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1、 第一讲：桥涵下部结构施工第一讲：桥涵下部结构施工 桥梁下部结构总的来说是指墩台身以桥梁下部结构总的来说是指墩台身以 下的部分，而基础以下则属通常所说的隐下的部分，而基础以下则属通常所说的隐 蔽工程，下部结构在整个工程质量中起到蔽工程，下部结构在整个工程质量中起到 至为关键的作用，是上部结构承载的至为关键的作用，是上部结构承载的主体主体 ，为何如此说：例如提篮拱、斜拉索桥、，为何如此说：例如提篮拱、斜拉索桥、 悬索桥的一部分荷载就是通过拱体、拉索悬索桥的一部分荷载就是通过拱体、拉索 传递到支座、塔座上的；所以按照常规说传递到支座、塔座上的；所以按照常规说 法，下部结构施工主要讲述墩台身和基础法
2、，下部结构施工主要讲述墩台身和基础 施工。施工。 1.11.1基础施工：基础施工： 桥涵的基础按照目前分类主要有：扩大刚性基础、桩基 、沉井、管柱、地下连续墙等；我们常用的是刚性扩大 基础、桩基、沉井； 1.1.1刚性扩大基础要求基底土质较好，基础埋藏浅，地 下水位低，地基承载力在150kpa以上，一般用于建筑 和不重要的公路墩台施工，铁路小桥涵也大量采用，这 种基础实际上就是在地表挖基坑后再安装模板（部分基 础有钢筋），最后浇筑混凝土，靠这个扩大基础来传递 上部荷载到基底，这种基础优点是方便施工、结构物重 心低，抗侧向倾覆性好，技术含量低，所需工期短，深 受施工单位欢迎。而缺点也是显而易见的
3、：混凝土和钢 筋使用量都很大，施工单位唯一必须有所准备的是：大 体积混凝土的来源，如果夏季浇筑还需考虑水化热降温 措施！ 至于开挖办法：主要是机械和人工辅助， 对于地下水较浅地段，则需开挖后设土袋 或板桩围堰，必要时在模板周边设排水沟 、积水井，用潜水泵抽排积水，个别情况 严重地段要设井点降水；对于后面讲到的 钻孔桩承台施工也同此办理，不同之处在 于刚性的混凝土体传递的荷载大部分传递 给了桩基础；而其施工有水基坑的经验甚 至可以借鉴到沉井基础的封底。 基坑开挖: 基坑开挖时四周坑壁需要放坡，土质不好的坑壁 应采取打入工字钢、钢板桩或其它加固防护措施 ，浅基坑也可以用草袋装土码护！机械开挖到基
4、底2050cm时最好改为人工清理，防止对基底承 载力造成破坏和扰动，当然，进行小量换填和夯 实、浇筑垫层等方法施工则不受此严格限制，现 场灵活掌握。基坑底面长宽应放大约1米左右，一 方面方便模板安装和拆卸、另一方面有水基坑可 以在四周设排水沟阻水，集中到基水井抽排。 1.1.2桩基础：顾名思义，就是在土层中形成 单根或多根刚性竖向条状构件，来承受上部传 递的荷载，使之进一步传递给大地土体！按受 力讲分为端承桩和摩擦桩，摩擦桩靠土体对桩 身摩阻力起作用，端承桩靠桩底嵌入基岩传递 荷载又叫嵌岩桩；按照施工方法讲分为打入桩 和孔桩，打入桩是将预制好的刚性条状体用机 械、物理力学工艺打入地下成为受力体
5、；孔桩 是通过人工或机械在地表至地层深处形成圆孔 ，在孔内放入钢筋骨架浇筑混凝土成桩的方法 。当然在地表至地下深处形成一个大孔如不采 取措施一般会造成塌孔，这就是我们要讲到的 重点：孔桩施工： 人工挖孔桩施工：对于桩身较浅、地层大部为土质 、地下水不丰富的地方是可以大量使用这种施工方 法的，这种方法每个工作面仅需2人，机械仅一台 简易绞车，挖桩员携带小镐、工兵铲即可作业。现 场控制为：井口适当加高1020cm，防止落土和物 件、井下照明用35v以下安全电压、每次下井先用 蜡烛在下探路防煤气瓦斯、下井人员腰部始终系安 全绳头戴安全帽、现场配备空压机或鼓风机等送风 设备定时向深井补风、层层做好衬砌
6、护圈、井上人 员定期检查提篮索扣和钢绳，不合格时坚决更换。 有水井底要定时用小型潜水泵抽水，抽水时井下人 员离开水面爬到上层井围暂避防漏电！当然潜水泵 电源必须设漏保。所以组合人员最好是亲属。最适 合我国西北黄土高原一带。 机械钻孔：机械钻孔常见的是冲击钻成孔、回 旋钻机成孔、潜孔钻机成孔、旋挖钻机成孔、 冲抓成孔，这些成孔方式的护孔措施都是采用 泥浆护壁。施工方法大同小异，主要是掏挖孔 底的土石方法不同，当然需要根据地层土质情 况灵活选用，对于有噪音污染限制的居民区应 选配噪音较小的成孔机械。这里仅就回旋钻机 成孔作讲述。 回旋钻机成孔根据泥浆和钻渣排除孔外的方式 又分为正循环和反循环；是利
7、用钻杆带动钻头 回转切削孔底，岩土与泥浆搅拌后通过泥浆的 运动带出钻渣的成孔方式；也有称为回转法成 孔； 正循环时泥浆通过钻杆进入孔底，钻渣被 泥浆托举顺孔口流出；沉淀后被循环利用 ；这也因此造成钻渣必须被切削的充分粉 碎才能随泥浆流出孔口，所以糊钻卡钻较 常发生，成孔速度较慢，但因其所需设备 简单、钻机小、设备故障少、可倾斜钻孔 等灵活特点，对于填土层、淤泥层、其他 软质土层成孔时还经常用到。由于泥浆被 动挤压孔壁，不宜坍孔。 反循环与正循环泥浆流动方式相反，是通 过钻杆将孔底泥浆和钻渣抽出孔外，沉淀 好的泥浆通过护筒预留口流回孔内循环的 过程，由于钻杆主动抽吸钻渣，对于较大 块径的碎石泥块
8、都可直接被吸出，大大加 快了成孔速度，采用不同的钻头甚至可在 岩层中钻进，但容易造成扩孔和塌孔；适 合于砂土层和软岩层，但不适合湿陷性黄 土和大粒径卵石层。 其他如冲击钻成孔、冲抓成孔、旋挖钻成 孔等都采用泥浆护壁，在钻锤和冲抓进尺 达到一定深度时，要求置换泥浆，置换方 法也是将泥浆抽进孔内或抽出孔外，使孔 内泥浆在孔外沉淀后再进入孔内。方法如 正反循环，都是采用泥浆护壁的原理。 护筒用钢板卷好成筒状，顶部50cm处预留 一凹槽作泥浆出入通道，然后人工挖孔到 护筒埋设深度后将护筒放入，周边用土夯 实；旱地也可直接用砖砌筑和用混凝土浇 注护壁作为护筒。淤泥地带将护筒定好位 后加压沉入或打入需要深
9、度！当混凝土浇 筑到设计标高后立即用吊车将护筒平稳垂 直向上拔出！对于深水围堰内钻孔，护筒 不能立即拔出，必需待混凝土凝固，甚至 全部墩台桩基施工完成后抽出堰内积水后 用割枪割开焊缝拆除，打入河床底的部分 可能就废掉了。 钻孔时，孔内水位要高出护筒底脚不少于0.5米或 地下水位1.5米以上，冲击钻取渣和停钻间隙需不 断向孔内补充泥浆，因故停钻时要将钻头提离开 孔底5米以上，防止泥浆沉淀埋钻。钻孔过程中详 细记录进尺情况，出渣土样、孔深等并作出土层 分析。 冲击钻的钢绳强度要足够，定期检查，储备安全 系数不小于12的同向捻制、优质柔软、无死弯无 断丝钢绳；开钻时应采用小冲程开孔，正常后应 勤松绳
10、，适量松绳，不打空锤、勤抽渣，连续冲 击6小时必须提钻检查修补钻头、检查钢绳磨损情 况，对钻机离合器等部位进行一次简单保养。 孔桩的混凝土浇筑：是利用导管下送混凝土，因孔桩的混凝土浇筑：是利用导管下送混凝土，因 为混凝土密度比泥浆大，从而混凝土在桩底慢慢为混凝土密度比泥浆大，从而混凝土在桩底慢慢 上涨，同时托举泥浆流出孔外完全被混凝土置换上涨，同时托举泥浆流出孔外完全被混凝土置换 的原理。确保导管任何接头都密封良好不漏水漏的原理。确保导管任何接头都密封良好不漏水漏 气，第一次钻孔前应做导管水密试验；灌注时必气，第一次钻孔前应做导管水密试验；灌注时必 须保证第一罐混凝土须保证第一罐混凝土埋住导管
11、底口埋住导管底口1 1米米以上，然以上，然 后浇注过程根据混凝土上涨的速度逐节拆卸导管后浇注过程根据混凝土上涨的速度逐节拆卸导管 ，始终保证管口埋在混凝土面下，始终保证管口埋在混凝土面下2 28 8米；当混凝米；当混凝 土坍落度和其它原因造成导管内混凝土不下落时土坍落度和其它原因造成导管内混凝土不下落时 ，一定不可过于慌张，可适当提升导管或使导管，一定不可过于慌张，可适当提升导管或使导管 上下抖动。同时要探明孔内混凝土面高程从而确上下抖动。同时要探明孔内混凝土面高程从而确 定导管埋深。定导管埋深。 所以一旦开始灌桩，必须保证混凝土连续供应 ，确有原因耽误也不能超过1小时以上。如果 导管在灌注过
12、程中突然开始出现水声或看的见 泥水从管内向上升起，那说明导管密封性不好 或拔管过快导致管口已脱离混凝土面！处置办 法唯一就是迅速拔起全部导管，取出清洗后再 重新安装，将已灌混凝土面作临时孔底，使导 管伸到现有混凝土面略下入2040cm，然后浇 注12米高混凝土封住管口，再将导管下落 12米，使导管埋入下层混凝土中，然后按正 常灌注，但始终应将二次封口的那12米混凝 土作为废料，不计入桩长！ 同一敦台的群桩施工无论采用何种成孔方 式都应按照梅花形顺序跳钻施工，严禁相 邻桩顺序施工！实在避不开时必需待前桩 混凝土浇筑完毕不少于24小时或待混凝土 强度达到2.5MPa后方可开钻，以免扰动混 凝土或导
13、致邻孔孔壁坍塌（针对旋挖钻， 先后挖好2个以上孔后一起下钢筋笼再浇筑 混凝土）。 质量控制: 1成桩孔径需不小于设计值,方法是成桩后吊放 探笼! 2对于粘土和淤泥质土,如果施工时周边有堆载, 应防止缩孔,如果产生,只好钻机重新就位扫孔! 对于扩孔则既成事实就无法弥补了,如果扩得 厉害可以回填重钻!所以控制泥浆比重很重要! 但还要在开钻前设计好钻孔平台与护筒泥浆 池三者之间的标高关系,确保护筒内水头压力 对护壁有反压力,防止地下水反渗造成孔壁侵 蚀性坍塌! 3及时测控桩底标高,成孔后及时报检,下钢筋笼 浇灌混凝土!混凝土上升过程中拔管速度始终 保证管口埋深在2米以上,所以要用测绳和探锤 在每次拔
14、管时检测。也可根据混凝土量计算。 4首罐混凝土的储备量计算原理是：剪断管口堵球 吊线或活门打开后，混凝土一次性冲入孔底需要埋 住管口1米以上,而水头压力作用下导管内会有相应 高度存量混凝土,所以混凝土储备量为孔底至埋管深 度的量加上导管存量! 5混凝土灌注开始后要保持混凝土供应的连续,中断 时间不可太长!混凝土需要有良好坍落度,否则很容 易堵管。出现混凝土不下时，可能是埋管太深，可 以适当上提或抖动导管，如果属于停止时间太长， 用这种方法无法解决时，也不能太惊慌，盲目无节 制上提导管，当导管上提到埋深小于1米时决不能 再提。但特殊情况导管埋深不宜大于8米，否则很 易出现导管提不动的情况。 6混
15、凝土到顶后的超灌问题：超灌0.51米，保证 桩头质量。最好超灌桩径的1.2倍以上。 1.2墩台身施工：墩台身施工主要注意模板拼 接缝的处理、模板表面涂刷脱模剂前要清洁干 净、脱模剂要用新机油和柴油掺配，也可购置 上海等厂家生产的专用脱模漆、乳化脱模剂。 墩身模板安装好后要仔细检查拉杆、螺栓的配 备情况，特别是竖缝的螺栓必须配足，防止混 凝土浇筑过快导致下部压强太大而爆模。 对于承台施工，现在都倡导大块整体钢模板， 应注意边长过大时中部需设23处对拉杆，一 方面防跑模，一方面也保护了模板不受力过大 损坏。 承台顶部的预埋钢筋位置要校核准确并焊牢。 1.31.3水中墩台的基础施工：水中墩台的基础施
16、工： 水中墩台对于浅水区主要采取围堰筑岛的方案 ，以我公司承建京杭运河两个主墩为例，用土 石筑岛超过1米后很容易造成边坡失稳，岛舌 也会延出河道较远，对航道不利，也浪费土石 方，河流和行船的浪涌会对边坡土石淘涮使边 坡进一步失稳；而单纯用钢板桩围堰，一是成 本太高，二是靠河心一侧需用驳船打桩，运河 行船密度太大也不安全；经综合考虑后我们提 出了外围采用型钢和草袋结合围堰，中心填土 筑岛钻孔灌桩，打钢板桩开挖施工承台的方案 ，该方案基本不占用航道，对河流污染几乎没 有！也大大节省了施工投入，方便了施工，很 快得到了河道管理部门的认可。见下图： 钢筋焊接：搭接焊时，起弧应从端头起，焊完收弧也应向 端头靠，以免烧伤主筋 钢筋搭接长度可比规范增加12cm；对焊钢筋要对齐，烧 透后再加力融接，用力要适当，初始融合时开关仍然闭合 12秒继续加温到紫红色再松开按钮，同步加力融合墩粗 ；不同直径用力不一样，否则容易将细钢筋压弯错头！焊 好的钢筋接
