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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、地下連續墻等，其中樁基礎又包括沉入樁、灌注樁。

二、適用條件

1.剛性基礎：適用于各類土層，根據土質情況分別采用鐵鎬、十字鎬、爆破等設備和方法開挖。

2.樁基礎：按施工方法可分為沉樁、鉆孔樁、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于松散、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于砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土;射水沉樁法適用在密實砂土，碎石上的土層中。用錘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，可用特制的液壓機或機力千斤頂或卷揚機等設備沉入各種類型的樁;鉆孔埋置樁為鉆孔后.將預制的鋼筋混凝土圓形有底空心樁埋人，并在樁周壓注水泥砂漿固結而成，適用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直徑圓樁。

(2)鉆孔灌注樁適用于黏性土、砂土、礫卵石、碎石、巖石等各類土層;挖孔灌注樁適用于上地下水或少量地下水。且較密實的土層或風化巖層，如空氣污染物超標，必須采取通風措施。

(3)管柱、沉井適用于各種土質的基底，尤其在深水、巖面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚的自然條件下，不宜修建其他類型基礎時，均可采用。

(4)地下連續墻適用于作地下擋土墻、擋水圍堰、承受豎向和側向荷載的橋梁基礎、平面尺寸大或形狀復雜的地下構造物基礎，可用于除巖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、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎結構物等。

(一)準備工作

在開挖基坑前，應做好復核基坑中心線、方向和高程，并應按地質水文資料，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臺的縱橫軸線，推算出基礎邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖范圍。基坑底部的尺寸較設計平面尺寸每邊各增加0.5～1.0m，以便于支撐、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

對于在干涸河灘、河溝中，或經改河或筑堤能排除地表水的河溝中，在地下水位低于基底，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，不影響鄰近建筑物安全的場所，可選用坑壁不加支撐的基坑。

黏性土在半干硬或硬塑狀態，基坑頂無活荷載，稍松土質，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，均可采用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以內，土的濕度正常時，采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臺階。基坑深度大于5m時，坑壁坡度適當放緩，或加做平臺。土的濕度影響坑壁的穩定性時，心采用該濕度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。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巖石，可用垂直坑壁開挖，在坑壁坡度變換處，應保留有至少0.5m的平臺。

2.坑壁有支撐的基坑

當基坑壁坡不易穩定并有地下水，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，采取加固坑壁措施撐、鋼木結合支撐、混凝土護壁及錨桿支護等。

混凝土護壁一般采用噴射混凝土。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后再補噴，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，可采用井點排水法。

3.其他排水法。對于土質滲透性較大、挖掘較深的基坑，可采用板樁法或沉井法，此外，視上程特點、工期及現場條件等，還可采用帳幕法，即將基坑周圍土層用硅化法、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置截水溝.并防止水溝滲水，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于0.5m，動荷載距坑邊緣不小于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，坑壁有無松散塌落現象發生;

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，應保留不小于30cm厚度的底層，在基礎澆筑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，對橋臺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制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制成。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。這里介紹錘擊沉樁的施工方法。

1.概述

錘擊沉樁一般適用于中密砂類土、黏性土。由于錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入士中，因此一般樁徑不能太大(不大于0.6m)，入土深度在40m左右，否則對沉樁設備要求較高。沉樁設備是樁基施寸：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、現場水電供應等條件選擇

2.施工要點

(1)沉樁前應對樁架、樁錘、動力機械等主要設備部件進行檢查;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：用墜錘和單動氣錘時，提錘高度不宜超過0.50m;用雙動氣錘時，可少開氣閥降低氣壓和進氣量，以減少每分鐘的錘擊數;用柴油機錘時，可控制供油量以減少錘擊能量;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，應立即停止錘擊，查明原因，采取措施后方可繼續施工。

(2)沉樁過程中應注意：樁帽與樁周圍應有5~l0mm間隙，以便錘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;打樁機的導向桿應予固定，以便施打時穩定樁身;導向桿設置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;樁邊破碎后應及時更換;選用的樁帽，應將錘的沖擊力均勻分布于樁頂面。

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，根據貫人度變化并對照地質資料，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(或錘擊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松軟土層時，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，應繼續錘擊，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。對于特殊設計的樁.樁尖設計標高有高低時(如拱橋的橋臺樁等)，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，不得采用頂、拉樁頭或樁身辦法來糾偏，以防樁身開裂并增加樁身附加彎矩。

(二)鉆孔灌注樁施]：

1.鉆孔灌注樁的特點

鉆孔灌注樁樁長可以根據持力土層的起伏面變化，并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，便于施工，故應用較為普遍。

2.鉆孔灌注樁施工的主要工序

鉆孔灌注樁施工的主要工序有：埋沒護筒、制備泥漿、鉆孔、清底、鋼筋籠制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鉆頭導向作用等。

護簡要求堅固耐用，不漏水，其內徑應比鉆孔直徑大(旋轉鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大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，鉆孔完成，可取出重復使用。在深水中埋設護筒時，先打入導向架，再用錘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于5cm，傾斜度不得大于1%。

(2)泥漿制備：鉆孔泥漿由水、黏土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔的作用。

通常采用塑性指數大于25，粒徑小于0.005mm的黏土顆粒含量大于50%的黏土過泥漿攪拌機或人工調和，貯存在泥漿池內，再用泥漿泵輸入鉆孔內。

(3)鉆孔：一般采用螺旋鉆頭或沖擊錐等成孔，或用旋轉機具輔以高壓水沖成孔用的方法是：止循環回轉法，反循環回轉法，潛水電鉆法，沖抓錐法，沖擊錐法。

1)正循環回轉法：系利用鉆具旋轉切削土體鉆進，泥漿泵將泥漿壓進泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴人鉆孔內，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿流人泥漿池循環使用。其特點是鉆進與排渣同時連續進行，在適用的土層中鉆進速度較快，但需設置泥漿槽、沉淀池等。施工占地較多，且機具設備較復雜。

2)反循環回轉法：與正循環法不同的是泥漿輸入鉆孔內，然后從鉆頭的鉆桿下口吸進，通過鉆桿中心排出至沉淀池內。其鉆進與排渣效率較高，但接長鉆桿時裝卸麻煩，鉆渣容易堵塞管路。另外，囚泥漿是從上向下流動，孔壁坍塌的可能性較正循環法的大，為此需用較高質量的泥漿。

(4)孔徑檢查與清孔：鉆孔的直徑、深度和孔形直接關系到成樁質量，是鉆孔樁成敗的關鍵。為此，除了鉆孔過程中嚴謹操作、密切觀測監督外，在鉆孔達到設計要求深度后，應采用適當器具對孔深、孔徑、孔形等認真檢查，符合設計要求后，填寫“終孔檢查證”。

1)清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏渣法、噴射清孔法以及用砂漿置換鉆渣清孔法等，應根據設計要求、鉆孔方法、機具設備和土質條件決定。其中抽漿法清孔較為徹底，適用于各種鉆孔方法的灌注樁。對孔壁易坍塌的鉆孔，清孔時操作要細心，防止坍孔。

2)清孔的質量要求：對摩擦樁：孔底沉淀土的厚度，中、小橋不得大于(0.4～0.6)d(d為樁的直徑)，大橋按設計文件規定。清孔后的泥漿性能指標：含砂率為4%～8%，相對密度為1.10一1.25，黏度為18~20s。對支承樁(柱樁、嵌巖樁)，宜用抽漿法清孔，并宜清理至吸泥管出清水為止。灌注混凝土前，孔底沉淀土厚度不得大于50mm。若孔壁易坍塌，必須在泥漿中灌注混凝土時，建議采用砂漿置換鉆渣清孔法，清孔后的泥漿含砂率不大于4%。其他泥漿性能指標同摩擦樁要求。對于沉淀土厚度的測量，用沖擊、沖抓錘時，沉淀土厚度從錐頭或抓錐底部所到達的孔底平面算起。沉淀土厚度測量方法可在清孔后用取樣盒(開口鐵盒)吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，直接測量沉淀在盒內的沉渣厚度。

(5)灌注混凝土：在土中形成一定直徑的井孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架(籠)吊入井孔中，灌注混凝土。

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（責任編輯：vstara）

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