桥梁桥墩与桥台基础设计与施工技术

21/24桥梁桥墩与桥台基础设计与施工技术第一部分桥梁桥墩基础设计荷载及影响 2第二部分桥梁桥墩基础设计原则与方法 4第三部分桥梁桥墩基础施工工艺及流程 6第四部分桥梁桥墩基础施工质量检查与验收 7第五部分桥梁桥墩基础常见问题及处理措施 9第六部分桥梁桥台基础设计荷载及影响 12第七部分桥梁桥台基础设计原则与方法 14第八部分桥梁桥台基础施工工艺及流程 17第九部分桥梁桥台基础施工质量检查与验收 18第十部分桥梁桥台基础常见问题及处理措施 21

第一部分桥梁桥墩基础设计荷载及影响桥梁桥墩基础设计荷载及影响

一、荷载类型

1.永久荷载

固定不变的荷载,如桥梁自重,桥面铺装荷载,桥墩自重,桥台土压力等。

2.活荷载

桥梁在施工和运营期间会承受各种活荷载,包括车辆荷载,行人荷载,风荷载,地震荷载,水流荷载,冰雪荷载等。

3.特殊荷载

特殊情况下作用在桥梁上的荷载,包括施工荷载,碰撞荷载,爆炸荷载等。

二、荷载影响

1.永久荷载的影响

桥墩基础应能承受永久荷载的作用,并确保桥墩基础的稳定性。

2.活荷载的影响

活荷载的频繁作用会对桥墩基础产生疲劳损伤,因此桥墩基础应具有足够的抗疲劳性能。

3.特殊荷载的影响

特殊荷载的突发作用可能会导致桥墩基础的破坏,因此桥墩基础应具有足够的抗破坏性能。

三、荷载组合

1.基本荷载组合

基本荷载组合是设计桥墩基础时常用的荷载组合,包括永久荷载,活荷载和特殊荷载。

2.偶然荷载组合

偶然荷载组合是考虑特殊荷载的作用而制定的荷载组合,包括永久荷载,活荷载和特殊荷载。

3.极端荷载组合

极端荷载组合是考虑极端情况下的荷载作用而制定的荷载组合,包括永久荷载,活荷载和特殊荷载。

四、荷载计算

1.永久荷载的计算

桥梁自重和桥面铺装荷载的计算方法规定在《公路桥梁设计规范》中。

2.活荷载的计算

车辆荷载的计算方法规定在《公路桥梁设计规范》中,行人荷载的计算方法规定在《建筑结构荷载规范》中。

3.特殊荷载的计算

风荷载的计算方法规定在《公路桥梁抗风设计规范》中,地震荷载的计算方法规定在《公路桥梁抗震设计规范》中,水流荷载的计算方法规定在《公路桥梁水工设计规范》中,冰雪荷载的计算方法规定在《公路桥梁冰雪荷载设计规范》中。

五、荷载效应

1.轴力效应

桥墩基础承受的轴力效应包括永久荷载,活荷载和特殊荷载的作用。

2.剪力效应

桥墩基础承受的剪力效应包括永久荷载,活荷载和特殊荷载的作用。

3.弯矩效应

桥墩第二部分桥梁桥墩基础设计原则与方法桥梁桥墩基础设计原则

*可靠性原则：桥梁桥墩基础必须具有足够的承载力和耐久性，能够承受上部结构的荷载和各种自然灾害作用，确保桥梁的安全运营。

*经济性原则：桥梁桥墩基础的设计应考虑经济性，在满足可靠性要求的前提下，应尽可能降低基础的造价。

*施工性原则：桥梁桥墩基础的设计应考虑施工的可行性，应选择适合当地施工条件的施工方法，以确保基础施工的质量和进度。

*环保性原则：桥梁桥墩基础的设计应考虑对环境的影响，应尽量减少基础施工对环境造成的破坏，并采取措施保护周围环境。

桥梁桥墩基础设计方法

*荷载分析：桥梁桥墩基础的设计应首先进行荷载分析，确定作用在基础上的各种荷载，包括恒载、活载、风荷载、地震荷载等。

*地基承载力计算：桥梁桥墩基础的设计应根据地基的承载力进行计算，以确定基础的承载能力。地基承载力计算应考虑地基的土质、地基的承载力特性、地基的变形特性等因素。

*基础形式选择：桥梁桥墩基础的形式应根据桥梁的结构形式、地基条件、施工条件等因素确定。桥梁桥墩基础的常见形式有扩大基础、桩基础、沉井基础、箱型基础等。

*基础尺寸确定：桥墩基础的尺寸应根据荷载分析结果、地基承载力计算结果和基础形式的选定结果确定。基础尺寸应保证基础具有足够的承载力、刚度和稳定性。

*基础施工技术：桥梁桥墩基础的施工应按照设计要求和施工规范进行。常见的桥墩基础施工技术包括扩大基础施工技术、桩基础施工技术、沉井基础施工技术、箱型基础施工技术等。

桥梁桥墩基础施工技术

*扩大基础施工技术：扩大基础施工技术是桥梁桥墩基础施工中常用的技术之一。扩大基础施工技术包括基坑开挖、基础浇筑、基础养护等步骤。

*桩基础施工技术：桩基础施工技术是桥梁桥墩基础施工中常用的技术之一。桩基础施工技术包括桩基施工、桩端处理、桩身检验等步骤。

*沉井基础施工技术：沉井基础施工技术是桥梁桥墩基础施工中常用的技术之一。沉井基础施工技术包括井筒制作、沉井下沉、井筒筑底等步骤。

*箱型基础施工技术：箱型基础施工技术是桥梁桥墩基础施工中常用的技术之一。箱型基础施工技术包括基础开挖、箱型基础制作、箱型基础安装等步骤。第三部分桥梁桥墩基础施工工艺及流程桥梁桥墩基础施工工艺及流程

1.放样与基坑开挖

1)放样：根据设计图纸，在施工现场进行放样，确定桥墩基础的位置、尺寸和标高。

2)基坑开挖：按照放样结果，进行基坑开挖。基坑开挖时，应注意边坡稳定，防止坍塌。

2.基础垫层施工

1)基础垫层一般采用碎石或砂砾材料，厚度为100~200mm。

2)基础垫层应分层夯实，每层厚度不超过100mm。

3)基础垫层应平整、密实，表面不得有松散或空隙。

3.基础钢筋绑扎

1)基础钢筋绑扎应按照设计图纸进行。

2)基础钢筋绑扎应牢固，不得有松动或脱落。

3)基础钢筋绑扎后，应进行防腐处理。

4.基础混凝土浇筑

1)基础混凝土浇筑应采用商品混凝土。

2)基础混凝土浇筑前，应对模板和钢筋进行检查，确保模板牢固、钢筋位置正确。

3)基础混凝土浇筑时，应分层浇筑，每层厚度不超过300mm。

4)基础混凝土浇筑后，应进行养护，养护期不得少于28天。

5.桥墩墩身施工

1)桥墩墩身一般采用钢筋混凝土结构。

2)桥墩墩身施工时，应先进行模板搭设，然后进行钢筋绑扎和混凝土浇筑。

3)桥墩墩身施工时，应注意施工质量，确保墩身强度和稳定性。

6.桥墩顶面施工

1)桥墩顶面应采用钢筋混凝土结构。

2)桥墩顶面施工时，应先进行模板搭设，然后进行钢筋绑扎和混凝土浇筑。

3)桥墩顶面施工时，应注意施工质量，确保顶面平整、光滑。

7.桥墩基础验收

1)桥墩基础施工完成后，应进行验收。

2)桥墩基础验收时，应重点检查基础垫层、钢筋绑扎、混凝土浇筑和墩身施工等方面。

3)桥墩基础验收合格后，方可进行上部结构施工。第四部分桥梁桥墩基础施工质量检查与验收桥梁桥墩基础施工质量检查与验收

1.基础施工前的准备工作

（1）复核设计图纸、技术规范、特殊施工方案等技术文件，并按规定做好技术交底。

（2）检查基础施工现场是否满足施工要求，包括场地平整、排水畅通、基坑支护牢固可靠等。

（3）检查基础施工材料的质量是否符合设计要求，包括混凝土、钢筋、石料、水泥等。

（4）检查基础施工机械设备是否完好无损，并按规定进行定期维护和保养。

2.基础施工过程中的质量控制

（1）严格控制基础开挖的深度和宽度，不得超挖或欠挖。

（2）对基础开挖面的平整度和垂直度进行检查，确保符合设计要求。

（3）对基础钢筋的规格、数量、位置和绑扎质量进行检查，确保符合设计要求。

（4）对基础混凝土的配合比、搅拌质量、浇筑工艺和养护措施进行检查，确保符合设计要求。

3.基础施工后的质量验收

（1）对基础的几何尺寸、平整度、垂直度、钢筋位置和混凝土强度等进行检测，确保符合设计要求。

（2）对基础的承载力和沉降量进行检测，确保满足设计要求。

（3）对基础的耐久性和抗渗性进行检测，确保满足设计要求。

（4）对基础的施工质量进行评定，并出具基础施工质量合格证。

4.基础施工质量的常见问题

（1）基础开挖超挖或欠挖，导致基础承载力不足或沉降过大。

（2）基础钢筋规格、数量、位置或绑扎质量不符合设计要求，导致基础受力不均或开裂。

（3）基础混凝土配合比、搅拌质量、浇筑工艺或养护措施不符合设计要求，导致基础强度不足或耐久性差。

（4）基础承载力不足或沉降过大，导致桥梁结构出现裂缝或倾斜。

（5）基础耐久性差或抗渗性差，导致桥梁结构出现腐蚀或渗漏。

5.基础施工质量的控制措施

（1）严格按照设计图纸、技术规范和特殊施工方案进行施工。

（2）加强施工过程的质量控制，包括材料质量控制、施工工艺控制和成品质量控制。

（3）及时纠正施工过程中的质量问题，杜绝质量隐患。

（4）加强施工质量的监督和检查，确保施工质量符合设计要求。第五部分桥梁桥墩基础常见问题及处理措施桥梁桥墩基础常见问题及处理措施

#1.地基承载力不足

地基承载力不足是桥墩基础常见的质量问题之一。主要原因包括：

-地基土层软弱或不均匀；

-荷载过大或分布不均；

-基础设计不合理或施工质量差。

处理措施：

-改善地基土质：对软弱或不均匀的地基进行加固处理，提高地基承载力；

-减轻荷载：合理设计桥梁结构，降低桥墩基础的荷载；

-调整基础设计：根据地基承载力情况，调整基础设计，提高基础的抗压能力；

-提高施工质量：严格控制施工质量，确保基础施工符合设计要求。

#2.基础沉降不均匀

基础沉降不均匀是桥墩基础常见的质量问题之一。主要原因包括：

-地基土层不均匀或软弱；

-荷载分布不均；

-基础设计不合理或施工质量差。

处理措施：

-改善地基土质：对软弱或不均匀的地基进行加固处理，提高地基承载力；

-均匀分布荷载：合理设计桥梁结构，使荷载均匀分布在各个基础上；

-调整基础设计：根据地基承载力情况，调整基础设计，提高基础的抗压能力；

-提高施工质量：严格控制施工质量，确保基础施工符合设计要求。

#3.基础开裂

基础开裂是桥墩基础常见的质量问题之一。主要原因包括：

-基础混凝土强度不足；

-基础受力不均匀；

-基础施工不当。

处理措施：

-提高基础混凝土强度：严格控制混凝土配合比，确保混凝土强度达到设计要求；

-均匀分布荷载：合理设计桥梁结构，使荷载均匀分布在各个基础上；

-严格控制基础施工：严格控制基础施工质量，确保基础施工符合设计要求。

#4.基础渗漏

基础渗漏是桥墩基础常见的质量问题之一。主要原因包括：

-基础混凝土不密实；

-基础施工不当；

-基础受力不均匀。

处理措施：

-提高基础混凝土密实度：严格控制混凝土配合比，确保混凝土强度达到设计要求；

-严格控制基础施工：严格控制基础施工质量，确保基础施工符合设计要求；

-均匀分布荷载：合理设计桥梁结构，使荷载均匀分布在各个基础上。

#5.基础冻胀

基础冻胀是桥墩基础常见的质量问题之一。主要原因包括：

-基础混凝土抗冻性差；

-基础施工不当；

-基础受力不均匀。

处理措施：

-提高基础混凝土抗冻性：严格控制混凝土配合比，确保混凝土抗冻性达到设计要求；

-严格控制基础施工：严格控制基础施工质量，确保基础施工符合设计要求；

-均匀分布荷载：合理设计桥梁结构，使荷载均匀分布在各个基础上。第六部分桥梁桥台基础设计荷载及影响桥梁桥台基础设计荷载及影响

桥梁桥台基础设计荷载主要包括永久荷载、活荷载和地震荷载。

1.永久荷载

永久荷载是指作用于桥梁桥台基础上且恒久不变的荷载，包括桥台自重、桥面铺装重、路基填筑重、挡土墙重、栏杆重、伸缩缝重等。其中，桥台自重是指桥台结构本身的重量，一般由混凝土、钢筋和预应力筋等材料组成。桥面铺装重是指铺设在桥面上方的沥青、水泥或其他材料的重量。路基填筑重是指为满足桥梁高度和坡度要求而填筑在桥梁两侧的路基材料的重量。挡土墙重是指为防止路基坍塌而设置的挡土墙的重量。栏杆重是指设置在桥梁两侧或中间的栏杆的重量。伸缩缝重是指设置在桥梁两端或中间的伸缩缝的重量。

2.活荷载

活荷载是指作用于桥梁桥台基础上且在一定时间内变化的荷载，包括汽车荷载、人行荷载、风荷载、冰雪荷载等。其中，汽车荷载是指行驶在桥梁上的汽车的重量。人行荷载是指步行在桥梁上的行人的重量。风荷载是指作用在桥梁上的风的压力。冰雪荷载是指积聚在桥梁上的冰雪的重量。

3.地震荷载

地震荷载是指作用于桥梁桥台基础上且由地震引起的荷载。地震荷载的大小与地震烈度、地震波类型、桥梁结构类型、桥台基础类型等因素有关。

桥梁桥台基础设计荷载的影响

桥梁桥台基础设计荷载对桥台基础的设计和施工有重要影响。桥台基础设计荷载越大，桥台基础所承受的压力就越大，对桥台基础的承载能力和稳定性要求也就越高。桥台基础设计荷载的种类不同，对桥台基础的设计和施工的影响也不同。例如，永久荷载是恒久不变的，因此对桥台基础的影响相对较小。活荷载是在一定时间内变化的，因此对桥台基础的影响较大。地震荷载是突然发生的，因此对桥台基础的影响最大。

为了确保桥梁桥台基础的安全和耐久性，在桥台基础设计时必须充分考虑各种荷载的影响，并采取相应的措施来提高桥台基础的承载能力和稳定性。第七部分桥梁桥台基础设计原则与方法桥梁桥台基础设计原则与方法

桥梁桥台基础设计应遵循以下原则：

*安全性原则：桥台基础应具有足够的承载力和稳定性，确保桥梁安全使用。

*经济性原则：桥台基础应采用经济合理的结构形式和施工方法，降低工程造价。

*适用性原则：桥台基础应适应当地地质条件和荷载要求，满足桥梁的使用功能和安全要求。

*耐久性原则：桥台基础应具有良好的耐久性，能够抵抗自然环境和使用环境的影响，确保长期安全使用。

*环保性原则：桥台基础设计应考虑对环境的影响，尽量减少对环境的破坏。

桥梁桥台基础设计方法主要包括以下几方面：

*地基承载力计算：根据地基土的力学性质和桥台荷载，计算地基的承载力，确定桥台基础的埋深和面积。

*桥台基础结构设计：根据桥台荷载和地基承载力，确定桥台基础的结构形式和尺寸。桥台基础结构形式主要有重力式、桩基式和复合式三种。

*桥台基础施工技术：根据桥台基础结构形式和地基条件，选择合适的施工方法和工艺。桥台基础施工技术主要包括基坑开挖、基础浇筑、地基处理和回填等。

#1.地基承载力计算

地基承载力计算是桥台基础设计的重要内容之一。地基承载力是指地基土在一定荷载作用下而不发生破坏的最大应力。计算地基承载力时，需要考虑以下因素：

*地基土的力学性质，包括土的强度、变形特性、孔隙度和含水量等。

*桥台荷载，包括桥台自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。

*地基的埋深和面积。

地基承载力计算方法主要有以下几种：

*极限平衡法：极限平衡法是计算地基承载力的最常用方法。极限平衡法假设地基土是一种理想弹塑性材料，并根据地基土的抗剪强度和桥台荷载，计算地基的承载力。

*有限元法：有限元法是一种数值计算方法，可以模拟地基土的非线性行为和复杂荷载作用下的地基变形。有限元法可以计算地基的承载力和变形，并可以考虑地基土的非均匀性和各向异性。

*现场试验法：现场试验法是通过在现场进行土工试验来确定地基土的力学性质和承载力。现场试验法可以提供地基土的原状力学性质，但试验成本较高，且试验结果可能会受到施工扰动和取样误差的影响。

#2.桥台基础结构设计

桥台基础结构设计是桥台基础设计的重要内容之一。桥台基础结构设计包括以下几个方面：

*桥台基础结构形式的选择。桥台基础结构形式主要有重力式、桩基式和复合式三种。重力式桥台基础依靠自重来抵抗荷载，适用于地基承载力较高的桥梁。桩基式桥台基础依靠桩基来抵抗荷载，适用于地基承载力较低的桥梁。复合式桥台基础是重力式桥台基础和桩基式桥台基础的组合，适用于地基条件复杂或荷载较大的桥梁。

*桥台基础尺寸的确定。桥台基础尺寸的确定需要根据桥台荷载、地基承载力和桥台结构形式来确定。桥台基础的埋深和面积应根据地基承载力计算结果来确定。桥台基础的宽度应根据桥台荷载和桥台结构形式来确定。

*桥台基础构造措施的确定。桥台基础构造措施包括钢筋混凝土保护层、排水系统、防渗系统等。钢筋混凝土保护层可以保护桥台基础免受外界环境的侵蚀。排水系统可以防止桥台基础积水，从而降低桥台基础的浮力。防渗系统可以防止地下水渗入桥台基础，从而降低桥台基础的承载力。

#3.桥台基础施工技术

桥台基础施工技术是桥台基础设计的重要内容之一。桥台基础施工技术包括以下几个方面：

*基坑开挖。基坑开挖是桥台基础施工的第一步。基坑开挖时，应注意以下几点：基坑开挖应分层进行，每层开挖深度不应超过1.5m。基坑开挖应留有坡度，坡度一般为1:1.5～1:2.0。基坑开挖应采取措施防止滑坡和坍塌。

*基础浇筑。基础浇筑是桥台基础施工的第二步。基础浇筑时，应注意以下几点：基础浇筑应分层进行，每层浇筑厚度不应超过0.5m。基础浇筑应振捣密实，以消除混凝土中的气泡和孔洞。基础浇筑应养护一段时间，养护时间一般为28天。

*地基处理。地基处理是桥台基础施工的第三步。地基处理包括以下几种方法：夯实法、碾压法、喷射注浆法、水泥土搅拌桩法等。地基处理可以提高地基的承载力，并可以减少地基的沉降。

*回填。回填是桥台基础施工的第四步。回填时，应注意以下几点：回填材料应为级配良好的砂砾石。回填应分层进行，每层回填厚度不应超过0.3m。回填应夯实密实，以消除回填材料中的气泡和孔洞。第八部分桥梁桥台基础施工工艺及流程桥梁桥台基础施工工艺及流程

桥台基础施工工艺一般分为以下几个步骤：

1.放样定位：根据设计图纸，在施工现场进行放样定位，确定桥台中心线及各构件的位置。

2.基坑开挖：按设计要求开挖桥台基础基坑，并对基坑边坡进行加固和排水。

3.基础处理：对基坑底部进行处理，包括平整、夯实、垫层等，以确保基础的稳定性和承载力。

4.模板安装：根据设计图纸，安装桥台基础模板，包括台身模板、翼墙模板、挡土墙模板等。

5.钢筋绑扎：按设计要求，对基础钢筋进行绑扎，包括主筋、箍筋和分布筋等。

6.混凝土浇筑：将混凝土按设计要求浇筑到模板内，并用振捣器振捣密实。

7.拆模养护：混凝土浇筑完成一定时间后，当混凝土达到一定强度时，即可拆除模板，并对混凝土进行养护，一般包括洒水养护、覆盖塑料布等。

8.回填土：在桥台基础周围进行回填土，以保护桥台基础免受侵蚀。

此外，在桥台基础施工过程中，还需注意以下几点：

1.地基处理：对于地基承载力较差的情况，应采取地基处理措施，如换土、夯实、注浆等，以提高地基的承载力。

2.防水措施：桥台基础应采取防水措施，以防止水渗入基础，造成基础损坏。防水措施包括止水带、防水涂料、防水砂浆等。

3.施工质量控制：桥台基础施工应严格按照设计图纸和规范要求进行，并对施工质量进行严格控制。施工质量控制包括材料质量控制、施工工艺控制和结构安全控制等。第九部分桥梁桥台基础施工质量检查与验收桥梁桥墩与桥台基础设计与施工技术

桥梁桥台基础施工质量检查与验收

#质量检查：

1.基础开挖质量检查：

-基础开挖应垂直平整，无松软土层和杂物。

-基坑形状、尺寸应符合设计要求，边坡坡度应符合规范规定。

-检查基坑排水系统是否完善，是否符合设计要求。

2.基础承载力检查：

-对基础进行承载力试验，检查基础的实际承载力是否满足设计要求。

-承载力试验应在基础浇筑完成后进行，试验方法应符合规范规定。

3.基础混凝土质量检查：

-检查基础混凝土是否符合设计要求的强度等级。

-混凝土质量检查应包括混凝土外观检查、混凝土强度试验、混凝土耐久性试验等。

-检查混凝土养护是否到位，混凝土硬化后是否及时拆除模板和支架。

4.基础钢筋质量检查：

-检查基础钢筋是否符合设计要求的规格和数量，钢筋位置是否正确。

-检查钢筋绑扎是否牢固，钢筋连接是否符合设计要求。

5.基础防水质量检查：

-检查基础防水层是否有破损、渗漏等现象。

-防水层施工质量应符合设计要求，防水层应具有良好的防水性能。

#验收：

1.基础开挖验收：

-基坑开挖完成后，应进行验收，验收合格后方可进行下一道工序的施工。

-验收时应检查基坑形状、尺寸、边坡坡度、排水系统等是否符合设计要求。

2.基础承载力验收：

-基础承载力试验合格后，应进行验收，验收合格后方可进行下一道工序的施工。

-验收时应检查承载力试验结果是否符合设计要求。

3.基础混凝土验收：

-基础混凝土浇筑完成后，应进行验收，验收合格后方可进行下一道工序的施工。

-验收时应检查混凝土强度、耐久性、外观等是否符合设计要求。

4.基础钢筋验收：

-基础钢筋绑扎完成后，应进行验收，验收合格后方可进行下一道工序的施工。

-验收时应检查钢筋规格、数量、位置、绑扎质量等是否符合设计要求。

5.基础防水验收：

-基础防水层施工完成后，应进行验收，验收合格后方可进行下一道工序的施工。

-验收时应检查防水层是否有破损、渗漏等现象，防水层是否具有良好的防水性能。第十部分桥梁桥台基础常见问题及处理措施桥梁桥台基础常见问题及处理措施

桥梁桥台基础是桥梁的重要组成部分，其设计和施工质量直接影响桥梁的安全性、耐久性和使用寿命。在桥梁建设中，桥台基础可能会遇到各种问题，需要采取相应的处理措施来解决。

1.基础沉降

基础沉降是指桥台基础