理，必须确保基坑圬工的质量；,对土质基底须检查有否超挖回填、扰动原状土的情况；,对石质基底应检查岩层风化程度，对倾斜的基底还需检查,台阶开挖情况；,在永冻基底，应检查防融温层的敷设是否良好；,对土质基底有疑问时，应作土壤分析或其他试验进行核实，,以便确定是否进行基底加固等处理。,2.,基底检验,1),小桥和涵洞基底的检验,(1),一般经过直观或触探器确定土质与设计要求符合时，即可,签认进行浇砌基础。,(2),经过直观或触探对土质有疑问时，应取土样做土的物理力,学性能试验，如颗粒分析、天然密度、天然含水量、天然孔隙比,、液限、塑限、密度、可塑性、压缩性和抗剪强度等试验，以鉴,定土的容许承载力，或钻探,24m,以上，检查下卧层土质。,(3),特殊设计的小桥涵对地基沉降有严格要求，当属于下列,不良土质情况时，宜进行载荷试验。,风化颇重的岩层；,松散砂类土的相对密实度,D,0.33,；,黏质土的天然孔隙比超过下列限度时；黏土质砂,e,o,0.7,，,低液限黏土,e,0,1,，高液限黏土,e,0,1,；,含有大量有机物的吹填土或砂土、黏土；,含有大块杂质,(,尤其是多量碎砖瓦等,),的填筑土。,(4),对经过加固处理的地基，应根据不同加固方法的质量要求,采用相应的检验方法，但包括量测加固范围、桩位偏差和桩体垂,直度偏差，用环刀法取样或灌砂法测定压实度或干密度，用静力,触探或动力触探检验加固处理后的效果。,2),大、中桥和填土在,12m,以上涵洞基底的检验,一般由检验人员用直观、触探、挖试坑或钻探,(,钻探至少,4m,以上,),试验等方法确定土质容许承载力，确认符合设计要求,后，即可进行基础施工。,在地质特别复杂，或在设计文件中有特殊要求必须做载荷,试验时，才做载荷试验。必要时还应做土工试验，以与载菏试验,核对。,在特殊地基上已经加固处理，又经触探、密实度检验后，,尚有疑问时，则应再做载荷试验。确认符合设计要求后，才能进,行基础圬工的施工。,3),检验注意事项,地基经检验后，需要作大的加固处理时，应由施工单位邀,请建设单位及设计单位共同研究确定。加固处理完毕，应再检验,合格后，方可进行基础施工。,桥涵地基检验，除了平面、尺寸和地基变形观测外，检,验方法主要有静力触探、动力触、探、标准贯入试验，土压力、,孔隙水压力及土位移测试，载荷试验、旁,(,横,),压试验，排水固结,法加固的地基有时还需要做十字板剪切试验。无论何种测试方,法，都有一定的局限性，故宜采用多种方法进行综合评价。现,场测试要辅以取样做室内土工试验，如设计文件已规定有检验,项目和检验方法的，按设计规定办理。,为了有较好的可比性，加固前后两次的测试项目应力求对,应，甚至最好由同一组织用同一仪器按同一标准进行。,3.,基底处理,根据基底不同地质情况，分别处理。,1),岩层：应先将岩面清洁，再筑基础。在风化的岩,层基底上建筑基础时，应按基础尺寸凿除已风化的表面,岩层，在砌筑基础圬工的同时将基坑填满、封闭；岩层,倾斜时，应将岩层面凿平或凿成台阶，使承重面与重力,线垂直；砌筑前，岩层表面用水冲洗干净。,2),碎石类或砂类土层：整修平整基底后在基底上铺,筑一层,1525cm,厚的碎石或片石，砌筑前铺一层,2cm,厚,的水泥砂浆，然后在其上砌筑基础；并保持新砌筑的基,础圬工不受水浸。,3),黏土层：铲平基底,(,不得用回填土,),，必要时，于基底上,加铺一层,10,15cm,厚的夯填碎石，碎石面不得高出基底设计高,程；当基底土的含水量较大，出现松软“弹簧”现象，不得夯填，,须另作加固处理；基坑处理后，应在最短期间砌筑基础，避免暴,露过久。,4),软土层：可根据软土层的厚度和力学性质及施工条件，,采用换填土、砂砾垫层、袋装砂井、塑料排水板、土工织物,(,土,工布,),、生石灰桩、真空预压或粉体喷射搅拌等处理方法。,5),湿陷性黄土：基底必须有防水措施。根据土质条件，使,用重锤夯实、换填、挤密桩等措施，进行加固，改善土层性质；,基础回填不得使用砂、砾石等透水土壤，应用原土加夯封闭。,二、钻,(,挖,),孔灌注桩基础施工技术,采用不同的成孔方法，在土中形成一定直径的井,孔，达到设计高程后，将钢筋骨架,(,笼,),吊入井孔内，灌,注混凝土形成的基础称为灌注混凝土桩基础。主要介绍,钻,(,挖,),孔灌注桩施工，分成孔和灌注水下混凝土两大步,骤。,（一）钻孔方法和机具设备,1.,钻孔方法分类,(1),冲击法：用冲击钻机或卷扬机带动冲锥，借助,锥头自重下落产生的冲击力，反复冲击破碎土石或把土,石挤入孔壁中，用泥浆浮起钻渣，借助机械排出而形成,钻孔。,(2),冲抓法：用冲抓锥依靠自重产生的冲击力，,切入,(,破碎,),土层，叶瓣抓出土形成钻孔。,(3),旋转法：用人力或机械通过钻杆带动锥,(,钻头,),旋转切削土层，用泥浆浮起钻渣，借助机械排出而形成,钻孔。,2.,常用的钻孔方法和适用条件,机动推钻：适用于黏质土，砂土，你囱粒径小于,10cm,、含量少于,30,的碎石土，孔径,60,160cm,。,回转钻机：适用于黏质土，砂土，砾卵石粒径小于,2cm,、含量少于,20,的碎石土，软岩，孔径,80,250cm,。,潜水钻机：适用于淤泥，黏质土，砂土，砾卵石粒,径小于,10cm,、含量少于,20,的碎石土，孔径,60-150cm,。,冲,(,击,),抓锥：适用于各类土层，孔径,60200cm,。,二、施工工艺流程,钻孔灌注桩施工工艺流程见下图所示。,场地准备,测量放样,埋设护筒,钻机就位,钢筋加工,钻孔,故障处理,终孔,清孔,验孔,钢筋骨架及导管安装,水下混凝土灌注,验桩,1.,钻孔准备工作,1),钻孔场地准备,场地为旱地时，应清除杂物，换除软土，整平夯实。,场地为陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台。,场地为浅水时，宜采用筑岛施工，筑岛面积应根据钻孔、,设备大小等要求确定。,场地为深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，平台须牢,固稳定，能承受工作时所有静、动荷载，并考虑施工机械能安全,进出。如水流平稳，水位升降缓慢，全部工序可在船舶或浮箱,上进行，但须锚碇稳固，桩位准确。如流速较大，但河床可以,整理平顺时，可采用钢板或钢丝网水泥薄壁浮运沉井，就位后灌,水下沉至河床，然后在其顶部搭设工作平台，在其底部安设护,筒；浮运沉井的要求可参照有关浮式沉井要求处理；在某些情况,下，可在钢板桩围堰内搭设钻孔平台。,2),钻孔护筒形式选择,护筒有保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水,位高出施工水位以维护孔壁，导向等作用。,护筒种类有：木料护筒，钢制护筒，钢筋混凝土护,筒。,护筒内径席比桩径稍大：当护筒长度在,26m,范围,时，机动推钻和有钻杆导向的正、反循环回转钻宜大,20-,-30cm,；无钻杆导向的正、反潜水电钻和冲抓冲锥宜大,30,一,40cm,。,3),泥浆准备,泥浆有维护孔壁不致坍塌的作用。在正循环钻进中,还起着悬浮钻渣，并挈带钻渣流出的作用。在成孔过,程中，泥浆越稠效果越好。但泥浆太稠对排渣和灌注,水下混凝土不利，对桩的承载力也有影响。,泥浆一般可采用塑性指数大于,25,，粒径小于,0.005mm,的黏粒含量大于,50,的黏土制浆。制浆时，,应将黏土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。冲击,钻进时，可在钻孔内直接投放黏土，以钻锥冲击制成,泥浆。调制的泥浆应根据钻孔方法和地层情况采用不,同性能指标。,2.,钻孔,1),注意事项,采用正、反循环钻造孔时，开孔第一钻的位置是否正确，,对桩位的准确度和竖直度的影响很大，须十分注意。采用冲击法,造孔时，应以小冲程开孔，使初成之孔坚实、竖直、圆顺，能起,导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻锥全高加冲程后，,方可施行正常冲程的冲击。,每孔开钻前应检查钻锥直径，如过小应及时焊补，不宜在,钻进中焊补，以免卡钻。,起、落钻锥速度应均匀，不得突然加速，以免碰撞孔壁，,形成坍孔。,停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。,在抽渣或停钻时，应保持孔内具有规定的水位和泥浆相对,密度、黏度等，以防坍孔。,3.,清孔,1),抽浆清孔法,空气吸泥机清孔，或离心吸泥泵清孔。此法清孔较彻底适,用于各种方法钻孔的柱桩和摩擦桩，一般用反循环钻机、空气吸,泥机、水力吸泥机或离心吸泥泵等进行。,2),换浆清孔法 适用于正循环钻孔法的摩擦桩于钻孔完成,后，提升钻锥距孔底,1020cm,，继续循环，以相对密度较低,(1.11.2),的泥浆压入，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥,浆换出。,3),掏渣清孔法,用抽渣筒，或冲抓钻清掏孔底粗钻渣，仅适用于机动推钻、,冲抓、冲击钻孔的各类土层摩擦桩的初步清孔，掏渣前可先投入,水泥,1,2,袋，再以钻锥冲出数次，使孔内泥浆、钻渣和水泥形成,混合物，然后用掏渣工具掏渣。当要求清孔质量较高时，可使用,高压水管插入孔底射水，使泥浆相对密度逐渐降低。,4),喷射清孔法,只宜配合其他清孔法使用，是在灌注混凝土前对孔底进行高,压射水或射风数分钟，使剩余少量沉淀物飘浮后立即灌注水下,混凝土。,5),注意要点,不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔,内水头，防止坍孔；,柱桩应以抽浆法清孔，清孔后，将取样盒,(,开口铁盒,),吊至,孔底，待灌注水下混凝土前取出，检查