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1、桥梁施工分类和选择方案一基础工程在桥梁工程中，通常采用的基础有扩大基础、桩基础、沉井基础等（见图 l1 ）。基础的施工方法大致可分类如下：1扩大基础所谓扩大基础，是将墩（台）及上部结构传来的荷载由其直接传 递至较浅的支承地基的一种基础形式，一般采用明挖基坑的方法进行 施工，故又称之为明挖扩大基础或浅基础。其主要特点是：（1）由于能在现场用眼睛确认支承地基的情况下进行施工,因而其施工质量可靠；（2）施工时的噪声、振动和对地下污染等建设公害较小；（3）与其它类型的基础相比，施工所需的操作空间较小；（4）在多数情况下，比其它类型的基础造价省、工期短；（5）易受冻胀和冲刷产生的恶劣影响。扩大基础施工的
2、顺序是开挖基坑，对基底进行处理（当地基的承载力不满足设计要求时，需对地基进行加固）,然后砌筑圬工或立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土。其中，开挖基坑是施工中的一项主要工作,而在开挖过程中,必须解决挡土与止水的问题。当土质坚硬时，对基坑的坑壁可不进行支护，仅按一定坡度要求进行开挖.在采用土、石围堰或土质疏松的情况下,一般应对开挖后的基坑坑壁进行支护加固，以防止坑壁坍塌.支护的方法有挡板支护加固、混凝土及喷射混凝土加固等。扩大基础施工的难易程度与地下水处理的难易有关。当地下水位高于基础的设计底面标高时，施工时则须采取止水措施，如打钢板桩或考 虑采用集水坑用水泵排水、深井排水及井点法等使地下水位降低至开 挖
3、面以下，以使开挖工作能在干燥的状态下进行。还可采用化学灌浆 法及围幕法(包括冻结法、硅化法、水泥灌浆法和沥青灌浆法等)进 行止水或排水，但扩大基础的各种施工方法都有各自特有的制约条件, 因此在选择时应特别注意。2桩基础 桩是深入土层的柱形构件,其作用是将作用于桩顶以上的荷载传递到 土体中的较深处。根据不同情况,桩可以有不同的分类法.本手册按成 桩方法对桩进行分类,并分别叙述其不同的施工方法和工艺。(1) 沉入桩沉入桩是将预制桩用锤击打或振动法沉入地层至设计要求标高。预制 桩包括木桩、混凝土桩和钢桩，一般有如下特点： 因是在预制场内制造，故桩身质量易于控制，可靠； 沉入时的施工工序简单，工效高，
4、能保证质量； 易于在水上施工； 多数情况下施工噪声和振功的公害大，污染环境； 受运输、起吊设备能力等条件的限制，其单节预制桩的长度不能过长;沉入长桩时要在现场接桩；桩的接头施工复杂、麻烦且易出现构 造上的弱点;接桩后如果不能保证全桩长的垂直度，则将降低桩的承 载能力，甚至在沉入时造成断桩; 不易穿透较厚的坚硬地层；当坚硬地层下仍存在较弱层，设计要求 桩必须穿过时，则需辅以其它施工措施，如射水或预钻孔等； 当沉入地基的桩超长时，需截除其超长部分，截桩不仅较困难，且 不经济。（1）锤击沉桩法 锤击沉桩是以桩锤（落锤、柴油锤、气动锤、液压锤等）锤击预制桩 的桩头而将桩沉入地下土层中的施工方法.锤击沉
5、桩法的特点： 锤击沉桩是在桩将土向外侧推挤的同时而贯入的施工方法，桩周 围的土被挤压，因此增大了桩与土接触面之间的摩擦力； 由于沉桩时会产生较大的噪声和振动，在人口稠密的地方一般不 宜采用； 各种桩锤的施工效果在某种程度下受地层、地质、桩重和桩长等 条件的限制，因此需注意选用。锤击法沉桩的施工机械包括桩锤、桩架、动力装置、送桩杆 （替打） 及衬垫等，应按工程地质条件、现场环境、工程规模、桩型特性、桩 密集度、工期、动力供应等多种因素来选择.（2）振动沉桩法 振动法沉桩是采用振动沉桩机（振动锤）将桩沉入地层的施工方法。 振动法的特点为： 操作简便，沉桩效率高； 施工速度快,工期短，费用省; 不需
6、辅助设备，管理方便，施工适应性强; 沉桩时桩的横向位移和变形小，不易损坏桩； 虽有振动，但噪声较小, 软弱地基中入土迅速、无公害； 因振动锤的构造较复杂 ,故维修较困难，设备使用寿命较短，耗电 量大,需要大型供电设备； 地基受振动影响大，遇到坚硬地基时穿透困难，且受振动锤效率 限制，较难沉人 30m 以上的长桩。振动沉桩法通常可应用于松软地基中的木桩、钢筋混凝土桩、钢桩、 组合桩的陆上、水上、平台上的直桩施工及拔桩施工；一般不适用于 硬粘土和砂砾土地基。（3）静力压桩法静力压桩法系借助专用桩架自重、配重或结构物自重，通过压梁或压 柱将整个桩架自重、配重或结构物反力，以卷扬机滑轮组或电动油泵 液
7、压方式施加在桩顶或桩身上，当施加给桩的静压力与桩的人入土阻 力达到动态平衡时,桩在自重和静压力作用下逐渐沉入地基土中。 静力服桩法的特点是： 施工时无冲击力，产生的噪声和振动较小 ,施工应力小，可减少打桩振动对地基的影响； 桩顶不易损坏，不易产生偏心沉桩，梢度较高； 能在施工中测定沉桩阻力为设计施工提供参数, 并预估和验证桩的承载能力； 由于专用桩架设备的高度和压桩能力受到一定限制，较难压人30m 以下的长桩,但可通过接桩,分节压入； 机械设备的拼装和移动耗时较多。 静力压桩法通常应用于高压缩性粘上层或砂性较轻的软粘土地基 .当 桩需要穿过有一定厚度的砂性土中间夹层时，必须根据砂性上层的厚 度
8、、密实度、上下土层的力学指标，桩的结构、强度、形式或设备能 力等综合考虑其适用性。静力法压桩按加力方式可分为压桩机（压桩架、压桩车、压桩船）施 工法、吊载压力施工法、结构自重压力施工法等。辅助沉桩法 射水辅助沉桩 射水沉桩是利用在桩尖处设置冲射管喷出高压水，冲刷桩尖处的土 体，在桩尖周围地基松动、摩擦阻力减少的同时 ,使桩受自重以及锤 击、振动、静压等作用而下沉的施工方法。这种施工方法只能作为锤 击、振动和静力沉桩的辅助手段 ,而不允许单独使用。其特点是：不 易损伤桩材，沉桩效率高；施工时的噪声和振动极小；由于射水破坏 了桩周上的结构，桩在下沉时易发生偏斜；消耗大量的水，易产生泥 浆污染公害，
9、只宜在特殊条件下使用。射水辅助沉桩法对粘性土、砂性土地基都可适用，但更适用于细砂地 基。 预钻孔辅助沉桩 预钻孔辅助沉桩，是预先在桩位进行钻孔取土，然后以锤击、振动、 静压等法沉桩的一种施工方法。主要用于软土层的地基 ,可分为全钻 孔和局部钻孔沉桩法两类。其特点是施工中的噪声和振动小，并可减 少对桩区邻近结构物的危害，但施工费用约增大10一 20.沉管灌注法 沉管灌注法是采用锤击或振动法将钢管沉入土内，然后在管内灌注混 凝上，随灌随拔管而形成桩的一种施工方法、其特点是 :设备简单、 施工方便、操作简易、施工速度快、工期短、造价低、随地质条件变 化适应性强。但由于桩管口径的限制,影响单桩承载力,
10、且施工的振动 大，噪声高.这种方法适用于粘质上、砂类十和小粒径中密的碎石土 地层。还有一种称为锤底沉管的施工方法，是将用薄钢板焊接成封底的钢 管，在管底部浇半干硬性的混凝土形成柱塞 ,然后用落锤击打管底部 的柱塞,使钢管沉入地基,并在钢管内灌注棍凝土而成桩。，此法的特 点是：由于管顶不受锤的直接冲击，使得钢管不承受压屈力而仅受拉 力，因此可采用很薄的钢板卷制成焊接管以节省钢材 ,这种施工方法 国外已广泛使用。（2）灌注桩 灌注桩，是在现场采用钻孔机械（或人工）将地层钻挖成预定孔径和 深度的孔后,将预制成一定形状的钢筋骨架放入孔内,然后在孔内灌入 流动的混凝土而形成桩基。水下混凝土多采用垂直导管
11、法灌注. 灌注桩特点是： 与沉入桩中的锤击法和振动法相比，施工噪声和振动要小得多； 能修建比预制桩的直径大得多的桩; 与地基的土质无关，在各种地基上均可使用； 施工上应特别注意对钻孔时的孔壁坍塌及桩尖处地基的流砂、孔 底沉淀等的处理，施工质量的好坏对桩的承载力影响很大； 因混凝土是在泥水中灌注的，因此滋凝土质量较难控制。 灌注桩因成孔的机械小同而通常有以下几种成孔施工方法： 螺旋钻机成孔法 此法利用长螺旋或短螺旋钻机成孔，不采用任何护壁措施。这种施工 法基本没有噪声和振动的污染。因不采取护壁措施 ,仅适用于无地下 水的地层，且桩长有一定限度；螺旋钻孔机一般不能穿过卵石、砾石 地层。潜水钻机成孔
12、法 采用潜水钻机钻进成孔，钻孔作业时，钻机主轴连同钻头一起潜入水 中,由轴底动力直接带动钻头钻进。其特点有： 潜水钻设备简单，体积小，重量轻，施工转移方便； 钻进时无噪声，整机钻进时无振动； 耗用动力小，钻孔效率较高； 可采用正、反循环两种方式排渣，如果循环泥浆不间断，孔壁不 易坍塌，但采用反循环排渣时，土中若有大石块，容易卡管； 因钻孔需泥浆护壁，施工场地泥节，需设置沉淀池和处理排放的泥浆。 潜水钻机成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，也可在 强风化基岩中使用，尤其适用在地下水位较高的上层中成孔 ,但不宜 用于碎石土层。冲击钻机成孔法 此法是采用冲击式钻机或卷扬机带动，定重量的冲击
13、钻头，在一定的 高度内将钻头提升，然后突放使钻头自由降落 ,利用冲击功能冲挤土 层或破碎岩层形成桩孔,再用掏涟简或其他方法将钻渣岩屑排出.其特 点有： 设备简单，操作方便，钻进参数容易掌握，设备移动方便，机械 故障少； 在含有较大卵砾石层、漂砾石层中施工，成孔效率较高； 钻进时孔内泥浆一般不是循环的，只起悬浮钻渣和保持孔壁稳定 作用,泥浆用量少，消耗小; 容易出现孔斜、卡钻和掉钻等事故及成孔不圆的情况。 冲击钻机成孔适用于填土层、粘下土层、粉上土层、淤泥层、砂土层 和碎石土层，也适用于砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的地层施 工.正循环回转法 此法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土
14、，钻进时用 泥浆护壁、排渣：泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射 出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池后 返回泥浆池中净化，再供使用。这样,泥浆在泥浆泵、钻杆、钻孔和 泥浆池之间反复循环运行。此法特点是： 设备简单，在不少场合可直接或稍加改进借用地质岩心钻探设备 或水文水井钻探设备,工程费用较低； 钻机小，重量轻，狭窄场地也能使用，且噪声低,振动小； 设备故障相对较少，工艺技术成熟，操作简单，易于掌握； 有的正循环钻机（如日本利根THS-70）可钻倾角10的斜桩； 钻进时，泥浆上返速度低，挟带泥砂颗粒直径较小，排除钻渣能 力差，岩土重复破碎现象严重。正循环回转法适
15、用于填土层、淤泥层、粉土层和砂土层 ,也可在卵砾 石含量不大于 15、粒径小于 10mm 的部分砂卵砾石层和软质基层、 较硬基岩中使用。反循环回转法反循环回转是在桩顶处设置比桩径大 15左右的护筒,护筒内的水位 要高出自然地下水位 2m 以上，以确保孔壁的任何部分均保持 0.02MPa 以上的静水压力防止孔壁坍塌，然后用旋转钻头连续削孔; 与此同时，通过循环水将所削出的岩土钻渣由钻杆内部排至孔外。其 特点是： 有利于大直径桩及长桩的施工，最大桩径可达6m; 施工时的振动和噪声较小； 由于安附旋转钻头的转台与机架体是分离的，因而能在不便立脚手架的水上或狭窄的场地上进行施工，但临时设施的规模大； 因钻头不必每次上下排弃钻渣，只要接长钻杆，就可以在深层进 行连续钻挖,因此，钻孔效率高,对孔壁损伤小,排渣干净，孔底沉渣 较少; 可用于施工上下部直径不同的桩，即能施工变截面桩；采用特殊 钻头则可钻挖岩石； 地基中有透水性高的夹层、被动水压层时 ,施工比较困难；如果水 压头和泥浆比重等管理不当，将会引起坍孔,且废泥水的处理量大; 由于土质不同，钻挖时孔径将比设计桩径扩大 10 -20%左右 ,混凝 土的数量将随之增大。反循环回转法适用于填土、淤泥、粘土、
