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1、桥梁基础及墩台身施工技术, 马彦启,目 录,一、简述 二、桥梁基础施工技术 三、桥梁墩身施工技术,一、简述,桥梁很早以前主要是用来跨河、跨沟，古代桥梁多以拱桥的形式出现，基础形式几乎是扩大基础的天下，桥墩为刚性重力式墩台。 随着混凝土的应用，逐渐出现了梁板式桥，近代桥梁以跨河、山谷为主，基础形式由扩大基础发展为沉井基础、钻孔桩基础，沉井基础在深水桥墩中广泛应用，如我国近代的钱塘江1桥、南京长江大桥等。,我国80、90年代，铁路工程改造和新建铁路桥梁建设时期，扩大基础、沉井基础和钻孔桩基础三种形式并存，90年代高速公路的建设发展开始，公路桥梁大量使用了钻孔桩基础，大大提高了基础的承载能力，墩身的
2、结构形式也逐步由原来的刚性大体积墩身，发展到现在的轻型柱式桥墩。 近期大量新型材料的应用和造桥技术、设备的不断更新，现代化的桥梁逐步向大跨高墩发展，钻孔桩基础发展迅速并广泛应用，沉井基础作为扩大基础的一种延伸形式逐步被深水桩基础取代。目前跨海大桥基本都采用了深水桩基础的类型。,杭州拱宸桥创建于明崇祯四年（公元1631年）。中孔净跨15.8m，两边孔各为11.9m。拱券石厚30cm，为拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚约1m，合大孔的1/15.8。,钱塘江大桥，位于浙江省杭州市西湖之南，六和塔附近的钱塘江上。茅以升为总设计师。桥长1453米，分引桥和正桥。正桥16孔，15座桥墩。是我国自行
3、设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥，横贯钱塘南北，是连接沪杭甬铁路、浙赣铁路的交通要道。大桥于1934年8月8日开始动工兴建，1937年9月26日建成，历时三年零一个月时间。沉井基础。,杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，它北起浙江省嘉兴市海盐郑家埭，南至宁波市慈溪水路湾。它是沈海高速公路的一部分，全长36公里，是世界第三长的跨海大桥。,二、桥梁基础工程,1、桥梁一般讲由上部结构、下部结构和附属构造物组成。上部指主要承重结构和桥面系；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。 2、基础的分类：基础形式分为：扩大基础、桩基础和沉井基础。
4、3、各类基础的适用条件：扩大基础适应于地质较好的条件，造价低施工方便。沉井基础适应于深水基础，由于施工技术复杂造价高，现在基本被桩基础取代。 桩基础：适应各类复杂地址，施工方便。桩基础按受力形式分为：端承桩、摩擦桩。按施工方法分为：钻孔桩、挖孔桩（不适应摩擦桩）,6.6 挖孔桩施工 普通土层采用人工开挖，每次开挖深度约为1m，岩石开挖采用风镐和浅眼爆破方法。主要机具包括：风钻、空压机、风镐、电动卷扬机、铁锹、装碴桶、钢丝绳等。挖出的碴土在桩底装入吊桶，由卷扬机配钢丝绳提升至地面，倒入手推车运至堆土处。孔口周围内不得堆放淤泥杂物。 （1）、桩孔护壁 本工程桩基护壁采用C20现浇混凝土结构，第一节
5、护壁采用厚度为300mm钢筋混凝土护壁（坚向钢筋采用12螺纹钢，间距15cm，箍筋采用10圆钢，间距10cm），其余护壁在一般情况下采用厚度150mm的素混凝土。护壁模板采用钢模板，每节护壁的高度，一般地层和风化岩层为1m。 护壁高出原地面300mm，防止土、石、杂物落入孔内伤人，挖孔工作暂停时，孔口罩盖并派人专人守护。,（2）、排水 桩孔内的地下水，渗量较少时，采用随挖随用吊桶将泥水与岩碴一起吊出；渗水量较大时，用潜水泵排出桩孔外。另外为防止雨水进入孔内，在桩孔位置搭设雨棚，并在孔口四周设置排水沟。 （3）、通风 挖孔过程中经常检查有害气体浓度、气味，桩孔深度超过10m采用小型鼓风机通过高压
6、软风管送风至孔底。 （4）挖孔桩爆破施工 当桩基础埋入较深，基底层进入中风化岩石等较坚硬的岩层，用风镐开凿桩孔困难时，采用风钻钻眼，运用爆破方法施工,施工中在炮眼附近加强支护,防止震塌孔壁。,6.2.5清孔： 、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处 进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。 、注意在空转清土时不得加深钻进，提钻时不得回转钻杆。 、清孔后，用测绳检测孔深。 6.2.6、钢筋笼制作与安装 （1）、钢筋笼的制作 钢筋笼的制作执行钢筋加工及安装作业指导书 （2）、钢筋笼的运输、安装 钢筋笼运输采用炮车运输，吊车安放。 对钢筋笼加焊加强筋（具体形式和位置
7、见图4），防止在运输安装过程中钢筋笼变形。,、钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。 、缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。 、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。当钢筋笼需接长时，
8、先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用焊接或套筒连接。焊接时可以使用多台电焊机同时焊接。 、钢筋笼固定，可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿穿杠，将钢筋笼固定。、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上帮十字线，连接单桩护桩，拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合。不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋，使之重合。,、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为： 主筋间距10mm； 螺旋筋间距10mm； 骨架外径l0mm； 骨架倾斜度0.5； 骨架保护层厚度20mm； 骨架中心平面位置20mm； 骨架顶端高程+20mm， 骨架底面高程50mm。,6.2.7
9、、安放导管 砼采用导管灌注，导管内径为200-300mm，螺丝扣连接。 、导管使用前使用气泵进行水密承压试验。试压前将导管一头封闭，从另一端将导管内注满水，用带有进气管的导管封闭端头将导管封闭，将气泵气管与导管进气管连接，加压至0.6Mpa（压力不小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，按40米水深压力进行试压，试压压力为0.6Mpa。）。持压2分钟，观察导管有无漏水现象。 、检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。 、导管试拼、编号 根据护筒顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计
10、算导管所需长度对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节长度较短的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4.0m）。 、导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm。、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。,6.2.8、砼的拌合、运输 、混凝土拌合前，由试验室提供混凝土配合比。 、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合
11、比，交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。 、混凝土拌合坍落度控制在180220mm。每车混凝土出站前，试验室试验人员，检测混凝土的出站坍落度和出站温度，不合格不予出站。混凝土出站时，试验室人员须在运输单上填写出站时间，出站时坍落度，若为冬季施工时，还需填写混凝土的出站温度。 、混凝土运输采用罐车运输，冬季施工时，罐车运输罐应用棉被或其他保温材料包裹保温，以减少混凝土在运输过程中的温度损失。,4.2.8、灌注混凝土 、每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在180-220mm之间，温度应在5度以上。 、混凝土由罐车运至现场后，采用吊车吊储料斗运进行灌注。为确保灌
12、注的顺利进行，砼灌注前要首先准确计算出首批砼方量，埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要。具体见下表：,、首批混凝土灌注后，灌注砼由砼运输车溜槽直接对料斗放料进行灌注。 、灌注中，每车混凝土灌注完成或预计拔导管前量测孔内砼面位置，以便及时调整导管埋深。导管埋深一般控制在46m之间。 、在灌注将近结束时，核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。灌注完成后对桩顶2米范围内砼用50型插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，振捣要均匀，不得漏振、过振，以保证桩顶范围内砼密实。灌注完的桩顶标高应比设计标高高出0.5m，高出部分在砼强度达到80%以上后凿除，凿除时防止损
13、毁桩身。 、灌注完毕后，拔出护筒。,7、承台施工,承台施工要点 钻孔桩水下混凝土灌注完毕并养护期满，应经第三方对桩身进行无损检测并符合设计及验标要求后，可进行承台施工； 基坑开挖之前先做好地面排水系统；基坑开挖与扩大基础相同。 承台结构施工：采用组合钢模板立模作为基础模板；混凝土采取拌和站集中拌制，混凝土运输车运输，泵送混凝土入模，分层连续浇筑成型。桩头与承台的连接要符合设计有关规定。 （4）承台大体积砼温控 大体积混凝土浇筑后将产生较高的水化热温升，形成不均匀非稳定温度场，产生较大的温度应力，温度应力往往超过混凝土的抗拉强度，导致混凝土开裂。温控措施一般采用冷却管冷却，或分成浇筑混凝土。,三
14、、桥梁墩身施工技术,一般公路桥梁采用圆柱墩（单、双柱），铁路桥梁采用园端形、Y字形实心墩。较高的桥墩多采用空心墩，空心墩有圆形、矩形（带圆角）。墩身施工主要考虑模板的配置、起吊方式、支架的选择和钢筋施工。根据工期、现场情况等条件，合理安排资源的投入数量。模板：采用定型钢模板，15米以下的实心墩可以考虑一次性浇注，空心墩模板一般配置2.53米/节，2节/套，循环使用，1.52天/循环。脚手架：一般双层钢管支架。起重方式：以“经济、实用、易操作”为原则，较高的桥墩，结合上部结构特点、地形条件选择吊车、塔吊或高架索道等方式。位置平坦、较低的桥墩采用汽车吊比较方便。 盖梁、墩帽施工：较高的采用托架，较
15、低的采用钢管支架配合定型钢模板施工。,1、实体式桥墩墩身施工,2 实体墩施工程序 （1）对实体墩身高15m时，可采用支架、定型钢模、一次浇筑；当高度15米时，可采用分段立模浇筑混凝土的施工方法。 （2）脚手架布置：脚手架采用建筑管架、碗扣式脚手架等，一次性施工至墩台顶并高出墩台顶约1.5m。脚手架采用“四横八纵”法布置，为确保其整体性和稳定性，脚手架分内外两层布置，中间用斜杆形成连续的剪刀架，同时在四个角设置缆风绳，缆风绳用紧线器拉紧。,（3）墩台模板结构及安装：桥台采用大块特制平板钢模板；墩身采用整体式钢模板，每节23m，圆墩分两个半圆形拼装而成，矩形墩由四块钢模板拼装而成，汽车吊及轻型吊机
16、起吊安装。为确保模板的稳定，模板支撑尽量牢固，而且施工时禁止墩台模板及固定模板用的支撑与脚手架、缆风绳等接触或连接。,空心墩翻模施工流程图,空心墩翻模施工方法图,5、模板检算 根据安全生产管理条例，大模板要编制专项施工方案，并有计算书。根据建筑施工模板安全规程模板计算荷载应符合以下规定：,模板荷载包括永久荷载和可变荷载。 永久荷载包括模板及其支架的自重，新浇混凝土自重，钢筋自重，采用内部振捣器时，新浇混凝土作用于模板的侧压力。 可变荷载包括：施工人员荷载，振捣混凝土产生的荷载，倾倒混凝土时对垂直模板产生的水平荷载，风荷载等。,6、检算结果：,7、模板及其支架的设计应符合下列规定：,8、模板设计应包括的内容：以上内容摘自,9、墩台身砼灌注：砼在搅拌站集中生产，砼罐车运至现场并用输送泵配合串筒送入模内，插入式捣固器振捣。桥台砼为一次性灌注成型，墩身高度小于15米时一次性灌注成型，大于15米时分段灌注成型。,
