桥梁下部结构施工工艺

第二章承台施工工艺承台施工一般施工步骤如下：基坑开挖或围堰施工→钢筋制安→模板安装→混凝土浇注及养生2.1基坑开挖及围堰施工2.1.1概述承台是桥梁下部结构的重要部分，是基础和墩身连接与过渡，将上部结构的荷载有效、均匀地传递至基础中。承台一般分为低桩承台和高桩承台，低桩承台埋于地下或河床面以下，高桩承台置于地面或河床面以上。承台一般为方形或圆形、椭圆形结构，厚度从1m～6m，混凝土量从几十方到几千方。2.1.2陆上承台施工（1）基坑开挖陆上承台一般为低桩承台，埋于地面以下，采用直接挖土的方法开挖基坑。先初步放样，划出承台边界，用机械配合人工开挖，人工清理四周及基底，并辅找平。基坑的开挖尺寸要求根据承台的尺寸、支模及操作的要求，设置排水沟及集水坑的需要等因素来进行确定。基坑下口开挖的大小应满足承台施工的要求。渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm～100cm，便于设置排水沟和安装模扳；其它情况可放小加宽尺寸，不设承台模板时，按设计平面尺寸开挖。基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则，根据地质条件，开挖深度，现场的具体情况确定，当基坑壁坡不易稳定或放坡开挖受场地限制，或放坡开挖工作量大不经济时，可按具体情况采取加固坑壁措施，如挡板支撑，混凝土护壁，钢板桩，锚杆支护，地下连续墙等。基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的措施，如截水沟等。当基坑地下水采用普遍排水方法难以解决，可采用井点法降水，井点类型根据其土层的渗透系数，降水的深度及工程的特点进行确定。（2）施工要求1）一般要求①根据地质水文资料，结合具体情况制定开挖方案。②挖方的进度安排应使坑壁的暴露时间压缩至最短。③开挖作业，应与结构物施工的有关要求配合。2）开挖①基坑开挖开始之前检查、测量基础平面位置和现有地面标高。在未完成检查测量前不得开挖。为便于开挖后的检查校核，基础轴线控制桩应延长至基坑外加以固定。②在原有建筑物附近开挖基坑时，应按有关的规定，采取有效防护措施，使开挖工作不致危及附近建筑物的安全。基坑周围不得堆放建筑材料、设备和危及基坑安全的杂物。③所有挖方中挖出的材料，如适用，可用作回填或铺筑路堤；否则运输指定的地点。④必要时，挖方的各侧面应始终予以可靠的支撑和临时防护。⑤所有挖方都应始终保持良好的排水，在挖方的整个施工期间都不致遭受水的危害。凡低于已知地下水位的地方进行开挖时，必须确定排水方法以及为此而采取的各项措施。⑥在施工期间应维护天然水道并使地面排水畅通。（3）基坑的放坡开挖根据地质条件、水文资料、开挖深度、现场的具体情况，允许放坡开挖，且放坡开挖工作量不大、比支护开挖较经济时，拟采用放坡开挖基坑。测量放线：用经纬仪测出承台纵、横向中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表：表2.1.2－1不同土质的边坡放坡率表坑壁土质坑壁坡度基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载砂类土1:11:1.25碎石、卵石类土1:0.751:1亚粘土1:0.61:0.75软岩1:0～0.251:0.33硬岩1:01:0开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机（反铲）斗容量根据土方量和运输车辆的配置可选择0.1～0.4立方米，控制深度4～6m。挖土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。基坑开挖应连续施工，避免晾槽，一次开挖距基坑底面以上要预留20～30cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。（4）基坑的排水基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50～100cm，以降低地下水位保持基底无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下，降低地下水位效果较好。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。（5）坑壁的支护坑壁的支护方式可选以下几种：档扳支护：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚5～6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼，厚度一般为5～10cm（或特殊设计），砼标号C20，石子粒径0.5～1.5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0～2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。许多城市立交桥因受场地和行车条件所限，基坑要进行垂直开挖，上口开挖面尺寸基本与基坑下口尺寸相同，为有效的保证基坑侧壁施工中的安全，并承受周边建筑和土产生的侧压力，基坑开挖可选用钻孔灌注桩、地下连续墙（起挡土墙止水作用）等护壁，其方案一般由设计方提供。（6）基底处理基坑开挖后，当承台底层土质有足够的承载力，又无地下水或能排干时，检查基底的平面位置、尺寸和基底标高，符合要求后对及时对基底进行夯实，然后按图铺设砼或碎石垫层，尽快施工承台钢筋混凝土。当承台底层土质为松软土，且能排干水施工时，可挖除松软土，换填10～30cm厚砂砾土垫层，使其符合基底的设计标高并整平，即施工承台钢筋混凝土。如不能排干水时，用静水挖泥方法换填水稳性材料，灌筑水下砼封底后，再抽干水施工承台钢筋混凝土。（7）基坑回填①承台施工完成后，须进行基坑的回填。基坑的回填须采用能够充分压实的材料，不得用草皮土、垃圾和有机土等不合格材料回填。②基坑回填一般要到承台的拆模期终了3d之后进行。如果混凝土养生条件不正常，应延长时间。回填时应同时在两侧及基本相同的标高上进行，特别要防止对承台形成单侧施压。必要时，挖方内的边坡应修成台阶形。③回填材料应分层摊铺，并用符合要求的设备压实。每层都应压实到图纸或监理工程师要求的压实度标准。回填用土的含水量应严格控制。④需回填的基坑应及时排水。若无法排除基坑积水时，则应采用砂砾材料回填，并在水中分薄层铺筑，直到回填进展到该处的水全部被回填的砂砾材料所淹盖并达到能充分压实的程度时，再进行充分夯实。2.1.3水中承台施工承台位于水中时，须设置围堰挡水止漏，在无水状态下施工承台混凝土。（1）围堰方式的选择围堰的形式根据地质情况、水深、流速、设备条件等因素综合考虑，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求围堰顶面至少高出施工期最高水位0.5～1.0m，围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。围堰类型及适用条件见下表：表2.1.3－1不同围堰类型的适用条件围堰的类型适用条件土石堰土堰适于水深2m，流速≤0.5m/s，河床不透水，且在河边浅滩。如外坡有防护措施时，可不限于小于0.5m/s的流速。草（麻）袋堰适于水深3.5m以内，流速1.0～2.0m/s，河床不透水。木桩竹条堰适于水深1.5～7米，流速≤2.0m/s，能打桩、不透水河床，盛产竹木地区。竹篱堰适于水深1.5～7米，流速≤2.0m/s，能打桩、不透水河床，盛产竹木地区。竹笼堰适用范围较广，盛产竹木地区。堆石土堰适用于河床不透水，多岩石的河谷，水流速在3m/s以内。木堰木板堰适用于水深2m，流速≤2.0m/s，较坚实土质河床，盛产木材地区。杩槎堰适用于水深2米，流速≤2.0米/秒，较坚实土质河床，盛产木材地区。木笼堰适用于深水，急流，或有流水，深谷，险滩，河床坚硬平坦无覆盖层，盛产木材地区。套箱吊箱围堰适用于水中高桩承台双壁钢围堰适用于深水。木（钢）套箱适用于深水，流速≤2.0m/s，无覆盖层，平坦的岩石河床。混凝土套箱适用于深水，流速≤2.0m/s，无覆盖层，平坦的岩石河床。板桩围堰木板桩围堰单层木板桩适用于水深在2～4米，能打下木板桩的土质河床；双层木板桩中填亚、粘土墙，适用于水深4～6米。钢板桩围堰适用于深水或深基坑，较坚硬的土石河床，防水性能好，整体刚度性较强。钢筋混凝土板桩围堰适用于深水或深基坑，各种土质河床，可作为基础结构的一部分，亦有采用拔除周转使用的，能节省大量木材。（2）围堰施工简介1）土围堰土围堰宜采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1～2m，临水面边坡1:2～1:3，堰内最小边坡l:1，坡角距基坑边不小于1.0m，筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。2）草（麻）袋围堰草（麻）袋围堰袋内装松散的粘性土，装土量为袋容量的1/2～2/3,袋口缝合，土袋上、下层和内、外层应相互错缝，堰顶宽1～2m，外侧边坡l:05～1:1，内侧边坡1:0.5～1:0.2，为减少渗水，增大围堰断面，袋间可填粘土心墙。3）木板桩围堰木扳桩一般可采用单层木板桩，也可以采用中间夹土的双层木板桩，木板桩承受水压力应通过计算来决定，木板桩的榫口要求接缝密合，减少漏水，板厚5～25cm不等，木板桩可用锤击法打入，也可采用机械压入，木板桩所承受的水和土力可利用木板桩的导桩和内层的围囹支撑，打入土层深度根据土质情况而定。4）钢板桩围堰对于水深在5～6m以上，砂类土、半干硬粘性土、碎石、卵石类土、风化岩等地层深水基础都可以选用，钢板桩围堰强度高，能承受较大的侧压力，插打钢板桩的顺序一般自上游分头插向下游，依靠导向设备先将全部钢板桩逐根插打到稳定深度，然后依次插打到设计深度，采用振动桩锤打桩时，要使用桩帽保护桩头，为避免漏水，钢板桩的锁口部分应涂以锯沫、黄油混合物进行密封。6）吊箱围堰水中高桩承台采用吊箱围堰施工，吊箱围堰为有底围堰，底板按照桩基础的竣工资料开孔，以便吊箱能顺利下放。桩基础施工完成，下落围堰到达标高，通过预埋在桩基础上的立柱支承和固定，于水中用止水材料对围堰底板与桩基础之间的空隙进行堵漏，或在围堰内灌注水下混凝土封底进行堵漏，然后将水抽干，使各桩处于干地，在干处施工承台钢筋混凝土。吊箱围堰的结构主要由侧板、底板、内支撑、起吊及吊挂系统等组成。7）围堰基底的处理①低桩承台当承台底层土质为松软土，不能排干水时，用静水挖泥方法换填水稳性材料，灌筑水下混凝土封底后，再抽干水施工承台混凝土。图2.1.3－2吊箱围堰一般结构图2.2钢筋制安2.2.1材料（1）规范要求带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499—1998)的规定，光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013—1991)的规定。表2.2.1－1钢筋的主要机械性能外形光圆钢筋(Ⅰ级)带肋钢筋(Ⅱ级)带肋钢筋(Ⅲ级)带肋钢筋(IV级)牌号Q235HRB335HRB400HRB500直径(mm)8～206～25/28～506～25/28～506～25/28～50最小屈服强度(MPa)235335400500最小抗拉强度(MPa)370490570630延伸率δ5(%)25161412180°冷弯内径d3d/4d4d/5d6d/7d注：“d”为钢筋公称直径。（2）检验证明除监理工程师另有许可外，施工前应向监理工程师提供拟用于工程的每批钢筋的生产厂试验报告，且提供以下资料：轧制钢筋的生产方法；每炉或每批钢筋的鉴定(包括拉力试验，弯曲试验结果)；每炉或每批钢筋的物理化学性能。（3）识别标志在检验以前，每批钢筋应具有易识别的标签。标签上标明制造商试验号及批号，或者其他识别该批钢筋的证明。2.2.2试样及试验（1）规范要求1）钢筋应按《金属拉伸实验方法》(GB/T228—2002)、《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》(GB/T2975—1998)、《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232—1999)及《焊接接头冲击试验方法》(GB2650—89)、《焊接接头拉伸试验方法》(GB2651—89的规定进行屈服点、抗拉强度、延伸量和冷弯试验，或经监理工程师批准，采用相应的国际上采用的标准。2）钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂分批验收，分别堆存立牌以便于识别。3）所有钢筋的试验必须在监理工程师同意的试验室进行。（2）钢筋试验1）提供钢筋时应有工厂质量保证书(或检验合格证)，否则，不得使用于工程中。当钢筋直径超过12mm时，应进行机械性能及可焊