第四章-桥梁基础施工课件

第四章桥梁基础施工

第一节概述

基础是桥梁基础是桥梁下部结构的重要组成部分，对结构物的安全使用和工程造价有很大影响。桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）

桥梁基础：

浅基础——浅平基——明挖（扩大）基础

桩基础沉井（沉箱基础）管柱基础地下连续墙深基础预制桩、就地灌注桩；沉入桩、钻（挖）孔桩概述扩大基础桩基础机械开挖基坑浇筑法人工开挖基坑浇筑法土、石围堰开挖基坑浇筑法板桩围堰开挖基坑浇筑法锤击法振动法静力压桩法辅助沉桩法沉管灌注法沉入桩射水辅助沉桩预钻孔辅助沉桩灌注桩人工挖孔机械成孔螺旋钻机成孔法潜水钻机成孔法冲击钻机成孔法正循环回转法反循环回转法冲抓钻机成孔法旋转锥钻成孔法大直径钻孔埋置桩管柱基础沉井基础排水开挖下沉法不排水开挖下沉法空气幕下沉法泥浆润滑套下沉法重力式深水基础组合基础地下连续墙基础施工方法一、扩大基础的施工工序1、测量定位2、基础放样3、开挖和排水4、基底检查处理（平面位置、尺寸大小、基底标高、土质均匀性、地基稳定性、承载力、基底处理和排水沟情况）5、立模绑钢筋6、浇筑混凝土、养护7、拆模8、回填土

第二节明挖扩大基础施工二、基础的定位放样ABCDA’B’C’D’abcdefgh0.5—1m桥位中线基础横中线其中：A、B、C、D为基坑顶部四角的边桩；

A’、B’、C’、D’为基坑底部四角的边桩；

a、b、c、d、e、f、g、h为基底边角。三、扩大基础的开挖陆上地基开挖水中基础开挖直挡板式、横挡板式框式锚桩式斜撑式锚杆式混凝土支护坑壁钢板桩、钢筋混凝土桩护筒土石围堰木笼围堰或竹笼围堰钢板桩围堰套箱围堰无支撑有支撑明挖扩大基础施工（一）陆地基坑开挖1.坑壁不加支撑的基坑垂直开挖

土质湿度正常，结构均匀深度松软土0.75m，中密1.25m,密实2.0m无支撑基坑开挖放坡开挖坑壁土

坑壁坡度

基坑顶缘无载重

基坑顶缘有静载

基坑顶缘有动载

砂土类1∶11∶1.251∶1.5

碎石类土1∶0.751∶11∶1.25

黏性土、粉土1∶0.331∶0.51∶0.75

极软岩、软岩1∶0.251∶0.331∶0.67

较软岩1∶01∶0.11∶0.25

极硬岩、硬岩1∶01∶01∶0基坑坑壁坡度表明挖扩大基础施工注：坡度＝坡的高度与坡的水平距离之比

基坑开挖

注意：

②边坡稳定

③不中断

④机械开挖时，基底土层应保留至少30cm

⑤尽量减少雨季施工

⑥宜用原土回填人工或机械施工弃土、动载开挖、砌筑、回填、夯实①防水

反坡、截水沟明挖扩大基础施工基坑施工的注意事项观察坑壁边缘有无裂缝设护道坑底30cm人工开挖观察坑壁边缘有无松散塌落设截水沟静载距坑边缘0.5m动载距坑边缘1.0m明挖扩大基础施工

明挖扩大基础施工2.坑壁有支撑的基坑使用条件：坑深、土方量大、场地窄、土松、水大。加固方式：挡板支撑、喷射混凝土、混凝土围圈等。横挡板支撑竖挡板支撑明挖扩大基础施工

框架式明挖扩大基础施工钻孔桩基坑围护图钉坝基坑围护明挖扩大基础施工

混凝土护壁的施工方法有如下两种：喷射混凝土护壁和现浇混凝土护壁。（1）喷射混凝土护壁：

①一般喷射厚度为5~8cm，一次喷护约1~2h。

②喷护基坑深度一般不宜超过10m

③基坑开挖若遇有较大渗水时，可采取的措施：a.每层开挖深度不大于0.5m，汇水坑应设在基坑中心；b.开挖含水土层时，宜扩挖0.4m，以石料码砌扩挖部位，并在表面喷射一层5~8cm厚的混凝土；c.对流砂、淤泥等夹层，除打入小木桩外，并在桩间绕缠竹筋或挂上竹篱等后再喷射混凝土。明挖扩大基础施工

喷射混凝土明挖扩大基础施工（2）现浇混凝土护壁

构造与施工要求：现浇混凝土围圈基坑垂直开挖，自上而下，逐段立模灌筑混凝土，壁厚8～15cm，每层高1.0～1.5m，24h拆模。明挖扩大基础施工（二）水中基础的基坑开挖围堰要求：满足基础施工要求；防水性好；满足强度和稳定要求；堰顶在水位以上0.5m；对河床断面压缩小。围堰形式：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。土围堰、土袋围堰、竹笼片石围堰、堆石土围堰

适用：水深≤2.0m,V＜0.3m/s,河床渗水小。构造：稳定性要求顶宽b≥1.5m,外坡1∶2,内坡1∶1。施工:黏性土填筑,由上游至下游合龙。(1)土围堰⑴土石围堰明挖扩大基础施工

土石围堰明挖扩大基础施工适用：水深≤3.0m,V＜1.5m/s,河床渗水小。构造：顶宽1~2m,外坡1∶0.2~1∶0.5,内坡1∶0.5~1∶

1施工:黏性土填心,袋装松散土60%;错缝搭长1/3~1/2。(2)土袋围堰明挖扩大基础施工⑶钢板桩围堰

性能

适用

结构强度大、防水性好、能穿透砾石、卵石层、软岩、风化岩

水深4~8m，软岩最好，堰深20m。明挖扩大基础施工⑷钢套箱围堰基本构造

就位下沉清基封底整体无底钢围堰明挖扩大基础施工方形钢壳围堰明挖扩大基础施工钢壳围堰就位下沉明挖扩大基础施工主桥墩采用28m直径双壁钢围堰加16根直径3m钻孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力。黄石长江大桥明挖扩大基础施工四、基坑的排水渗水量的确定排水方法基坑在干枯河床时基坑临近有水的河沿时含水层为均质土，且基坑具有不透水的板桩围堰缺少水文地质资料时集水坑排水法渗透系数渗水量的计算查表法抽水实验资料计算法按颗粒成分计算法井点排水法轻型井点喷射井点射流泵井点电渗井点管井井点、深井泵明挖扩大基础施工四、基坑排水

排水方法：集水排水、井点法降水

集水排水法抽水设备：渗水量约1.5～2.0倍优点：设备简单，费用低；缺点：黏聚力小的土中易涌沙明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工井点降水法类型:抽水:轻型井点、喷射井点、射流泵井点、深井泵井点真空泵、离心泵、多级离心泵或独立泵

水中挖基抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机明挖扩大基础施工五、基底的检验和处理1.基底检验主要内容基底平面位置、尺寸大小、基底高程；基底处理及排水情况

地质情况基底处理岩层基底

碎石类或砂类土层

黏性土层

泉眼未风化岩面清除干净；风化岩面按基础尺寸凿除。承重面修理平整；砌筑前铺一层水泥砂浆。天然状态铲平；或向基底夯入10cm碎石。堵排处理，不泡基础。明挖扩大基础施工软弱地基的处理明挖扩大基础施工碎石层明挖扩大基础施工六、基础施工基础砌筑干地基上砌筑

排水砌筑水下混凝土封底，再排水砌筑。封底混凝土的最小厚度：浮筒的自重不被浮起；简支板有足够强度明挖扩大基础施工基础施工桩基础是桥梁基础类型之一。当地基浅层土质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时可采用桩基础。

第三节桩与管柱基础施工桩的分类1.按材料分2.按制作方法分3.按施工方法分木桩钢筋混凝土桩预应力混凝土桩钢桩预制桩现场灌筑桩沉入桩就地灌筑桩锤击沉桩射水沉桩振动沉桩静力沉桩钻空埋置桩沉管灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩桩与管柱基础施工一、沉入桩基础

1.预制——整理场地、立模板、绑钢筋、浇筑混凝土并养护2.吊运——（达0.7R强度时）3.桩架定位4.沉桩——起吊、就位、按一定顺序打桩5.接桩——法兰盘连接、钢板连接、硫磺砂浆（胶泥）连接6.送桩——桩顶位于地面以下时（判别桩是否已到位）沉入桩的施工工序及有关设计问题桩与管柱基础施工锤击沉桩的事故1.贯入度发生急剧变化；2.桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；3.桩头破碎或桩身开裂；4.桩周地面有严重隆起或下沉；5.桩架发生偏斜或晃动；6.锤击过程中桩有上浮；7.桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；8.桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；9.桩身转动。桩与管柱基础施工钻孔灌筑桩施工工序1.场地布置——确定材料堆场、泥浆坑位置、泥浆槽布设；2.准备工作——桩位确定、埋设护筒、搭设施工平台；3.钻孔——下钻杆、钻头进行钻孔，同时泥浆护壁；4.清孔、吊放钢筋笼；5.下导管、水下混凝土浇筑（翻浆高度）。二、钻孔灌注桩桩与管柱基础施工成孔方法1.正循环回转法桩与管柱基础施工2.反循环回转法桩与管柱基础施工3.潜水电钻法桩与管柱基础施工4.冲抓锥法桩与管柱基础施工5.冲击锥法桩与管柱基础施工清孔的目的抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土层而降低桩的承载能力。同时清孔也为水下混凝土的灌筑创造了良好条件，使测孔深正确，灌筑顺利。

泥浆护壁的作用具有扶悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力、并在孔壁形成泥皮、隔断孔内外水渗流、防止坍孔的作用钻孔事故1.坍孔2.钻孔偏斜3.掉钻落物4.糊钻5.扩孔、缩孔6.卡钻7.钻杆折断桩身质量检测

1.超声波检测

2.大应变检测

3.小应变检测

4.水电效应

5.取混凝土芯桩与管柱基础施工钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差1.孔的中心位置—群桩：不大于10cm；单排桩：不大于5cm；2.孔径—不小于设计桩径3.倾斜度—直桩：小于1/100；斜桩：小于设计斜度的土2.5%；4.孔深—摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超深不小于5cm；5.孔内沉淀土厚度—摩擦桩：不大0.4~0.6d；柱桩：不大于设计规定；6.清孔后泥浆指标—相对密度1.05~1.2，粘度17~20，含砂率<4%；桩与管柱基础施工三、管柱基础施工管柱基础施工工序桩与管柱基础施工

管柱下沉方法1.振动沉桩机振动下沉2.振