《铁路桥梁施工与维护（第2版）》课件 项目2 桥梁基础构造与施工

明挖基础施工CONTENTS01明挖基础的认识目录02旱地明挖基础施工03水中明挖基础施工明挖基础的认识PART01一、明挖基础的认识明挖基础又称刚性扩大基础，是直接在墩台下开挖基坑修建而成的实体基础。它适合于在岸上或水流冲刷影响不大的浅水处，且浅地表地基承载力合适的底层。它构造简单，施工方便，最为常见。明挖扩大基础的平面形状常为矩形，也有其他形式(视墩台身底面的形状而定)；立面形状可为单层或多层台阶扩大形式，与地基承载力及上部荷载大小有关。明挖扩大基础的常用材料有混凝土、片石混凝上、浆砌片石等。明挖扩大基础平面、立面图明挖扩大基础的特点是稳定性好、施工简便、取材容易、能承受较大的荷载，所以只要地基承载力能满足要求，它是桥梁的首选基础形式。但其缺点是自重大，并且在持力层为软弱土时，由于基础面积不能无限制扩大，需要对地基进行处理或加固后才能采用。所以对于荷载较大，上部结构对沉降变形较为敏感(超静定结构)，持力层的土质较差且较厚的情况，不宜采用明挖扩大基础。一、明挖基础的认识旱地明挖基础施工PART02根据工程特点选择坑壁无支护开挖，基坑坑壁边坡按照施工规范选定。当基坑土层湿度过大，容易造成基坑坑壁边坡坍塌，则基坑坑壁坡度要采用该湿度下土的天然坡度，当基坑通过不同的土层时，则边坡坡度可分层选定，并在土层地质变化处留宽度0.2m左右平台。基坑开挖采用人工配合机械开挖。自卸汽车弃土。二、旱地明挖基础施工（一）施工工艺基坑开挖断面尺寸应考虑基坑排水、汇水、施工材料安装和人工作业位置等要求，无水土质基坑底面，按基础设计平面尺寸周边各加宽0.5m以上，对有水基坑底面要同时满足四周排水沟的位置要求。土质基坑开挖接近设计标高时，预留200～300毫米由人工清理至基底标高。不得破坏基底土的结构。石质基坑采用浅眼控制爆破，炮眼深度根据地质资料确定，一般炮眼深度不超过0.8m，装药深度不超过炮眼深度的1/3。二、旱地明挖基础施工（一）施工工艺

基坑开挖至设计标高时，采用风镐将基底凿平；岩层倾斜时，将岩面凿成台阶，使得基础持力层承重面与重力线垂直。无水石质基坑坑底尺寸与基础尺寸相同，如基坑内有地下水，则按有水基坑施工控制坑底平面尺寸。基坑开挖完毕后，经检验合格后，立即浇注基础砼。二、旱地明挖基础施工（一）施工工艺1、施工准备①技术交底和安全交底施工前对现场所有施工人员进行技术交底和安全技术交底。②测量放线和配合比准备开工之前，测量队先测定基坑中心线、轮廓线、方向和高程，为保证基坑开挖过程中不破坏放样标志，开挖轮廓线线外需设置引桩，引桩应设置于设计开口线外，并现场交底给现场技术员和施工队。试验室要对施工中用到的材料（钢筋、砂石骨料）进行抽样检测，并做好现场施工所需的砼配合比。二、旱地明挖基础施工（一）施工工艺二、旱地明挖基础施工1、施工准备③疏导引流基坑排水采用改沟导流、汇水井抽水或井点法排水的方法。明挖基础施工前，于明挖范围线5m之外设置截水沟和引水沟，并将水引至远离施工点之外的排水系统。对于在施工期间有水流的沟渠处进行明挖基础施工时，外围修筑围堰、改河、改沟、筑坝等措施排开地面水后再开挖基坑，坑内积水抽水进行排水。基坑内排水一般采用排水沟与汇水井相结合集中抽水，对于基坑处在砂性土壤中时可采用井点法排水。④风、水、电准备现场施工所需风、水、电以及施工人员、机具应准备就位。二、旱地明挖基础施工（二）施工方法及施工要点二、旱地明挖基础施工2、基坑开挖（1）土方开挖开挖工程量较小的土质或石质基坑采用人工开挖，土质基坑采用放坡开挖、石质基坑采用垂直开挖。弃土提升及运输方法采用人工挑运。开挖工程量大的土质基坑采用挖掘机开挖，配合人工刷坡检底的开挖方法，机械开挖时在设计基底高程以上保留5～10cm厚度的土层由人工开挖检底。无水土质基坑开挖时，为保证支立砼模板浇筑的需要，应将基底设计轮廓线尺寸每边放宽50cm以上，有水土质基坑，在保证立模空间的同时，还应保证设置基底集水井和排水沟的空间，需将基底设计轮廓线每边放宽80cm以上。二、旱地明挖基础施工（二）施工方法及施工要点2、基坑开挖（2）石方开挖开挖石方应根据岩石的工程地质类别及其风化程度和节理发育程度等确定开挖方式。对于软石和强风化岩石，能用机械直接开挖的均应采用机械开挖，凡不能用机械开挖的石方，则用爆破法开挖。弱风化及较坚硬石质基坑的开挖方法采用松动爆破的开挖方法，弃土提升及运输方法工程量小时采用人工挑运。工程量大时采用挖掘机回旋弃土。采用松动爆破开挖时在基底以上留不少于20cm厚度的岩层改由风动工具凿除。二、旱地明挖基础施工（二）施工方法及施工要点水中明挖基础施工PART03对于土质基坑，要保持基坑的干燥，基坑内的积水要及时进行抽排，以免积水浸泡基底，影响基底承载力；土质基坑开挖过程中，为防止坑壁的坍塌，尽量按照原始地貌进行开挖，减小开挖对原土体的扰动；对深度较大和土体较松软的基坑，开挖时要对坑壁进行加固，开挖一层后，及时对开挖后侧壁进行拍打、夯实，防止坑壁坍塌；雨天施工时，随时排除坑内积水，清除受水浸泡的基底土，换以好土回填（或以砂、砾石夯填）。三、水中明挖基础施工在合龙段钢梁的高强度螺栓施拧完毕后，应立即拆除临时固结措施，防止结构破坏。三、水中明挖基础施工总结1.明挖基础的认识2.旱地明挖基础施工3.水中明挖基础施工谢谢观看THANKYOU铁路桥梁与隧道工程教研室桩基础施工主讲人：张振雷铁路桥梁与隧道工程教研室CONTENTS01桩基础基本认识目录02桩基础的类型03钻孔桩施工04施工问题桩基础基本认识PART01一、桩基础基本认识桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载的一种深基础，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的高压缩性土层或水，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，我们通常将桩基础中的桩称为基桩。桩基础由桩和桩承台组成。桩基的施工法分为预制桩和灌注桩两大类。打桩方法的选定，除了根据工程地质条件外，还要考虑桩的类型、断面、长度、场地环境及设计要求。桩基础的类型PART02(1)按承台位置分类

桩基础按承台位置的不同可分为低桩承台基础和高桩承台基础。低桩承台的承台底面位于地面或冲刷线以下；高桩承台的承台底面位于地面或冲刷线以上(主要在水中)。(2)按荷载的传递方法分类结构物的荷载通过桩基础传递给地基，垂直荷载一般由桩底土层抵抗力和桩侧面与土之间产生的摩擦力来支承。桩根据其荷载的传递方法可分为：端承桩和摩擦桩。二、桩基础的类型中间设浮船支承纵向拖拉架设钢梁(3)按施工方法分类按施工方法的不同，桩可分为预制桩和灌注桩两大类。1)预制桩。是在工厂或工地加工制作的成品桩。通常制成实心方形或锥形断面，用离心法可制成空心圆形断面(管桩)。运到现场就位后，用打(或振、压、旋)入或射水等方法送入土中。按不同的沉桩方式，预制桩可分为打入桩、振动下沉桩、静力压桩。2)灌注桩。是一种直接在现场桩位上就地成孔，然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇注混凝土而成的桩。与预制桩相比，具有施工低噪声、低振动、桩长和直径可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进入持力层或嵌入岩层、单桩承载力大、挤土影响小、含钢量低等特点。二、桩基础的类型(4)桩按桩身材料分类根据材料和制作方法不同，常用的预制桩有钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等。二、桩基础的类型钻孔桩施工PART03灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。三、钻孔桩施工（1）埋设护筒1.护筒一般用4～8mm厚的钢板卷制而成，其内径应大于钻头直径150mm。护筒的顶部应开设溢浆口，并高出地面200mm以上。2.护筒用挖埋的方法埋置，挖埋时，护筒与坑壁之间用粘性土填实，护筒中心应与桩位中心重合，偏差不得大于50mm，护筒埋置深度在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。（2）泥浆制备1.根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系统。泥浆池的容积为钻孔容积的1.2～1.5倍，一般不宜小于8m3。沉淀池一般设2个，可串联使用，每个沉淀池体积不宜小于6m3，循环槽应能保证冲洗液正常循环而不外溢。三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制2.在粘性土层中成孔的泥浆，可在原土注入清水造浆。在砂土中成孔的泥浆，应先在泥浆池中投入高塑性粘土或膨润土造浆。3.以原土造浆的循环泥浆比重应控制在1.1～1.3；以高塑性粘土或膨润土造浆的循环泥浆比重，在砂土层中控制在1.2～1.3，在砂卵石层或容易塌孔的土层应加大至1.3～1.5。泥浆的粘度控制在18～22S；含砂率不大于8%；胶体率不小于90%。三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制（3）成孔1.正循环钻进成孔1）钻机安装时，转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心应重合，其偏差不得大于20mm，钻机安装应平稳牢固。2）钻进时，在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环，钻具下入孔内后要低档慢速轻压，钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力钻进。3）正常钻进时，应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻进参数，在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进，在砂土中宜用低速、轻压、大泵量钻进，在碎石土中宜用低档慢速，控制进尺、加大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制（3）成孔1.正循环钻进成孔4）加钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环3～5min后再拧卸加接钻杆。钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时应停止钻进，经采取有效措施后方可施工。5）清孔采用正循环换浆方法，一般分两次清孔，第一次清孔在钻进至设计深度后，使钻头慢速空转不进尺，不断循环换浆。备就位。三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制2.冲击钻进成孔冲孔前，应在钢丝绳上作记号控制冲程。开始冲孔时，应低锤密击，锤高0.4～0.6m，并及时加碎石和粘土，使孔壁挤压密实，直至孔深达到护筒以下3～4m后，将锤高提高到1.5～2.0m以上转入正常冲击。正常冲击时，应控制好钢丝绳放量，勤放少放，防止钢丝绳放多减少冲程，放松过少，则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲锤、防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷扬机。三、钻孔桩施工（一）施工工艺及质量控制施工问题PART041.塌孔预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。四、施工问题（一）成孔问题2.缩径预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。四、施工问题（一）成孔问题3.桩孔偏斜预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍进行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。四、施工问题（一）成孔问题总结1.桩基础基本认识2.桩基础的类型3.钻孔桩施工4.施工问题谢谢观看THANKYOU铁路桥梁与隧道工程教研室沉井基础施工主讲人：张振雷铁路桥梁与隧道工程教研室CONTENTS01沉井基础的认识目录02沉井制作03沉井下沉沉井基础的认识PART01一、沉井基础的认识沉井基础是一种历史悠久的施工方法，适用于地基表层较差而深部较好的地层，既可以用在陆地上，也可以用在较深的水中。所谓沉井基础．就是将一个事先筑好的、以后充当基础的混凝土井筒放在墩台设计位置，然所一边挖土，一边靠井简的自重不断下沉，直至设计高程的基础施工方法。沉井下沉示意图沉井基础基本施工工序是：首先在地面(或人工筑岛)上做成钢筋混凝土沉井底节，底节足部的内侧井壁做成由内向外斜的“刃脚”；然后用机械或人工方法挖掘，清除井底土，使之不断下沉，沉并底节以上随之逐节接高；沉井下沉到设计高程后．再以混凝土封底，并建筑沉井顶盖，沉井基础便告完成，最后再在其上修建墩身。一、沉井基础的认识沉井基础的施工步骤a)沉井底节在人工筑岛上浇筑；b)沉井开始下沉及接高；c)沉井已下沉到设计位置；d)进行封底及墩身工作按下沉方式，沉井基础可分为：就地建造下沉的沉井和浮运就位下沉的沉并。

按建筑材料，沉井基础可分为：混凝土沉井、钢筋混凝土沉井。

按外观形状，在平面上可分为圆形、矩形及圆端沉井；在竖剖面上分为竖直式、倾斜式及阶梯式等。

具体沉井类型的选择要视具体的下沉深度、墩(台)底部形状、土层性质等施工条件而定。一、沉井基础的认识沉井沉井基础虽有多种形式，但基本构造相同。它由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管和探测管、封底、顶盖（或承台)以及环箍等组成，以下是沉井基础的构造图。一、沉井基础的认识沉井构造沉井制作PART02沉井位于浅水或可能被水淹没的岸滩上时，宜就地筑岛制作；沉井在制作至下沉过程中位于无被水淹没可能的岸滩上时，如地基承载力满足设计要求，可就地整平夯实制作，如地基承载力不够，应采取加固措施。在地下水位较低的岸滩，若土质较好时，可开挖基坑制作沉井。在水深流急、筑岛困难的情况下修建沉井基础，可采用浮式沉井、即把沉井底节做成空体结构，或采取其他办法使其在水中漂浮，用船只将其拖运到设计位置，再逐步用混凝土或水灌注，使其缓缓下沉直达河底。二、沉井制作制作沉井的岛面、平台面和开挖基坑施工的坑底高程，应比施工最高水位高出0.5～0.7m，有流冰时再适当加高。沉井制作的工序如下图所示。接下来我们介绍沉井制作的主要环节。二、沉井制作1．就地制作的沉井制作沉井的场地，应预先清理、平整和夯实、使沉井在制作过程中不致发生不均匀沉降、倾折或井壁开裂。当地基有足够强度(包括下卧层的强度)时，仅需对场地表面稍作平整，即可浇筑素混凝土垫层(一次浇筑厚度为200～300mm厚)。如果沉井下地基土很松软，则需铺设砂垫层，沉井的自重通过垫层传至下层较硬的土层上，使沉井保持制作过程中的稳定。沉井定位垫木布置图下图所示。二、沉井制作1．就地制作的沉井(2)承垫木的铺设支垫布置应满足设计要求及抽垫方便的原则，承垫木数量应根据第一节沉井的质量(或抽除承垫木前的质量)及砂垫层的承载力来确定。承垫木间距一般为300～800mm。如根数很多．可将2～4根编成一组，每根承垫木相互紧靠。铺设承垫木时应用水平仪找平，使承垫木顶面在同一水平面上。平面布置应均匀对称。每根垫木的长度中线与沉井刃脚踏面中线重合，定位垫木的布置要使沉井最后有对称的着力点。二、沉井制作1．就地制作的沉井(3)模板与钢筋施工：通常沉井井筒的一次沉没高度不得大于12m．故井筒沉没一般是分节进行的。当在松软的土层和人工岛上施工时，井筒第一节的的长度不得大于0.8的沉井等效宽度。井简模板可采用一般常用的现浇混凝土模板，应具有足够的强度、刚度与整体稳定性，并确保缝隙严密不漏浆。井壁直线部分应规则，可采用组合式定型钢模板或木模板，但井壁形状不规则部分如刃脚的凹槽宜用木模。二、沉井制作1．就地制作的沉井(3)模板与钢筋施工：井筒前一节下沉结束时宜高出基坑垫层面1～2m，以防外模埋入砂垫层受损。内模支架不宜支承在地基土上，以防沉降过大时，内模和支架受损。通常内模支架支承选定在井格内钢梁上。沉井钢筋一般较粗，往往在地面预先加工成钢筋网片，再在节点处点焊，以加强整体性。随后即可用吊机吊装就位。网片间的连接一般用电焊，但要确保接头按设计或规范要求错开，不能都在同一断面。二、沉井制作1．就地制作的沉井(4)混凝上浇筑与养护混凝土的浇筑通常有四种方法，1用皮带传输机、手推车，通过串桶浇筑；2用翻斗车直接浇筑；3用翻斗车、吊斗，通过漏斗串桶浇筑；4用混凝土泵浇筑。无论哪种浇筑方法都要求均匀，浇筑后严格检测混凝土的质量