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1、桥梁基础知识二、桥梁的分类（一）桥梁的基本体系按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、 刚架桥、悬索桥四种基本体系，其他还有几种由几种基本体系组合而成的组合 体系等。1.梁式体系梁式体系是古老的结构体系。梁作为承重结构是以它的抗 弯能力来承受荷载的。梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。悬臂梁、固 端梁和连续梁都是利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩，使梁跨内的内力分 配更合理，以同等抗弯能力的构件断面就可建成更大跨径的桥梁。2.拱式体系 拱式体系的主要承重结构是拱肋（或拱箱），以承压为主，可采用抗压能力强的 圬工材料（石、混凝土与钢筋混凝土）来修建。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和 无铰拱。拱是有水平推力
2、的结构，对地基要求较高，一般常建于地基良好的地 区。3.刚架桥刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，它是由受弯的上部梁 （或板）与承压的下部柱（或墩）整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接， 梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构。 刚架分直腿刚架与斜腿刚架。刚架桥施工较复杂，一般用于跨径不大的城市桥 或公路高架桥和立交桥。4.悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要 构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。其受力特征是：荷载由 吊索传至缆，再传至锚墩。传力途径简捷、明确。悬索桥的特点是：构造简单， 受力明确；在同等条件下，跨径愈大，单位跨度的材料
3、耗费愈少、造价愈低。 悬索桥是大跨桥梁的主要形式。5,组合体系（1 ）连续钢构：连续钢构是由梁和 钢架相结合的体系，它是顶应力混凝土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种 新体系。（2）梁、拱组合体系：这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构 等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。（3）斜拉桥：它是由承 压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。（二）桥梁的其他分 类1.按用途划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运 水桥（渡槽）及其他专用桥梁（如通过管路、电缆等）。2.按桥梁全长和跨径的不 同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。3.按主要承重结构所用的材料划分，有
4、 圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋棍凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木 桥等。4.按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥和栈 桥。5.按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。2B 313012掌握桥梁基础施工技术一、桥梁基础分类桥梁基础分为：刚性基础、 桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。二、 适用条件1.刚性基础：适用于各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字 镐、爆破等设备和方法开挖。2.桩基础：按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖 孔桩。其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。 （1）沉桩：锤击沉桩法
5、一般适用于松散、中密砂土、黏性土。桩锤有坠锤、单 动汽锤、双动汽锤、柴油机锤、液压锤等。可根据土质情况选用适用的桩锤； 振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；射 水沉桩法适用在密实砂土，碎石上的土层中。用锤击法或振动法沉桩有困难时， 可用射水法配合进行；静力压桩法在标准贯入度N 20的软黏土中，可用特制 的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩；钻孔埋置桩为钻孔 后.将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人，并在桩周压注水泥砂浆固结而 成，适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。（2）钻孔灌注 桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层；挖
6、孔灌注桩适用于 上地下水或少量地下水。且较密实的土层或风化岩层，如空气污染物超标，必 须采取通风措施。（3）管柱、沉井适用于各种土质的基底，尤其在深水、岩面 不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可 采用。（4）地下连续墙适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载 的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础，可用于除岩溶和地下 承压水很高处的其他各类上层中施工。三、明挖扩大基础施工明挖扩大基础施 寸：的内容包括：基础的定位放样、墓坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑 （浇筑）基础结构物等。（一）准备工作在开挖基坑前，应做好复核基坑中心线、 方向和高程，并应
7、按地质水文资料，结合现场情况，决定开挖坡度、支护方案 以及地面的防水、排水措施。放样工作足根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线， 推算出基础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。基坑底部的尺寸较设 计平面尺寸每边各增加0.51.0m，以便于支撑、排水与立模板（坑壁垂直的无 水基坑坑底，可不必加宽，直接利用坑壁作基础模板亦可）。（二）基坑开挖1. 坑壁不加支撑的基坑对于在干涸河滩、河沟中，或经改河或筑堤能排除地表水 的河沟中，在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定，以及基础埋 置不深，施工期较短，挖基坑时，不影响邻近建筑物安全的场所，可选用坑壁 不加支撑的基坑。黏性土在半干硬或硬塑状态，基坑
8、顶无活荷载，稍松土质， 基坑深度不超过0.5m，中等密实（锹挖）土质基坑深度不超过1.25m，密实（镐 挖）土质基坑深度不超过2.0m时，均可采用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以 内，土的湿度正常时，采用斜坡坑壁开挖或按坡度比值挖成阶梯形坑壁，每梯 高度为0.51.0m为宜，可作为人工运土出坑的台阶。基坑深度大于5m时，坑 壁坡度适当放缓，或加做平台。土的湿度影响坑壁的稳定性时，心采用该湿度 下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。当基坑的上层土质适合敞口斜坡坑壁 条件，下层土质为密实黏性土或岩石，可用垂直坑壁开挖，在坑壁坡度变换处， 应保留有至少0.5m的平台。2.坑壁有支撑的基坑当基坑壁坡不易稳
9、定并有地 下水，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深工程数量较大，不符合技术经济 要求时，可根据具体情况，采取加固坑壁措施撑、钢木结合支撑、混凝土护壁 及锚杆支护等。混凝土护壁一般采用喷射混凝土。根据经验，一般喷护厚度为 58cm，一次喷护约需广2h。一次喷护如达不到设计厚度。应等第一次喷层终 凝后再补喷，直至达到要求厚度为止。喷护的基坑深度应按地质条件决定，一 般不宜超过10m。（三）基坑排水桥梁基础施了中常用的基坑排水方法有：1.集 水坑排水法。除严重流沙外，一般情况下均可适用。2.井点排水法。当土质较 差有严重流沙现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，用普通排水方 法难以解决时，可采
10、用井点排水法。3.其他排水法。对于土质渗透性较大、挖 掘较深的基坑，可采用板桩法或沉井法，此外，视上程特点、工期及现场条件 等，还可采用帐幕法，即将基坑周围土层用硅化法、水泥灌浆法及冻结法等处 理成封闭的不透水的帐幕。（四）基坑施工过程中注意要点1.在基坑顶缘四周 适当距离处设置截水沟.并防止水沟渗水，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁 稳定性；2,坑壁边缘应留有护道，静荷载距坑边缘不小于0.5m，动荷载距坑 边缘不小于1.0m，垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽，水文地质条件欠佳时 应有加固措施；3.应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝，坑壁有无松散塌落 现象发生；4.基坑施工不可延续时间过长，自开挖
11、至基础完成，应抓紧时间连 续施工；5.如用机械开挖基坑。挖至坑底时，应保留不小于30cm厚度的底层， 在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高；6.基坑应尽量在少雨季节施工；7.基 坑肩：用原土及时回填，对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑，应分层夯实。四、 桩基础施工（一）沉入桩施工沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预 应力钢筋混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩（包括 普通的和预应力的）一般由工厂以离心成型法制成。沉人桩的施工方法主要有： 锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介绍锤击沉桩的施工方 法。1.概述锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏性土。由于锤击沉桩依靠桩锤
12、 的冲击能量将桩打入士中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m），入土深度 在40m左右，否则对沉桩设备要求较高。沉桩设备是桩基施寸：质量与成败的 关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供 应等条件选择2.施工要点（1 ）沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部 件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽以及送桩与桩的中轴线是否一致； 锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能：用坠锤和单动气锤时，提锤高 度不宜超过0.50m；用双动气锤时，可少开气阀降低气压和进气量，以减少每 分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量；当桩尖已沉入 到设计标高，但沉入度仍
13、达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。 沉桩时，如遇到：沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不 下沉，桩锤有严重的回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重 隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。（2） 沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5l0mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内 可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应 予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上下活动自由；顶制桩 顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大 小决定；桩边破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力
14、均匀分布于桩 顶面。3.锤击沉桩的停锤控制标准（1）当设计桩尖标高处为硬塑黏性土、碎石 土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确 认桩尖已沉人该土层，贯入度已达到控制贯人度。（2）当贯人度已达到控制贯 人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10rn左右（或锤击3050 次），如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应报有关部 门研究确定。（3）当设计桩尖标高处为一般黏性土或其他松软土层时，应以标 高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续 锤击，使其接近控制贯人度。（4）在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接 近.而沉
15、入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大， 致使各桩贯人度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制定停锤标 准。对于特殊设计的桩.桩尖设计标高有高低时（如拱桥的桥台桩等），应按设 计要求处理。从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜 度。在沉桩过程中，不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并 增加桩身附加弯矩。（二）钻孔灌注桩施:1.钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩桩 长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合 配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。2.钻孔灌注桩施工的 主要工序钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋没
16、护筒、制备泥浆、钻孔、清底、 钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。（1）埋设护筒：护筒能稳定孔壁、 防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作 用等。护简要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm， 潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约23m。一般常用钢护筒，在陆 上与深水中均能使用，钻孔完成，可取出重复使用。在深水中埋设护筒时，先 打入导向架，再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒人土深度视土质与流速而定。 护筒平面位置的偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。（2）泥浆制备：钻孔 泥浆由水、黏土 （膨润土）和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具， 增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。通常 采用塑性指数大于25,粒径小于0.005mm的黏土颗粒含量大于50%的黏土过泥 浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。（3）钻孔： 一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔，或用旋转机具辅以高压水冲成孔用的方法 是：止循环回转法，反循环回转法，潜水电钻法，冲抓锥法，冲击锥法。1）正
