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1、第四章第四章 桥桥 梁梁 基基 础础 施施 工工 第一节第一节 概述概述 基础基础基础基础是桥梁是桥梁基础基础基础基础是桥梁下部结构是桥梁下部结构的重要组成部分，对结构物的安全使用的重要组成部分，对结构物的安全使用和工程造价有很大影响。和工程造价有很大影响。桥跨（上部结构）桥跨（上部结构）桥跨（上部结构）桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）桥墩（下部结构）桥墩（下部结构）桥墩（下部结构）地基地基地基地基基础（下部结构）基础（下部结构）基础（下部结构）基础（下部结构）桥梁基础：桥梁基础： 浅基础浅基础浅平基浅平基明挖（扩大）基础明挖（扩大）基础桩基础沉井（沉箱基础）管柱基础地下连续墙深基础深基础预制
2、桩、就地灌注桩；沉入桩、钻（挖）孔桩概述概述概述概述扩大基础桩基础机械开挖基坑浇筑法人工开挖基坑浇筑法土、石围堰开挖基坑浇筑法板桩围堰开挖基坑浇筑法锤击法振动法静力压桩法辅助沉桩法沉管灌注法沉入桩射水辅助沉桩预钻孔辅助沉桩灌注桩人工挖孔机械成孔螺旋钻机成孔法潜水钻机成孔法冲击钻机成孔法正循环回转法反循环回转法冲抓钻机成孔法旋转锥钻成孔法大直径钻孔埋置桩管柱基础沉井基础排水开挖下沉法不排水开挖下沉法空气幕下沉法泥浆润滑套下沉法重力式深水基础组合基础地下连续墙基础施工方法一、扩大基础的施工工序一、扩大基础的施工工序一、扩大基础的施工工序一、扩大基础的施工工序1、测量定位、测量定位2、基础放样、基础
3、放样3、开挖和排水、开挖和排水4、基底检查处理（平面位置、尺寸大小、基底标高、土质、基底检查处理（平面位置、尺寸大小、基底标高、土质均匀性、地基稳定性、承载力、基底处理和排水沟情均匀性、地基稳定性、承载力、基底处理和排水沟情况）况）5、立模绑钢筋、立模绑钢筋6、浇筑混凝土、养护、浇筑混凝土、养护7、拆模、拆模8、回填土、回填土 第二节第二节 明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工二、基础的定位放样二、基础的定位放样ABCDABCDabcdefgh0.51m桥位中线桥位中线基础横中线基础横中线其中：A、B、C、D为基坑顶部四角的边桩； A、B、C、D为基坑底部四角的边桩； a、b、c、d、e、f、g、
4、h为基底边角。三、扩大基础的开挖三、扩大基础的开挖陆上地基开挖水中基础开挖直挡板式、横挡板式框式锚桩式斜撑式锚杆式混凝土支护坑壁钢板桩、钢筋混凝土桩护筒土石围堰木笼围堰或竹笼围堰钢板桩围堰套箱围堰无支撑有支撑明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工（一）陆地基坑开挖（一）陆地基坑开挖（一）陆地基坑开挖（一）陆地基坑开挖 1. 1.坑壁不加支撑的基坑坑壁不加支撑的基坑垂直开挖 土质湿度正常，结构均匀深度松软土松软土0.75m0.75m，中密中密1.25m,1.25m,密实密实2.0m2.0m无支撑基坑开挖无支撑基坑开挖放坡开挖坑壁土 坑 壁 坡 度 基坑顶缘 无载重 基坑
5、顶缘有 静载 基坑顶缘 有动载 砂土类 11 11.25 11.5 碎石类土 10.75 11 11.25 黏性土、 粉土 10.33 10.5 10.75 极软岩、 软岩 10.25 10.33 10.67 较软岩 10 10.1 10.25 极硬岩、 硬岩 10 10 10 基坑坑壁坡度表明挖扩大基础施工注：坡度坡的高度与坡的水平距离之比注：坡度坡的高度与坡的水平距离之比 基坑开挖 注意： 边坡稳定 不中断 机械开挖时，基底土层应保留至少30cm 尽量减少雨季施工 宜用原土回填人工或机械施工弃土、动载开挖、砌筑、回填、夯实防水 反坡、截水沟明挖扩大基础施工基坑施工的注意事项观察坑壁边缘有无
6、裂缝设护道坑底30cm人工开挖观察坑壁边缘有无松散塌落设截水沟静载距坑边缘0.5m动载距坑边缘1.0m明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工 2.坑壁有支撑的基坑使用条件：坑深、土方量大 、场地窄 、土 松 、水大。加固方式：挡板支撑、喷射混凝土 、混凝土围圈等 。横挡板支撑竖挡板支撑明挖扩大基础施工框架式明挖扩大基础施工 钻孔桩基坑围护图钉坝基坑围护明挖扩大基础施工 混凝土护壁的施工方法有如下两种：喷射混凝土护壁混凝土护壁的施工方法有如下两种：喷射混凝土护壁混凝土护壁的施工方法有如下两种：喷射混凝土护壁混凝土护壁的施工方法有如下两种：喷射混凝土护壁和现浇混凝土护壁。和现浇混凝土护壁。和现浇混凝土护
7、壁。和现浇混凝土护壁。（1 1）喷射混凝土护壁：）喷射混凝土护壁：）喷射混凝土护壁：）喷射混凝土护壁： 一般喷射厚度为一般喷射厚度为一般喷射厚度为一般喷射厚度为58cm58cm，一次喷护约，一次喷护约，一次喷护约，一次喷护约12h12h。 喷护基坑深度一般不宜超过喷护基坑深度一般不宜超过喷护基坑深度一般不宜超过喷护基坑深度一般不宜超过10m10m 基坑开挖若遇有较大渗水时，可采取的措施：基坑开挖若遇有较大渗水时，可采取的措施：基坑开挖若遇有较大渗水时，可采取的措施：基坑开挖若遇有较大渗水时，可采取的措施： a. a.每层开挖深度不大于每层开挖深度不大于每层开挖深度不大于每层开挖深度不大于0.5
8、m0.5m，汇水坑应设在基坑中心；，汇水坑应设在基坑中心；，汇水坑应设在基坑中心；，汇水坑应设在基坑中心； b. b.开挖含水土层时，宜扩挖开挖含水土层时，宜扩挖开挖含水土层时，宜扩挖开挖含水土层时，宜扩挖0.4m0.4m，以石料码砌扩挖部，以石料码砌扩挖部，以石料码砌扩挖部，以石料码砌扩挖部位，并在表面喷射一层位，并在表面喷射一层位，并在表面喷射一层位，并在表面喷射一层58cm58cm厚的混凝土；厚的混凝土；厚的混凝土；厚的混凝土； c. c.对流砂、淤泥等夹层，除打入小木桩外，并在桩间对流砂、淤泥等夹层，除打入小木桩外，并在桩间对流砂、淤泥等夹层，除打入小木桩外，并在桩间对流砂、淤泥等夹层
9、，除打入小木桩外，并在桩间绕缠竹筋或挂上竹篱等后再喷射混凝土。绕缠竹筋或挂上竹篱等后再喷射混凝土。绕缠竹筋或挂上竹篱等后再喷射混凝土。绕缠竹筋或挂上竹篱等后再喷射混凝土。明挖扩大基础施工 喷射混凝土明挖扩大基础施工（2 2）现浇混凝土护壁）现浇混凝土护壁）现浇混凝土护壁）现浇混凝土护壁 构造与施工要求：构造与施工要求：构造与施工要求：构造与施工要求：现浇混凝土围圈基坑垂直开挖，自上而下，逐段立模灌筑混凝土，壁厚815cm，每层高1.01.5m，24h拆模。明挖扩大基础施工（二）水中基础的基坑开挖（二）水中基础的基坑开挖围堰要求：满足基础施工要求；防水性好；满足强度和稳定要求；堰顶在水位以上0.
10、5m；对河床断面压缩小。围堰形式：土、石围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、套箱围堰和木（竹）笼围堰。土围堰、土袋围堰 、竹笼片石围堰 、堆石土围堰 适用：水深 2.0m,V0.3m/s,河床渗水小。构造：稳定性要求顶宽b1.5m,外坡12,内坡1 1。施工:黏性土填筑,由上游至下游合龙。(1)土围堰 土石围堰明挖扩大基础施工 土石围堰明挖扩大基础施工适用：水深 3.0m,V1.5m/s,河床渗水小。构造：顶宽12m,外坡10.21 0.5,内坡1 0.51 1施工:黏性土填心,袋装松散土60%;错缝搭长1/31/2。(2)土袋围堰明挖扩大基础施工钢板桩围堰 性能 适用 结构
11、强度大、防水性好 、能穿透砾石 、卵石层 、软岩 、风化岩 水深48m，软岩最好，堰深20m。明挖扩大基础施工钢套箱围堰基本构造 就位下沉清基封底整体无底钢围堰明挖扩大基础施工方形钢壳围堰 明挖扩大基础施工钢壳围堰就位下沉明挖扩大基础施工主桥墩采用主桥墩采用28m28m直径双壁钢围堰加直径双壁钢围堰加1616根直径根直径3m3m钻钻孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力。黄石长江大桥明挖扩大基础施工四、基坑的排水四、基坑的排水四、基坑的排水四、基坑的排水渗水量的确定排水方法基坑在干枯河床时基坑临近有水的河沿时含水层为均质土，且基坑具 有不透水的板桩围堰缺少
12、水文地质资料时集水坑排水法渗透系数渗水量的计算查表法抽水实验资料计算法按颗粒成分计算法井点排水法轻型井点喷射井点射流泵井点电渗井点管井井点、深井泵明挖扩大基础施工四、四、基坑排水基坑排水 排水方法：集水排水、井点法降水 集水排水法抽水设备：渗水量约1.52.0倍优点：设备简单，费用低；缺点：黏聚力小的土中易涌沙明挖扩大基础施工明挖扩大基础施工井点降水法类型:抽水:轻型井点、喷射井点 、射流泵井点 、深井泵井点真空泵、离心泵、多级离心泵或独立泵 水中挖基抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机明挖扩大基础施工五、基底的检验和处理五、基底的检验和处理1.1.基底检验基底检验主要内容基底平面位置、尺寸大小 、
13、基底高程；基底处理及排水情况 地质情况基底处理岩层基底 碎石类或 砂类土层 黏性土层 泉眼未风化岩面清除干净；风化岩面按基础尺寸凿除。承重面修理平整；砌筑前铺一层水泥砂浆。天然状态铲平；或向基底夯入10cm碎石。堵排处理，不泡基础。明挖扩大基础施工软弱地基的处理明挖扩大基础施工碎石层碎石层明挖扩大基础施工六、基础施工六、基础施工六、基础施工六、基础施工基础砌筑干地基上砌筑 排水砌筑水下混凝土封底，再排水砌筑。封底混凝土的最小厚度：浮筒的自重不被浮起；简支板有足够强度明挖扩大基础施工基础施工 桩基础是桥梁基础类型之一。当地桩基础是桥梁基础类型之一。当地基浅层土质较差，持力土层埋藏较深，基浅层土质
14、较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时可采用桩基强度、变形和稳定性要求时可采用桩基础。础。 第三节第三节 桩与管柱基础施工桩与管柱基础施工桩的分类桩的分类桩的分类桩的分类1.按材料分2.按制作方法分3.按施工方法分木桩钢筋混凝土桩预应力混凝土桩钢桩预制桩现场灌筑桩沉入桩就地灌筑桩锤击沉桩射水沉桩振动沉桩静力沉桩钻空埋置桩沉管灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩桩与管柱基础施工一、沉入桩基础一、沉入桩基础 1.预制整理场地、立模板、绑钢筋、浇筑混凝土并养护2.吊运（达0.7R强度时）3.桩架定位4.沉桩起吊、就位、按一定顺序打桩
15、5.接桩法兰盘连接、钢板连接、硫磺砂浆（胶泥）连接6.送桩桩顶位于地面以下时（判别桩是否已到位）沉入桩的施工工序及有关设计问题沉入桩的施工工序及有关设计问题沉入桩的施工工序及有关设计问题沉入桩的施工工序及有关设计问题桩与管柱基础施工锤击沉桩的事故锤击沉桩的事故锤击沉桩的事故锤击沉桩的事故1. 1.贯入度发生急剧变化；贯入度发生急剧变化；贯入度发生急剧变化；贯入度发生急剧变化；2. 2.桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；3. 3.桩头破碎或桩身开裂；桩头破碎或桩身开裂；桩头破碎或桩身开裂；桩头破碎或桩身
16、开裂；4. 4.桩周地面有严重隆起或下沉；桩周地面有严重隆起或下沉；桩周地面有严重隆起或下沉；桩周地面有严重隆起或下沉；5. 5.桩架发生偏斜或晃动；桩架发生偏斜或晃动；桩架发生偏斜或晃动；桩架发生偏斜或晃动；6. 6.锤击过程中桩有上浮；锤击过程中桩有上浮；锤击过程中桩有上浮；锤击过程中桩有上浮；7. 7.桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；8. 8.桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；9. 9.桩身转
17、动。桩身转动。桩身转动。桩身转动。桩与管柱基础施工钻孔灌筑桩施工工序钻孔灌筑桩施工工序1.场地布置确定材料堆场、泥浆坑位置、泥浆槽布设；2.准备工作桩位确定、埋设护筒、搭设施工平台；3.钻孔下钻杆、钻头进行钻孔，同时泥浆护壁；4.清孔、吊放钢筋笼；5.下导管、水下混凝土浇筑（翻浆高度）。二、钻孔灌注桩二、钻孔灌注桩桩与管柱基础施工成孔方法成孔方法成孔方法成孔方法1. 1.正循环回转法正循环回转法正循环回转法正循环回转法桩与管柱基础施工2. 2.反循环回转法反循环回转法反循环回转法反循环回转法桩与管柱基础施工3.3.3.3.潜水电钻法潜水电钻法潜水电钻法潜水电钻法桩与管柱基础施工4.4.4.4.
18、冲抓锥法冲抓锥法冲抓锥法冲抓锥法桩与管柱基础施工5.5.5.5.冲击锥法冲击锥法冲击锥法冲击锥法桩与管柱基础施工清孔的目的清孔的目的清孔的目的清孔的目的抽、换孔内泥浆，清除抽、换孔内泥浆，清除抽、换孔内泥浆，清除抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少钻渣和沉淀层，尽量减少钻渣和沉淀层，尽量减少钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底孔底沉淀厚度，防止桩底孔底沉淀厚度，防止桩底孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土层而降低存留过厚沉淀土层而降低存留过厚沉淀土层而降低存留过厚沉淀土层而降低桩的承载能力。同时清孔桩的承载能力。同时清孔桩的承载能力。同时清孔桩的承载能力。同时清孔也为水下混凝土的
19、灌筑创也为水下混凝土的灌筑创也为水下混凝土的灌筑创也为水下混凝土的灌筑创造了良好条件，使测孔深造了良好条件，使测孔深造了良好条件，使测孔深造了良好条件，使测孔深正确，灌筑顺利。正确，灌筑顺利。正确，灌筑顺利。正确，灌筑顺利。 泥浆护壁的作用泥浆护壁的作用泥浆护壁的作用泥浆护壁的作用具有扶悬钻渣、冷却钻具有扶悬钻渣、冷却钻具有扶悬钻渣、冷却钻具有扶悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水头、润滑钻具、增大静水头、润滑钻具、增大静水头、润滑钻具、增大静水压力、并在孔壁形成泥皮、压力、并在孔壁形成泥皮、压力、并在孔壁形成泥皮、压力、并在孔壁形成泥皮、隔断孔内外水渗流、防止隔断孔内外水渗流、防止隔断孔内外
20、水渗流、防止隔断孔内外水渗流、防止坍孔的作用坍孔的作用坍孔的作用坍孔的作用钻孔事故钻孔事故钻孔事故钻孔事故1. 1.坍孔坍孔坍孔坍孔2. 2.钻孔偏斜钻孔偏斜钻孔偏斜钻孔偏斜3. 3.掉钻落物掉钻落物掉钻落物掉钻落物4. 4.糊钻糊钻糊钻糊钻5. 5.扩孔、缩孔扩孔、缩孔扩孔、缩孔扩孔、缩孔6. 6.卡钻卡钻卡钻卡钻7. 7.钻杆折断钻杆折断钻杆折断钻杆折断桩身质量检测桩身质量检测桩身质量检测桩身质量检测 1. 1.超声波检测超声波检测超声波检测超声波检测 2. 2.大应变检测大应变检测大应变检测大应变检测 3. 3.小应变检测小应变检测小应变检测小应变检测 4. 4.水电效应水电效应水电效应
21、水电效应 5. 5.取混凝土芯取混凝土芯取混凝土芯取混凝土芯桩与管柱基础施工钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差1. 1.孔的中心位置孔的中心位置孔的中心位置孔的中心位置群桩：不大于群桩：不大于群桩：不大于群桩：不大于10cm10cm；单排桩：不大于；单排桩：不大于；单排桩：不大于；单排桩：不大于5cm5cm；2. 2.孔径孔径孔径孔径不小于设计桩径不小于设计桩径不小于设计桩径不小于设计桩径3. 3.倾斜度倾斜度倾斜度倾斜度直桩：小于直桩：小于直桩：小于直桩：小于1/1001/100；斜桩：小于设计斜度的土；斜桩：小于设计斜度
22、的土；斜桩：小于设计斜度的土；斜桩：小于设计斜度的土2.5%2.5%；4. 4.孔深孔深孔深孔深摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超深不小于深不小于深不小于深不小于5cm5cm；5. 5.孔内沉淀土厚度孔内沉淀土厚度孔内沉淀土厚度孔内沉淀土厚度摩擦桩：不大摩擦桩：不大摩擦桩：不大摩擦桩：不大0.40.6d0.40.6d；柱桩：不大；柱桩：不大；柱桩：不大；柱桩：不大于设计规定；于设计规定；于设计规定；于设计规定；6. 6.清孔后泥浆指标清孔后泥浆指标清孔后泥浆指标
23、清孔后泥浆指标相对密度相对密度相对密度相对密度1.051.21.051.2，粘度，粘度，粘度，粘度17201720，含砂，含砂，含砂，含砂率率率率4%4%；桩与管柱基础施工三、管柱基础施工三、管柱基础施工管柱基础施工工序管柱基础施工工序管柱基础施工工序管柱基础施工工序桩与管柱基础施工 管柱下沉方法管柱下沉方法管柱下沉方法管柱下沉方法1.振动沉桩机振动下沉振动沉桩机振动下沉振动沉桩机振动下沉振动沉桩机振动下沉 2. 2.振动与管内除土下沉振动与管内除土下沉振动与管内除土下沉振动与管内除土下沉3. 3.振动配合吸泥机吸泥下沉振动配合吸泥机吸泥下沉振动配合吸泥机吸泥下沉振动配合吸泥机吸泥下沉 4.
24、4.振动配合高压射水下沉振动配合高压射水下沉振动配合高压射水下沉振动配合高压射水下沉5 5振动配合射水、射风、吸泥下沉振动配合射水、射风、吸泥下沉振动配合射水、射风、吸泥下沉振动配合射水、射风、吸泥下沉桩与管柱基础施工钻孔平台施工钻孔平台施工水深、钢管桩施工难水深、钢管桩施工难水深、钢管桩施工难水深、钢管桩施工难桩与管柱基础施工钻孔平台钻孔平台搭设完成搭设完成桩与管柱基础施工绑扎承台钢筋混凝土浇筑过程承台施工桩与管柱基础施工承台混凝土浇筑大体积混凝土避免水化热过高，导致混凝土因内外温差引起裂缝改善骨料集配，降低水灰比，掺加混合料和外加剂，掺入片石以减少水泥用量采用水化热低的水泥减小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度混凝土用料应避免日光暴晒在混凝土内埋设冷却管通水冷却
