项目3 桥梁基础施工

项目3桥梁基础施工工作任务1明挖基础施工明挖基础:是在天然土层上直接建造桥梁基础，可采用明挖法，即不用任何支撑的一种开挖方式。当地基土层较软，放坡受施工条件限制时，可采用各种坑壁支撑。由于其开挖深度较浅（一般不大于5m）所以又叫浅基础。明挖基础优点开挖简便；需用机具少；便于组织快速施工；便于基底的检查和处理。明挖基础施工的主要内容基础的定位放样；基坑开挖；基坑排水；基底处理以及砌筑基础结构物。明挖基础施工1．基础的定位放样在基坑开挖前，先进行基础的定位放样工作，以便正确的将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上。放样工作须根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线，推出基础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。基坑各定位点的标高及开挖过程中标高检查，一般用水准测量的方法进行。2．陆地基坑开挖基坑开挖的要求:基坑开挖宜安排在枯水或少雨季节进行，开工前应做好计划和施工准备工作，开挖后应连续快速进行。坑顶面应该设置防止地面水流入基坑的设施，如截水沟、挡水坝等。基坑顶面有动荷载时，坑顶也与动荷载间应留有不小于1m宽的护道，如动荷载过大增宽护道如工程地质和水文地质不良，应采取加固措施。基坑大小应满足基础施工要求，对有渗水土质的基坑坑底开挖尺寸，需按基坑排水设计（包括排水沟、集水井、排水管网等）和基础模板设计而定，一般基底尺寸应比设计平面尺寸各边增宽0.5-1.0m。基坑可采用垂直开挖、放坡开挖、支撑加固或其他加固的开挖方法，具体应根据地质条件、基坑深度、施工期限与经验，以及有无地表水或地下水等现场因素来确定。一般小桥梁基础基坑开挖，采用人力施工方法；大、中桥基础，其基坑大而深，挖方量大，可采用机械或半机械施工方法。（1)坑壁不加支撑的基坑对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水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；以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。放坡开挖对于放坡开挖比较经济，空间较大，工期短，基坑四周空旷，无临近建造设施的施工场所，可以考虑放坡开挖。半明开挖对于空间较大，工期短，基坑周围无临近建造设施，明开难度较大的施工场所，可以考虑半明开挖。无支撑开挖对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水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至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所。有支护分层开挖当基坑壁坡不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深、放坡开挖工程数量较大，不符技术经济要求时，可视具体情况，可考虑采用有支护分层开挖。（2)坑壁有支撑的基坑当基坑壁坡不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深、放坡开挖工程数量较大，不符技术经济要求时，可视具体情况，采用以下的加固坑壁措施，如挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。常用支撑方式断续的水平支撑(一挖到底再行支撑)。能保持直立的干土或天然湿度的黏土类土，地下水很少，坑深＜2m。带间隔的水平支撑(井撑)。能保持直立的干土或天然湿度的黏土类土地下水很少，坑深3m并随着坑深的开挖相应设置支撑连续的水平支撑(密撑)。在可能坍落的干土或天然湿度的黏土类土中地下水较少，坑深一般在3～5m之间。深基坑(沟)二层支撑(挖至一定深度后再向下挖掘时进行第二层撑固)，挖土深度较大，基坑(沟槽)下部又有含水层，下部坑宽应考虑工作面，为此，开挖前要留有余裕尺寸(可按土质好坏和地下水影响确定)。基坑上部放坡达一定高度后直立坑壁支撑加固。挖土较深，现场亦较开阔，上部可放坡后再直立往下撑固。支撑方式的选择常用基坑支撑方式的选择见表3—1。其他类型的支撑加固锚固支撑。适用开挖较大基坑，使用大型挖掘机械施工而不能设置横撑时。斜柱支撑。适用于开挖较大基坑或使用机械挖土而采用锚固支撑有困难时。横向顶撑。适用于基坑宽度不大于3m，短边横挡板支撑在长边横挡板上(或切角互相支承)只在长边上竖回林及横撑。人字形支撑。适用于基坑宽度较大，且需保留坑面、坑内有大的工作空间。八字形支撑。适用于基坑宽度大，需要空间工作面更大时。3．水中基础的基坑开挖桥梁墩台基础大多位于地表水位以下,有时水流还比较大,施工时都希望在无水或静止水条件下进行.桥梁水中基础最常用的施工方法是围堰法.围堰的作用主要是防水和围水,有时还起着支撑施工平台和基坑坑壁的作用。围堰必须满足以下的要求：围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm，最低不应小于50cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20～40cm。围堰的外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，以免壅水过高危害围堰安全，以及影响通航、导流等。围堰内形应适应基础施工的要求，并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后，围堰不至发生破裂，滑动或倾覆。围堰要求防水严密，应尽量采取措施防止或减少渗漏，以减轻排水工作。对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引起的河床的冲刷均应有防护措施。围堰施工一般应安排在枯水期间进行。桥梁常用的围堰的类型有：土石围堰木笼围堰或竹笼围堰木笼围堰木笼架围堰钢板桩围堰有水开挖的方法水力吸泥机方法。此法适用于砂类土及砾卵石类土，不受水深限制，其出土效率可随水压和水量的增加而提高。空气吸泥机方法。此法适用于水深5m以上的砂类土或夹有少量碎卵石的基坑，浅水基坑不宜采用。在黏土层使用时，应与射水配合进行，以破坏黏土结构。吸泥时应同时向基坑内注水，使基坑内水位高于河水位约1m，以防止流沙或涌泥。泥掘机方法。此法适用于各种土质，但开挖时要注意基坑边坡的稳定，可米用反铲挖掘和吊机配抓泥斗挖掘，一般工效很高。4．基坑排水与降水基坑坑底一般多位于地下水位以下，地下水会经常渗进坑内，因此必须设法把坑内的水排除，以便利施工。要排除坑内渗水，首先要估算涌水量，方能选用相当的排水设备。(1)桥梁基础施工中常用的基坑排水方法有：集水坑排水法：除严重流沙外，一般情况下均可采用。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，用普通排水的方法难以解决时，可用井点排水法。井点排水法因需要设备较多，施工布置复杂，费用较大，应进行技术经济比较后采用。在桥涵基础中多用于城市内挖基。（2）基坑降水①基坑降水方法井点降水；表面明排水井点降水的优点：可以完全克服流砂现象；从根本上降低地下水位，形成稳定的降落曲线，稳定了土壁（可不必放坡或坡度改陡），土壤疏干，抗剪强度增加；由于边坡放陡，因而减少挖方和回填土量，并降低支撑要求；因浮力减小，而增大压密有效压力，有利于增大地基强度。表面（明）排水的缺点：在粉、细砂土和地下水位较高，挖深较大时难以防止流砂现象的发生；基坑大量地下水涌进，由于动水压力作用，常导致坑臂滑坍，或引起附近建筑物下沉；为稳定坑壁，需采取大量支撑材料围护，或放大边坡，增加挖方及施工用地面积和土方回填，场地狭窄布置困难；泥水混杂，排水时夹砂带泥随水排出降低坑底地基强度等。②基坑降水注意事项：阵低地下水位时，应尽可能将井点滤管设置于透水性较好的土层中；在基坑近旁设置水位观测孔，其数量视工程情况而定；加强对整个井点系统的维护和检查，保证不间断地进行抽水；对降水区域附近的构筑物可能受降水的影响而产生的沉降，应做好沉降观测，必要时应采取防护措施。5．基底检验及处理(1)基底检验基坑施工是否符合设计要求，在基础浇筑前应按规定进行检验。其目的在于：确定地基的容许承载力的大小、基坑位置与标高是否与设计文件相符，以确保基础的强度和稳定性，不致发生滑移等病害。基底检验的主要内容包括：检查基底平面位置、尺寸大小，基底标高；检查基底土质均匀性，地基稳定性及承载力等；检查基底处理和排水情况；检查施工日志及有关试验资料等等。(2)基底处理天然地基上的基础是直接靠基底土壤来承担荷载的，故基底土壤状态的好坏，对基础及墩台、上部结构的影响极大，不能仅检查土壤名称与容许承载力大小，还应为土壤更有效的承担荷载创造条件，即要进行基底处理工作。6．基础圬工浇筑排水施工的要点是：确保在无水状态下砌筑圬工；禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板外灌注方法；基础边缘部分应严密隔水；水下部分圬工必须待水泥沙浆或混凝土终凝后才允许浸水。水下浇筑混凝土只有在排水困难时采用。基础圬工的水下灌注分为水下封底和水下直接灌筑基础两种。前者封底后仍要排水再砌筑基础，封底只是起封闭渗水作用的作用，其混凝土只作为地基而不作为基础本身，适用于板桩围堰开挖的基坑。浇筑基础时，一般要求：混凝土基础与混凝土墩台身的接缝，周边应预埋直径不小于16mm的钢筋或其他铁件，埋入与露出的长度不应小于钢筋直径的20倍。混凝土或浆砌片石墩台身的接缝，应预埋片石作，片石厚度不应小于15cm，片石的强度要求不低于基础或墩台身混凝土或砌体的强度。7．地基加固自然地理环境不同，土质强度、压缩性和透水性等性质有很大的差别。其中，有不少是软弱土或不良土，诸如淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土以及土洞、溶洞等。当桥涵位置处于这类土层上时，除可采用桩基、沉井等深基础外，也可视具体情况采用相应的地基加固措施，以提高其承载能力，然后在其上修筑扩大基础，以求获得缩短工期、节省投资的效果。软弱地基土层加固处理方法：换填土法：将基础下软弱土层全部或部分挖除，换填力学物理性质较好的土。挤密土法：用重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板等方法，使软弱土层挤压密实或排水固结。胶结土法：用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法，使土壤颗粒胶结硬化，改善土的性质。土工聚合物法：用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体，以限制土体的侧向变形，增加土的周压力，有效提高地基承载力。8．基坑回填基坑回填的要求：基坑回填时，其结构的混凝土强度应不低于设计强度的70%；在覆土线以下的结构必须通过隐蔽工程验收；基坑内积水需抽除，淤泥及杂物须清除干净；回填须采用含水量适中的亚黏土或砂质黏土。填土应分层铺筑，分层夯实或压实，每层松铺厚度一般为30cm，在墩、台结构物两侧同时回填，同步上升。若基坑为道路路基，则应按道路施工的要求进行。桥台填土一般应在梁体结构安装完成后进行，若施工安排确须提前，应对填土高度和上升速度加以限制，并加强对台身位移的观察。在台身或挡土墙设有水孔部位，应按设计要求做泄水过滤层，严禁卡车直接在台后卸土或推土机推土以免台背发生前倾或位移。设有支撑的基坑，在回填土时，应随土方填筑高度分次由下往上拆除，严禁采取一次拆除后填土作业。（2）基坑回填土的要求：填土经碾压、夯实后不得有翻浆、“弹簧”现象；填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物质等。工作任务2钻孔灌注桩基础施工1.钻孔灌注桩概述钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状（断面）的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，在灌注混凝土，成为桩基础的一种工艺。钻孔的方法和原理可以分以下几种：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻成孔。3．施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台。当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台，在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，采用起吊设备插打水中墩钢护筒。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。4．埋置钢护筒护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入；增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。护筒的制作要求：护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm。护筒上部设1～2个溢浆孔；护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米；用冲