桥梁下部施工技术培训3 浅基础施工

3地基处理2施工工艺1浅基础分类

浅基础分类联合基础扩大基础刚性基础浅基础类型柔性基础独立基础条形基础交叉条形基础筏形基础箱形基础壳体基础Fb1b0h0F采用砖、石、灰土、素混凝土材料等，其抗压性能好而拉强度很低，有基础台阶宽高比(刚性角)的要求。当结构刚性角较大时，采用钢筋混凝土结构，结构应满足抗弯,抗剪和抗冲切等要求。1浅基础分类条形基础墙下条形基础钢筋混凝土独立基础阶梯形基础锥形基础杯形基础1浅基础分类

联合基础矩形联合基础梯形联合基础连梁式联合基础1浅基础分类

条形基础条形基础的主要受力层深度3.0b1浅基础分类

交叉条形基础土质更差,或荷载很大,四面基础相连时可采用交叉条形基础。1浅基础分类

浅基础施工工艺平整场地确定工作面基础定位放样基坑开挖基坑检验基础浇砌基坑回填施工准备基坑开挖、浇砌基坑围护基坑处理不合格基坑排水2施工工艺施工工艺流程基础定位放样

垂直定位定出墩台基础各部分的标高水平定位定出基础在平面上的位置2施工工艺基坑开挖人工开挖或机械开挖

【适用条件】当基坑较浅，地下水位较低或渗水量较少。【要求】采用放坡开挖的方法，基坑深度在5m以内，施工期较短，地下水在基底以下，且土的湿度接近最佳含水量，土质构造又较均匀时，基坑坡度可参考下表选用。2施工工艺无围护开挖基坑开挖

【适用条件】坑深、土方量大、场地窄、土松、水大。【要求】挡板支撑、喷射混凝土、混凝土围圈等，宜采用钢模板。2施工工艺有围护开挖横挡板支撑竖挡板支撑水平、垂直挡板混合支护基坑开挖

2施工工艺有围护开挖喷射混凝土护壁作业基坑排水

表面排水

施工中常用排水方法。在基坑开挖时，坑底四周挖好边沟，并挖1～2个集水井，使坑内积水由边沟流至集水井，然后由集水井用抽水机向外排水。要求排水能力要大于基坑的渗水量，因此，施工前必须对基坑的渗水量进行估算，以便正确拟定排水措施，配足排水设备。2施工工艺井点降水

利用“下降漏斗”降低地下水位，基坑开挖前在基坑四周打入若干根井管，适用于渗透性较大的砂性土(渗透系数K＝0.1～80m／d)，对于淤泥或软粘土地基其效果较差。基坑检验及处理

2施工工艺基地检验内容检查基底平面位置、尺寸大小，基底高程；检查基底地质情况和承载力是否与设计资料相符；检查基底处理和排水情况是否符合规范要求；检查施工日志及有关试验资料。基坑检验及处理

2施工工艺基地检验方法(1)小桥涵的地基，一般采用直观或触探方法，必要时进行土质试验(2)大、中桥和填土12m以上涵洞的地基，一般由检验人员用直观、触探、挖试坑或钻探(钻深至少4m)试验等方法，确定土质容许承载力是否符合设计要求。（3）对地质特别复杂，或在设计文件中有特殊要求，或虽经加固处理又经触探、密实度检验后尚有疑问时，需进行荷载试验，确认符合设计要求后，方可进行基础结构物施工。2施工工艺2施工工艺基坑浇砌

1.砌筑

【片石选择】未风化、坚硬的石料，表面的石粉、污泥及水锈等在填充前用水冲刷干净。

【片石混凝土基础浇筑施工】先铺筑一层100～150mm厚混凝土打底，再铺填片石，然后摊铺砼并用插入式振捣棒振捣，每层厚度约为200～250mm。浇捣后再继续铺一层片石和混凝土，直至达到设计标高为止，片石顶面应保持有不小于100mm的混凝土覆盖面，片石掺入量不应超过基础体积的25%。

【要求】片石铺设应均匀排列，大面朝下，小头向上，片石纹理应与受力方向垂直。片石间距一般不小于100mm，离开模板距离大于150mm，以确定每块片石被混凝土包裹。2施工工艺基坑浇砌

2.浇筑【要求】连续浇筑，如必须留置施工缝时，应将缝留在每一层混凝土与片石交接处，使片石露出混凝土面一半，并按规范要求进行接缝处理。振捣时应尽量避免振捣棒触及片石和模板。【施工】混凝土分层厚度30cm，插入式振动器定人定位捣固密实。浇筑过程中应派专人负责检查模板是否漏浆、跑模。墩台身混凝土分1～2次浇筑完毕。分两次浇筑时第一次浇筑完毕后混凝土顶面预埋1.5米长的Φ22mm螺纹钢筋，间距30cm。【养护】浇筑完毕后，及时采用草袋或塑料薄膜包裹覆盖、洒水养生。基础的浇筑，一般都处于干燥无水的情况下进行，只有当渗水量很大，排水很困难时，才采用水下灌注混凝土的方法。排水浇筑时，应防止渗水浸泡圬工，以免降低混凝土强度。2施工工艺待桥台混凝土达到设计强度后，桥台台内回填材料要求采用砂砾石，填料最大粒径不大于8厘米，且分层夯实，松铺厚度不大于20厘米，整平后用小型夯实机械夯实，压实度不小于95%，每层夯实后经密实度检测合格后续填上层。基坑回填

2施工工艺施工过程应注意防水、排水→截水沟、集水井边坡稳定→弃土、动载、放坡连续开挖→开挖、验坑、砌筑、回填2施工工艺施工注意2施工工艺2施工工艺【围堰的概念】临时挡水结构，在水中修筑桥梁基础时，开挖基坑前需在基坑周围先修筑一道防水围堰，把围堰内水排干后，再开挖基坑修筑基础。【围堰的种类】

土、石围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、套箱围堰和木（竹）笼围堰。2施工工艺水中浅基础施工1.土围堰：用草袋、麻袋或编织袋装以松散的粘质土，装土量为袋容量的1/2～2/3，袋口用麻袋线或细铁丝缝合。2施工工艺水中浅基础施工3.草麻袋围堰：水深不超过3.5m，流速小于2.0m／s时可采用草(麻)袋围堰。堰顶宽一般为1～2m，有粘土心墙时为2～2.5m；堰外坡视水深及流速而定，一般为1：1～1：0.5，堰内坡一般为1：0.5～l：0．2，内坡脚距基坑边缘不小于1m。袋装松散粘土，装土量为袋容量的1／2～2／3，袋口缝合。如用砂土装袋，堰身中间必须夯填粘土心墙，以防围堰渗漏。草（麻）袋围堰2施工工艺水中浅基础施工3.钢板桩围堰：钢板桩围堰适用于砂类土、碎卵石类土、硬粘性土和风化岩等地层，它具有材料强度高，防水性能好，穿透土层能力强，堵水面积最小，并可重复使用的优点。因此，当水深超过5m或土质较硬时，可选用这种围堰。2施工工艺水中浅基础施工4.套箱围堰：适用于无覆盖层或覆盖层较薄的水中基础。

套箱为无底的围套，内部设木或钢支撑，组成支架，木板套箱在支架外面钉装两层企口木板，用油灰捻缝以防漏水；钢套箱则设焊接或铆合而成的钢板外壁。套箱围堰

地基处理软弱地基处理特殊地基处理软弱地基处理一、概述

1、软土地基的特点物理性质差抗剪强度低压缩性较高

渗透性很小

结构性明显

流变性显著

如，软土、冲填土、杂填土、松散粉（细）砂、饱和粉（细）砂、松散亚砂土等。3地基处理一、概述

2、软土地基处理的目的利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，主要包括：

1、提高地基的抗剪切强度2、降低地基的压缩性

3、改善地基的透水特性一种增加地基土的透水性加快固结，另一种是降低透水性或减少其水压力（基坑抗渗透）。地基处理目的——是改善地基土工程性质，满足上部结构对地基稳定和变形的要求。3地基处理地基下沉3地基处理地基下沉加拿大特朗斯康谷仓墨西哥城二、软弱地基处理方法换土垫层法垫层法强夯法强夯挤淤法堆载预压法振密、挤密法排水固结法砂桩法与砂井法真空预压法真空—堆载联合预压法搅拌桩法粉体喷射搅拌法降低水位法电渗法水泥浆搅拌法高压喷射注浆法灌浆胶结法注浆法高压喷射注浆法其他方法加筋法冷热处理法锚杆静压法强夯置换法3地基处理1、垫层法

其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。优点：可提高持力层的承载力,垫层压缩性小，减少沉降量；方法：机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。适用于：基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。2、强夯挤淤法

采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。优点：可提高地基承载力和减小变形。适用于：厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。

换土垫层法3地基处理3地基处理1、强夯法强夯法是法国L·梅纳（Menard）技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力。夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。

优点：提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。适用于：处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。2、强夯置换法强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。

优点：加固效果显著、施工工期短和施工费用低。适用于：高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程，同时应在设计前通过现场试验确定其适用性和处理效果。

振密、挤密法3地基处理强夯法3地基处理1、砂桩法砂桩法是采用振动、冲击或打入套管等方法在软弱地基中成孔（孔径一般为30～60cm），然后向孔内填入中、粗砂，再加以夯实挤密形成土中桩体而加固地基的方法。

优点：挤密加固地基，降低孔隙比，提高地基土抗剪强度，减少沉降。适用于：孔隙比较大含砂量较多的松软黏土。2、砂井法砂井法是(包括袋装砂井、塑料排水带等)在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。适用于：透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。

排水固结法3地基处理砂桩法3地基处理砂桩法砂井法3地基处理3、堆载预压法

堆载预压法在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。适用于：软粘土地基。4、真空预压法真空预压法

在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。适用于：能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。

排水固结法3地基处理堆载预压法3地基处理真空预压法堆载预压法真空预压工艺设备平面和剖面图3地基处理5、真空-堆载联合预压法

真空-堆载联合预压法

当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。适用于：软粘土地基。6、降低地下水位法

降低地下水位法通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。适用于：地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。7、电渗排水法

电渗排水法

在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。

适用于饱和软粘土地基。

排水固结法3地基处理1、深层搅拌桩法利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和拄体，与原地层共同形成复合地基。

适用于：淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。

分类：粉体喷射搅拌桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩。

施工工艺：深层搅拌机定位→预搅下沉→制浆→喷浆搅拌→复搅下沉→提升→关机→清洗→移动至下一根桩

搅拌桩法3地基处理深层搅拌桩法

双动力多头深层搅拌桩机

3地基处理胶结法

在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。1、注浆法注浆法

其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体。

优点：提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于：处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土。2、高压喷射注浆法高压喷射注浆法

将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。优点：提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于：淤泥、淤泥质土、人工填土等地基。

灌浆胶结法3地基处理注浆法3地基处理1、加筋土

把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。适用于：人工填土的路堤和挡墙结构。2、土层锚杆

土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。适用于：一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。3、土钉

土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点，显著提高了整体稳定性。适用于：开挖支护和天然边坡的加固。

其他方法3地基处理4、冷热处理法通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用于：软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。5、锚杆静压桩

是结合锚杆和静压桩技术而发展起来的，它是利用建筑物的自重作为反力架的支承，用千斤顶把小直径的预制桩逐段压入地基，在将桩顶和基础紧固成一体后卸荷，以达到减少建筑物沉降的目的。适用于：加固处理淤泥质土、粘性土、人工填土和松散粉土。6、沉降控制复合桩基

是指桩与承台共同承担外荷载，按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基。目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩，宜采用桩身截面边长250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩，同时工程中实际应用的平均桩距一般在5～6倍桩径以上。适用于：较深厚软弱地基上，以沉降控制为主的八层以下多层建筑物。

其他方法3地基处理特殊地基处理一、湿陷性黄土

1、湿陷性黄土的特点天然含水量时强度高、压缩性小遇水浸湿时结构迅速破坏，强度下降、发生显著湿陷变形晴天一块铜雨天一包脓湿陷性黄土自重湿陷性非自重湿陷性3地基处理一、湿陷性黄土

2、湿陷性黄土的判定和地基评价■黄土湿陷性的判定观察：土质为黄色或黄褐色，粒度成分以粉土颗粒为主，约占50％以上，孔隙较多，呈松散多孔结构状态，天然剖面上具有垂直节理，遇水土颗粒间的加固凝聚力即降低或消失。试验室判定：室内浸水侧限压缩试验■地基湿陷等级3地基处理一、湿陷性黄土

3、湿陷性黄土地基处理与结构措施■湿陷性黄土处理的目的改善土的力学性质，减少地基因浸水而引起的湿陷性变形，提高承载力。■常见湿陷性黄土的处理方法

1）灰土或素土垫层法

挖除湿陷土层→石灰土或素土回填（体积比3：7）→分层夯实特点：施工简易，效果显著，但回填灰土应做室内击实实验，严格控制最佳含水量和最大干容重。

2）重锤夯实法适用于浅层湿陷性黄土地基(1～1.5m)。3）石灰土或素土桩法

打桩成孔→石灰土或素土分层夯填孔适用于深层湿陷性黄土地基（5～15m）。4）预浸水法

在结构物修筑之前，将地基充分浸水，使其先在自重作用下发生湿陷，然后再修建建筑物。适用于深层湿陷性黄土地基，需水量大，工期长（3～6个月），附近地表易开裂、下沉。3地基处理一、湿陷性黄土

3、湿陷性黄土地基处理与结构措施■结构措施采用对不均匀沉降不敏感的结构

加大结构刚度

设置沉降缝3地基处理二、冻土

1、冻土的特点

在大气负温的影响下，未冻结区的水分不断向冻结区迁移、积聚、扩大冰晶体，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起，发生冻胀现象；

随大气温度逐渐升高，土中积聚的冰晶体融化，土体随之下陷，承载力下降，发生融陷现象。2、冻土的危害

冻胀→地基隆起，柔性路面鼓包、开裂，刚性路面错缝或折断；

引起冻土上的结构物开裂、倾斜甚至倒塌。

融陷→车辆反复碾压下路面松软甚至翻浆；

结构物开裂、发生大量下沉或不均匀下沉。3、影响冻土的因素内因：土质和水外因：温度和压力

持续负温下，地下水位较高处的粉砂、粉土和粉质黏土等土层常具有较大的冻胀危害。3地基处理二、冻土

4、冻胀防止措施基础处理：将基础埋置于冻结深度线以下；

基础四周换填砂土或砂夹卵石等粗颗粒土，夯实。结构设计：减小墩台和基础的侧面积；

提高结构表面光滑度；

减少施工接缝；

基底设置抗拉短钢筋；

基础顶截面面积小于基底截面面积，减少切向冻胀力。

5、融陷防止措施基础处理：换填碎、卵、砾石或粗砂；结构设计：采用轻型结构，适当增大基底面积，减少压应力或加大埋深。

3地基处理三、地震区

1、地震是群灾之首

破坏性地震会给国家经济建设和人民生命财产安全造成直接和间接的危害和损失，尤其是强烈的地震会给人类带来巨大的灾难。目前，每年全世界由地震灾害造成的平均死亡人数达8000一10000人／年，平均经济损失每次达几十亿美元。据联合国统计，本世纪以来，全世界因地震死亡人数达260万，占全球自然灾害所造成的死亡总和的58％。从某种意义上说，地震是群灾之首。

大地震如果发生在渺无人烟的地方是不会造成伤害的，如果发生在城市或农村的活，就会造成房倒屋塌，甚至建筑物与重要工程也会遭至"破坏并危及人员的生命安全，给人们造成严重灾害，1976年唐山大地震，在几十秒钟的时间内，将一座百万人口的工业城市变成了废墟，伤亡侧万人，直接经济损失100亿元以上，救灾花了6亿多元，重建用了50亿元，而且在这之后长时间内，造成全国人民的恐震心理。1995年1月17日日本皈神大地震造成5438人死亡，直接经济损失高达1000亿美元。2008年5月12日14:28分四川汶川发生8.0级大地震截至2008年6月4日12:00地震造成69122人遇难，17991人失踪，373606人受伤，4569万人受灾。

3地基处理三、地震区

2、地震的基本概念

地震是指岩石圈在内力作用下突然发生破裂，地球内能以地震波的形式强烈释放出来，从而引起一定范围地面振动的现象。

它发源于地下某一点，该点称为震源(focus)。振动从震源传出，在地球中传播。地面上离震源最近的一点称为震中，它是接受振动最早的部位。

地震的波源分为纵波（P波）和横波（S波），统称为体波。P波传播速度最快首先达到震中，引起地面上下振动，S波传播稍慢使地面水平振动。当P波产生十几秒的时间产生面波，即次生波，其到达震中稍慢但是破坏最大。

大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震，能引起巨大的波浪，称为海啸。地震是极其频繁的，全球每年发生地震约500万次。

地震可以分为构造地震和火山地震，其中构造地震的危害最大。震级是表示地震本身能量大小的等级。地震释放的能量越大，震级越高。震级每增加一级，能量约增加30倍。3地基处理地壳运动3地基处理三、地震区

2、地震的基本概念

震级是表示地震本身能量大小的等级。地震释放的能量越大，震级越高。震级每增加一级，能量约增加30倍。根据震级的大小地震可以分为：地震对应级别及其破坏程度微震3级