桥梁施工技术讲座课件.ppt

1、桥梁工程及施工技术桥梁工程及施工技术贵州桥梁建设集团有限责任公司毕节至二龙关高速公路T3合同段项目经理部第一章 桥梁工程概论 桥梁工程是有关桥梁勘测、设计、施工、养护、维修和检定及与桥梁相关的科学研究和工程技术的总称。它是土木工程的一个重要组成部分。桥梁的基本组成及分类桥梁的基本组成及分类 桥梁的组成桥梁的组成 通常来讲，桥梁由上部结构、下部结构、基础和附属结构四部分组成。下图表示一座桥梁的全貌。从图中可见桥梁的基本组成部分及各部位名称。桥梁的分类v桥梁分类：一、体系分类，二、按跨径分类，三、按桥面位置分类，四、按主要承重结构所用的材料，五、按跨越方式分类，六、按施工方法分类 一、按体系分类v

2、按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。v1、梁式桥：主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。v2、拱式桥：拱肋为主要承重构件，

3、受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价。v拱式桥图片v3、刚架桥：是一种桥跨结构和墩台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座

4、不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大。v刚架桥图片v4、斜拉桥：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次

5、超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。v斜拉桥照片v5、悬索桥：主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。v悬索桥图片二、按跨径分类桥涵分类桥涵分类 多孔跨径总长多孔跨径总长L L（m m）单孔跨径单孔跨径L LK K（m m）特大桥特大桥 L L10001000 L LK K150150 大桥大桥 100L1000100L10

6、00 40L40LK K150150 中桥中桥 30L30L100100 20L20LK K4040 小桥小桥 8L308L30 5L5LK K2020 涵洞涵洞-L LK K5 5 三、按桥面位置分类v上承式桥 置在桥跨结构上面v下承式桥 置在桥跨结构下面v中承式桥 置在桥跨结构中间 v上承式桥v下承式桥v中承式桥四、按主要承重结构所用的材料v按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。五、按跨越方式分类v按跨越方式分类，可分为固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥等六、按施工方法分类v按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥

7、梁的和节段式施工桥梁。v整体式：整体式是在桥位上搭脚手架、立模板、然后现浇成为整体式的结构。v 节段式：节段式是在工厂(或工场、桥头)预制成各种构件，然后运输、吊装就位、拼装成整体结构；或在桥位上采用现代先进施工方法逐段现浇而成整体结构。用于大跨径预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、拱桥以及斜拉桥、悬索桥的施工。第二章第二章 桥梁施工技术桥梁施工技术 一一、桥梁施工方法及选择桥梁施工方法及选择1.桥梁基础工程施工方法桥梁基础工程施工方法 在桥梁工程中，通常采用的基础形式有扩大基础、桩基础、沉井基础等，其施工方法分类见下图。地下连续墙管柱基础泥浆润滑套下沉法空气幕下沉法不排水开挖下沉法排

8、水开挖下沉法沉井基础大直钻孔埋置空心桩旋转锥钻孔法冲抓钻机成孔法反循环回转法正循环回转法冲击钻机成孔法潜水钻机成孔法螺旋钻机成孔法机械挖孔人工挖孔灌注桩沉管灌注法钻孔辅助沉桩射水辅助沉桩辅助压桩法静力压桩法振动法锤击法沉入桩桩基础法板桩围堰开挖基坑浇筑筑法土、石围堰开挖基坑浇人工开挖基坑浇筑法机械开挖基坑浇筑法扩大基础基础 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，故又称为明挖扩大基础或浅基础。其主要特点是：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；施工时的噪声、振动较小，对地下

9、水污染轻，对邻近建筑基础危害较小；与其他类型的基础相比，施工所需的操作空间较小；在多数情况下，比其他类型的基础相比，造价省、工期短；易受冻胀和冲刷产生的恶劣影响。扩大基础的施工顺序是：开挖基坑，对基底进行处理(当地基承载力不满足要求时需对地基进行加固)，砌筑圬工或立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土。其中，开挖基坑是基础施工中的一项主要工作，而且在开挖过程中，必须解决好支挡与排水的问题。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底面高程时，施工时应采取排水措施，如打钢板桩或考虑采用集水坑用水泵集中排水、深井排水及井点法等，使地下水位降至开挖面以下。还可采用化学灌浆法及围幕法进行止

10、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，其作用是将来自桩顶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方法。这里我们按成桩方法对桩进行分类如下。（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的高程。预制桩包括钢筋混凝土桩和钢桩等，一般有如下特点：由于桩是在预制场制作，故桩身质量易于控制；沉入时的施工工序简单，工效高，能保证质量；易于在水上施工；多数情况下施工噪声和振动大，污染环境；沉入长桩时受运输和起吊设备限制，且存在现场接桩，接头工艺复杂；穿越较坚硬的土层时需要较多的辅助施工措施。

11、（2）灌注桩 灌注桩是在现场采用钻孔机械(或人工)将地层钻挖成设计孔径和深度的孔后，将预制成一定形状的钢筋骨架吊入孔内，然后往孔内灌入流动的混凝土而形成的桩基。当钻孔深度较大时孔内往往有水，故多采用水下混凝土灌注法。灌注桩的特点是：与沉入桩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；施工时应特别注意钻孔时的孔壁坍塌、桩尖处地基的流沙及孔底沉淀等情况的处理；因混凝土是在水中浇注的，故混凝土质量较难控制。（3）大直径桩 一般认为，直径2.5m以上的桩称为大直径桩，目前，桩基础的最大直径已达6m。根据桩的受力特点，大直径桩多做成变

12、截面的形式。大直径桩与普通桩在施工方法上的区别主要反映在钻机选型、护孔泥浆及施工工艺等方面。3）沉井基础 沉井基础是一种断面和刚度均比桩基础大得多的筒状结构，施工时在现场开挖井内土方，使之沉落到预定支承的地基上。在岸滩或浅水中建造沉井时，可采用“筑岛法”施工；在深水中修建，则可采用浮式沉井，将沉井基础浮运到预定位置，再进行下沉施工。按材料、形状和用途不同，可将沉井分成许多类型，但沉井基础有如下共同的特点：沉井基础的适宜下沉深度一般为1040m；与其他形式的基础相比，沉井基础的抗水平推力作用的能力、竖向支承力均较大；由于沉井基础的刚度大，故其变位较小。沉井基础的施工难点在于沉井的下沉。沉井的下沉

13、主要是通过从井孔内挖除土，清除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后，依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分为排水开挖下沉和不排水开挖下沉，但其基本施工方法应为不排水开挖下沉，只有在稳定的土层中，而且渗水量不大时，才采用排水开挖法下沉。另外还有压重、高压射水、炮振(必要时)、降低井内水位减小浮力、采用泥浆润滑套或空气幕等一些沉井下沉的辅助施工方法。4）地下连续墙 地下连续墙是用膨润土泥浆进行护壁，在防止开挖壁面坍塌的同时在设计位置开挖出一条狭长端圆的深槽，然后将钢筋骨架放入槽内，并灌注水下混凝土，从而在地下形成连续墙体的一种基础形式。目前，我国多用于临时支挡工程，国外已有作为永久基础的实例。地下连续墙有墙

14、式和排柱式之分，但一般多用墙式。地下连续墙的特点有：施工时的噪声、振动小；墙体刚度大且截水性能优异，对周边地基无扰动 所获得的支承力大，可用做刚性基础，对墙体进行适当的组合后可以代替桩基础和沉井基础；在挖槽时采用泥浆护壁，如管理不当，容易出现槽壁坍塌的问题。2承台承台 位于旱地、浅水河中采用土石筑岛法施工桩基的桥梁，其承台的施工方法与扩大基础的施工方法相类似，可采用明挖基坑、简易板桩围堰后开挖基坑等方法进行施工。对深水中的承台，可供选择的方法有：钢板桩围堰、钢管桩围堰、双壁钢围堰及套箱围堰等。不论何种围堰，其目的都是为了止水，以实现承台在无水环境中施工双壁钢围堰通常是将桩基和承台的施工一并考虑

15、，即先在围堰顶设置钻孔平台，待桩基施工结束后拆除平台，再在围堰内进行承台的施工；套箱围堰多采用钢材制作，分有底和无底两种类型，根据受力情况不同又可设计成单壁或双壁套箱。3.墩墩(台台)身身 墩(台)身的施工方法根据其结构形式的不同而不同。对结构形式较简单，高度又不大的中、小桥的墩(台)身，通常采用传统的方法，一次砌筑或立模(一次或多次)现浇施工，但对高度较高的墩台及斜拉桥、悬索桥的索塔，则有较多的施工方法可供选择。而施工方法的多样化主要反映在模板结构形式的不同上。近年来，滑升模板、爬升模板和翻升模板等在高墩及索塔上应用较多，其共同的特点是：将墩身分成若干个节段，从下至上逐段进行施工。采用滑升模

16、板(简称滑模)施工，对结构物外形尺寸的控制较准确，施工进度平稳、安全，机械化程度高，但因多采用液压装置实现滑升，故成本较高，所需的机械设备种类也较多；爬升模板(简称爬模)一般要在模板外侧设置爬升架，因此这种模板相对而言需耗用较多的材料，体积也较庞大，但不需设另外的提升设备；翻升模板(简称翻模)结构较简单，施工也较方便，不过需要设专门用于提升的起吊设备。高墩的施工，应根据现场的实际情况，进行综合比较后来选择适宜的施工方案。二、桥梁上部结构施工方法二、桥梁上部结构施工方法 桥梁上部结构的形式是多种多样的，其施工方法的种类也较多，但除一些比较特殊的施工方法外，大致可分为预制安装和现浇两大类。上部结构

17、的施工方法分类见下图所示。劲性骨架法转体施工法顶推法悬臂浇筑法逐孔现浇法固定支架法现浇法悬臂拼装逐孔拼装提升法缆索吊装浮运整孔架设浮吊架设扒杆吊装架桥机安装跨墩龙门架吊装自行式吊车吊装预制安装法施工方法 1.预制安装法 预制安装可分为预制梁安装和预制节段式块件拼装两种类型。前者主要指装配式的简支梁桥：如空心板、T形梁、工字形梁及小跨径箱梁等的安装，尔后进行横向联结或施工桥面板而使之成为桥梁整体；后者则将梁体(一般为箱梁）沿桥轴线分段预制成节段式块件，运至现场进行拼装，其拼装方法一般多采用悬臂法。连续梁、T构、刚构和斜拉桥都可以应用这种方法进行施工。下面简要介绍几种常用的预制安装施工方法的特点及

18、 适用场合。1）自行式吊车吊装法 这种吊装法多采用汽车吊、履带吊和轮胎吊等机械，有单吊和双吊之分。此法一般适用于跨径在30m以内的简支梁桥的安装作业。在现场应有足够安置吊车的场地，同时要保证运梁道路的畅通，吊车的选用应充分考虑梁体的重量和作业半径后方可决定。2）跨墩龙门安装法 在墩台两侧沿桥向设置轨道，在其上安置跨墩的龙门吊，将梁体在起吊状态下运至架设地点，然后安装在预定位置。其优点是：施工作业简单、迅速，可快速施工，容易保证施工安全。但要求架设的地形应平坦，且桥墩不能太高。因设备的费用较大，架设安装的孔数不能太少。3）架桥机安装法 这是预制梁典型的安装方法。在孔跨内设置安装导梁，以此作为支承

19、体来架设梁体，这种作为支承梁的安装梁结构称为架桥机。目前架桥机的种类甚多，按形式的不同可分为单导梁、双导梁、斜拉式和悬吊式等。悬臂拼装和逐跨拼装的节段式桥梁也经常采用专用的架桥机进行施工。其特点是：不受架设孔跨桥墩高度的影响，也不受桥下地形条件的影响；架设速度快，作业安全度高；对于孔数较多的桥梁更具有优越性。4）浮吊架设法 这种方法一般适用于河口、海上长大桥梁的安装，包括整孔架设和节段式块件的悬臂拼装。采用此法工期较短，但大型吊具、架设用的卡具等设备均较大型化，浮吊所需费用较高，且易受气象、海象和地理条件等影响。梁体安装就位时浮力的减小会引起浮吊和船舶的移动，伴随而来的是梁体的摇动，因此应充分

20、考虑其倾覆问题。5）浮运整孔架设法 是将梁体用船舶运至架设地点后进行安装的方法，可采用两种方式：一种方式是用两套卷扬机(或液压千斤顶装置)组合提升吊装就位，另一种方式是利用船舶的吃水落差将整孔梁体安装就位。6）逐孔拼装法 逐孔拼装法一般适用于节段式预应力混凝土连续梁的施工。在施工的孔跨内搭设落地式支架或采用悬吊式支架，将节段预制块件按顺序吊放在支架上，然后在预留孔道内穿入预应力钢筋，对梁施加预应力使其成为整体，这种方法形象地称为“穿糖葫芦”7）悬臂拼装法 悬臂拼装法多用于预应力混凝土梁体的施工，其他类型的桥梁也可选用。这是一种将梁体分节段预制，墩顶附近的块件用其他架设机械安装或现浇，然后以桥墩

21、为对称点，将预制块件沿桥跨方向对称起吊、安装就位后，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合龙的施工方法。悬臂拼装法施工速度快，预制块件质量易控制，但预制场地较大，且拼装精度要求高。这种施工方法可不用或少用支架，施工时不影响通航或桥下交通，宜在跨深水、山谷或海上进行施工，并适用于变截面预应力混凝土梁桥。2.现浇法 1）固定支架法 这是在桥跨间设置支架、安装模板、绑扎钢筋、现场浇筑混凝土的施工方法。特别适用于旱地上的钢筋混凝土和预应力混凝土中小跨径桥梁的施工。支架按其结构的不同分为满布式、柱式、梁式、梁柱式等几种，所用材料有门式支架、扣件式支架、贝雷桁片、万能杆件及各种型钢组合构件等。固定支架的施工

22、特点是：梁的整体性好，施工平稳、可靠，不需大型起重设备；施工中无体系转换的问题；需要大量施工支架，并需要有较大的施工场地。2）逐孔现浇法 逐孔现浇法分在支架上逐孔现浇和移动模架逐孔现浇，目前较多采用后者。移动模架逐孔现浇施工方法自20世纪50年代末开始使用以来，得到了较广泛的应用，特别是多跨长桥如高架桥、海湾桥，使用十分方便，施工快速、安全，机械化程度高，减小劳动强度，少占场地，不会受桥下条件影响。但因模板拼装与拆卸均较复杂，所以一般适用于跨径2050m的预应力混凝土连续梁桥施工，且桥长在500m以上。3）悬臂浇筑法 这种方法最常用的是采用挂篮悬臂浇筑施工，在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待

23、混凝土达到一定强度后张拉预应力筋，移动挂篮继续施工，使悬臂不断接长，直至合龙。挂篮的构造形式很多，通常由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台等组成。挂篮的功能是：支承梁段模板，调整位置，吊运材料机具，浇筑混凝土，拆模和张拉预应力钢筋等工作。悬臂浇筑法施工不需在跨间设置支架，使用少量机具设备便可以很方便地跨越深谷和河流，适用于大跨径连续梁桥的施工。同时根据施工受力特点，悬臂施工一般宜在变截面梁中使用。4）顶推法 顶推施工是在桥台的后方设置施工场地，分节段浇筑梁体，并用纵向预应力钢筋将浇筑节段与已完成的梁体连成整体，在梁体前端安装长度为顶推跨径0.7倍左右的钢导梁，然后通过水平千斤顶施力

24、，将梁体向前方推出施工场地，重复这些工序即可完成全部梁体的施工。顶推法的施工特点是：由于作业场所限定在一定范围内，可设置顶棚，不受天气影响，能全天候施工。连续梁的顶推跨径以3050m最为经济，若跨径大于此值，则需要有临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面预应力混凝土连续梁中使用，也可在结合梁和斜拉桥的主梁中使用。3.转体施工法 转体施工法多用于拱桥的施工，也可用于斜拉桥和刚构桥的施工。这种施工法是在岸边立支架(或利用地形)预制半跨桥梁的上部结构，然后借助上下转轴偏心值产生的分力使两岸半跨桥梁上部结构向桥跨转动，用风缆控制其转速，最后就位合龙。该法适用于峡谷、水流湍急、通航河道和跨线桥等特殊地

25、形的桥梁，具有工艺简单、操作安全、所用设备少、施工速度快等特点。三、桥梁施工方法的选择原则三、桥梁施工方法的选择原则 施工方法的分类乃是一种权宜的办法，在实际施工中不太可能仅采用分类中某一种施工方法，多数情况下是将几种方法组合起来应用。另外，桥梁的施工方法很多，本书不可能将所有的施工方法全部包罗，即使是同一种方法应用中也有不同情况，所需的机具、劳力、施工的步骤和施工期限等也不一样，因此，在选择桥梁施工方法时应根据桥梁的设计要求、施工现场环境、人员设备、施工经验等因素综合考虑，选择最佳的施工方法。选择桥梁施工方法时应考虑的主要因素有以下几点：桥梁的结构形式和规模；桥位处的地形、自然条件和社会环境

26、；施工机械和施工管理的制约；以往的施工经验；安全性和经济性等。四、施工准备四、施工准备 建立必要的技术和物质条件，统筹安排施工力量和施工现场，保证施工得以顺利进行。施工准备通常包括技术准备、劳动组织准备、物质准备和施工现场准备等工作。1.技术准备 技术准备是施工准备的核心，其内容包括：熟悉设计文件、研究施工图纸及现场核对；原始资料的进一步调查分析，包括自然条件的调查分析、技术经济条件的调查分析；施工前的设计技术交底；制定施工方案、进行施工设计；编制施工组织设计；编制施工预算等。2.施工组织准备施工组织准备 施工组织准备的内容包括：施工组织准备的内容包括：建立施工组织机构；建立施工组织机构；合理

27、设置施工班组；合理设置施工班组；集结施工力量，组织劳动力进场；集结施工力量，组织劳动力进场；施工组织设计、施工计划和施工技术交底；施工组织设计、施工计划和施工技术交底；建立健全各项管理制度等。建立健全各项管理制度等。3.物资准备工作物资准备工作 物资准备工作的内容包括：材料准备；施工设备的准备；其它各种小型工具、小型配件准备等。4.施工现场准备施工现场准备 施工现场准备的内容包括：施工现场准备的内容包括：施工控制网测量；补充钻探；搞好“四通一平”；建造临时设施；安装调试施工机具；材料的试验和储存堆放；新技术项目的试验；冬、雨季施工安排；消防、保安措施；建立健全施工现场各项管理制度等。五、桥梁施

28、工组织设计五、桥梁施工组织设计 施工组织设计是指导桥梁施工的基本技术经济文件，也是对施工实行科学管理的重要手段和依据。1.以工程项目、单项工程或单位工程为对象编制 将整个工程项目分解为各单项工程 各单项工程分解为单位工程 单位工程分解为各分部工程 分部工程分解为各分项工程 进一步分解为各道工序。2.编制施工组织设计的目的，就是在保证工程质量的前提下，尽可能地缩短工程工期、降低工程成本、尽早发挥工程项目的经济效益。1.施工组织设计的编制原则施工组织设计的编制原则 首先必须体现施工过程的规律性；其次要体现组织管理的科学性、技术的先进性。具体有以下原则：充分利用时间和空间；人尽其力、物尽其用；工艺与

29、设备配套的优选；最佳技术经济决策；专业化分工与紧密协作相结合；供应与消耗的协调。2.施工组织设计的任务施工组织设计的任务 确定开工前必须完成的各项准备工作；选择经济合理的施工方案 包括施工顺序、施工方法和施工机械、尽可能的流水施工作业、合理安排施工力量（劳力、机械、技术管理人员、技工等）；编制切实可行、逻辑关系严密的工程进度计划，确定施工速度；编制资源（包括劳力、材料、机具设备、资金等）需要量计划；制订采购、运输计划，以便及时供应物资，确保施工现场的物资消耗；合理布置施工现场总平面图，充分利用空间；切实安排好冬、雨季施工项目，保证全年不间断施工；提出切实可行、技术先进、经济合理的施工技术措施、

30、组织措施、安全措施和质量保证措施；合理组织包括基本生产、附属生产及辅助生产在内的全部施工活动等。3.施工组织设计的编制依据施工组织设计的编制依据有关法律法规、标准、规程和规范；上级有关部门的指示；计划和设计文件，包括已批准的计划任务书、初步设计、技术设计和施工图设计；自然条件资料，包括地形资料、工程地质资料、水文地质资料、气象资料等；建设地区的技术经济资料，包括地方工业、交通运输、资源、供水、供电、当地施工企业情况等；施工单位可能配备给该项目的人力、机械设备，当地施工企业的施工力量、技术状况和施工经验等；有关的合同规定。六、桥梁施工技术 桥梁基础施工技术桥梁基础施工技术 一、明挖基础施工技术明

31、挖基础施工技术 明挖基础常称大开口基础。按河床中有水、无水，又可分为有水开挖基础和无水开挖基础两种。明挖基础的主要工程量在于基坑的开挖，尤其是在有水河床中开挖基础，其工作尤为艰巨。（一）基坑开挖 1.一般规定和施工要求 (1)基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的拦水(土埂、围堰)和排水(沟道)设施。(2)基坑顶面有动荷载时，坑顶边与动荷载间应有不小于1m宽的护道，如荷载过大时宜设宽护道。如工程地质不良，应采取加固措施。(3)为减轻基坑坡壁顶面静荷载，沿基坑顶面四周至少在1m范围内不得堆置土方、物料。(4)基坑底部工作面：地下水位低于基坑底面高程的工作面(下左图)。一般土质采用集水坑明排水时的工作

32、面(下右图)。（5）基坑壁坡不易稳定并有地下水影响，或放坡开挖场地受到限制，或放坡开挖工程量大、不符合技术经济要求时，可按具体情况，采用挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁(喷射混凝土护壁、现浇混凝土护壁)、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、锚杆支护及地下连续墙等。2.无水基坑开挖方法 一般小桥、湿基础，工程量不大的无水基坑，可用人力施工法；大、中桥基础工程，基坑深、平面尺寸大，挖方量也相应增加，可用挖掘机械或半机械施工，以降低劳动强度和提高工作效率。3.挖基注意要点与水中挖基 1)挖基注意要点 根据施工期限、设备条件、工地环境及地质情况，基坑可以使用机械或人工开挖，但不论采取何种方法施工，基底均

33、应避免超挖，已经超挖或松动部分，应将松动部分予以清除。任何土质基坑，挖至高程后不得长时间暴露、扰动或浸泡，而削弱其承载能力。一般土质基坑，挖于接近基底高程时，应保留1020cm一层(俗称最后一锹土)在基础施工前以人工突击挖除，并迅速检验，随即进行基础施工。弃土堆置应按指定地点堆放，不得妨碍基坑挖掘或影响其他作业，基坑上口附近不应堆土，以免影响边坡稳定。2)水中挖基 排水挖基有困难或有水中挖基的设备时，可采用水中挖基法。(1)水力吸泥机 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、水量的增加而提高。(2)空气吸泥机 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

34、用。在黏土层 使用时，随与射水混合进行。(3)挖掘机水中挖基 适用于各种土质，但开挖时须注意不能破坏基坑边坡的稳定。4.基坑支撑 当地下水位高于基底高程，土壤的渗透性较大，坑壁土质不稳定，或基坑开挖受场地限制时，可采取支撑措施。常用的支撑方式及适用条件可查阅有关技术手册。（二）围堰与排水（二）围堰与排水 1.围堰 围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)5070cm。应考虑河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通航、导流等因素。应满足基础施工的需要(包括坑内集水沟、排水井、工作余裕空间等所必需的工作面)。应满足堰身强度和稳定(防止滑动、倾覆)的要求。围堰修筑

35、要求防水严密，尽量减少渗漏，以减轻排水工作，为此，须注意堰身修筑质量。除工程本身需要外，一般情况下宜充分利用枯水期施工，如在洪水、高潮时期，应做好周密保护。2.基坑排水 1)明排水法 明排水法是指从基坑内直接排除(用泵汲抽除与人工降低地下水位两类)，并持续至基础工程完成进行回填土后才停止。排水设备的总排水量一般可按渗水量的1.5倍估算，渗水量变化较大时，宜用多台小排水量的水泵，以利施工过程随时调节。为防止地面水流入基坑，一般在坑口四周筑截水土堰(可利用弃土作土埂)，并将抽出水引开。在坑内基础范围外设排水沟和集水井，每隔2040m设一个，井的直径或边宽一般为6080cm，深度可为80l00cm(

36、潜水泵抽汲时，必须保证在水中抽汲，故不宜太浅)。见下图。2)井点排水法 当土质为粉、细砂土和地下水位较高，而挖深较大时，易发生流砂现象；当基坑有大量地下水涌出时，易导致坑臂滑坍或引起附近建筑物下沉；施工场地狭窄，放大边坡有困难；泥水混杂，排水时夹砂带泥随水排出降低坑底地基强度等，都不适合采用明排水法，可采用井点排水法，井点排水适用于渗透系数为0.5150md的土壤；降水深度一般可达39m，最大可达20m以上。各种井点法的选用可视土层渗透系数、降低水位深度和工程特点而定。（三）基底检验与处理（三）基底检验与处理 1.一般基底检验内容 基底挖至设计高程时，须及时进行检验，以免暴露时间过长，对基底不

37、利；检验符合要求时，方可砌筑基础或其他工序；检查基底地质情况是否与设计文件相符合；检查基坑开挖高程、尺寸是否满足设计规定要求；基坑中线位置、形状是否与设计文件相符；基坑尺寸、形状、位置、基底高程、中线位置如有变化，须查明设计变更依据文件；对基坑的排水及地下水处理，必须确保基坑圬工的质量；对土质基底须检查有否超挖回填、扰动原状土的情况；对石质基底应检查岩层风化程度，对倾斜的基底还需检查台阶开挖情况；在永冻基底，应检查防融温层的敷设是否良好；对土质基底有疑问时，应作土壤分析或其他试验进行核实，以便确定是否进行基底加固等处理。2.基底检验 1)小桥和涵洞基底的检验 (1)一般经过直观或触探器确定土质

38、与设计要求符合时，即可签认进行浇砌基础。(2)经过直观或触探对土质有疑问时，应取土样做土的物理力学性能试验，如颗粒分析、天然密度、天然含水量、天然孔隙比、液限、塑限、密度、可塑性、压缩性和抗剪强度等试验，以鉴定土的容许承载力，或钻探24m以上，检查下卧层土质。(3)特殊设计的小桥涵对地基沉降有严格要求，当属于下列不良土质情况时，宜进行载荷试验。风化颇重的岩层；松散砂类土的相对密实度D0.33；黏质土的天然孔隙比超过下列限度时；黏土质砂eo0.7，低液限黏土e01，高液限黏土e01；含有大量有机物的吹填土或砂土、黏土；含有大块杂质(尤其是多量碎砖瓦等)的填筑土。(4)对经过加固处理的地基，应根据

39、不同加固方法的质量要求采用相应的检验方法，但包括量测加固范围、桩位偏差和桩体垂直度偏差，用环刀法取样或灌砂法测定压实度或干密度，用静力触探或动力触探检验加固处理后的效果。2)大、中桥和填土在12m以上涵洞基底的检验 一般由检验人员用直观、触探、挖试坑或钻探(钻探至少4m以上)试验等方法确定土质容许承载力，确认符合设计要求后，即可进行基础施工。在地质特别复杂，或在设计文件中有特殊要求必须做载荷试验时，才做载荷试验。必要时还应做土工试验，以与载菏试验核对。在特殊地基上已经加固处理，又经触探、密实度检验后，尚有疑问时，则应再做载荷试验。确认符合设计要求后，才能进行基础圬工的施工。3)检验注意事项 地

40、基经检验后，需要作大的加固处理时，应由施工单位邀请建设单位及设计单位共同研究确定。加固处理完毕，应再检验合格后，方可进行基础施工。桥涵地基检验，除了平面、尺寸和地基变形观测外，检验方法主要有静力触探、动力触、探、标准贯入试验，土压力、孔隙水压力及土位移测试，载荷试验、旁(横)压试验，排水固结法加固的地基有时还需要做十字板剪切试验。无论何种测试方法，都有一定的局限性，故宜采用多种方法进行综合评价。现场测试要辅以取样做室内土工试验，如设计文件已规定有检验项目和检验方法的，按设计规定办理。为了有较好的可比性，加固前后两次的测试项目应力求对应，甚至最好由同一组织用同一仪器按同一标准进行。3.基底处理

41、根据基底不同地质情况，分别处理。1)岩层：应先将岩面清洁，再筑基础。在风化的岩层基底上建筑基础时，应按基础尺寸凿除已风化的表面岩层，在砌筑基础圬工的同时将基坑填满、封闭；岩层倾斜时，应将岩层面凿平或凿成台阶，使承重面与重力线垂直；砌筑前，岩层表面用水冲洗干净。2)碎石类或砂类土层：整修平整基底后在基底上铺筑一层1525cm厚的碎石或片石，砌筑前铺一层2cm厚的水泥砂浆，然后在其上砌筑基础；并保持新砌筑的基础圬工不受水浸。3)黏土层：铲平基底(不得用回填土)，必要时，于基底上加铺一层1015cm厚的夯填碎石，碎石面不得高出基底设计高程；当基底土的含水量较大，出现松软“弹簧”现象，不得夯填，须另作

42、加固处理；基坑处理后，应在最短期间砌筑基础，避免暴露过久。4)软土层：可根据软土层的厚度和力学性质及施工条件，采用换填土、砂砾垫层、袋装砂井、塑料排水板、土工织物(土工布)、生石灰桩、真空预压或粉体喷射搅拌等处理方法。5)湿陷性黄土：基底必须有防水措施。根据土质条件，使用重锤夯实、换填、挤密桩等措施，进行加固，改善土层性质；基础回填不得使用砂、砾石等透水土壤，应用原土加夯封闭。二、钻二、钻(挖挖)孔灌注桩基础施工技术孔灌注桩基础施工技术 采用不同的成孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计高程后，将钢筋骨架(笼)吊入井孔内，灌注混凝土形成的基础称为灌注混凝土桩基础。主要介绍钻(挖)孔灌注桩施

43、工，分成孔和灌注水下混凝土两大步骤。（一）钻孔方法和机具设备 1.钻孔方法分类 (1)冲击法：用冲击钻机或卷扬机带动冲锥，借助锥头自重下落产生的冲击力，反复冲击破碎土石或把土石挤入孔壁中，用泥浆浮起钻渣，借助机械排出而形成钻孔。(2)冲抓法：用冲抓锥依靠自重产生的冲击力，切入(破碎)土层，叶瓣抓出土形成钻孔。(3)旋转法：用人力或机械通过钻杆带动锥(钻头)旋转切削土层，用泥浆浮起钻渣，借助机械排出而形成钻孔。2.常用的钻孔方法和适用条件 机动推钻：适用于黏质土，砂土，你囱粒径小于10cm、含量少于30的碎石土，孔径60160cm。回转钻机：适用于黏质土，砂土，砾卵石粒径小于2cm、含量少于20

44、的碎石土，软岩，孔径80250cm。潜水钻机：适用于淤泥，黏质土，砂土，砾卵石粒径小于10cm、含量少于20的碎石土，孔径60-150cm。冲(击)抓锥：适用于各类土层，孔径60200cm。二、施工工艺流程 钻孔灌注桩施工工艺流程见下图所示。场地准备测量放样埋设护筒钻机就位钢筋加工钻孔故障处理终孔清孔验孔钢筋骨架及导管安装水下混凝土灌注验桩 1.钻孔准备工作 1)钻孔场地准备 场地为旱地时，应清除杂物，换除软土，整平夯实。场地为陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台。场地为浅水时，宜采用筑岛施工，筑岛面积应根据钻孔、设备大小等要求确定。场地为深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，平台须牢固稳定，能

45、承受工作时所有静、动荷载，并考虑施工机械能安全进出。如水流平稳，水位升降缓慢，全部工序可在船舶或浮箱上进行，但须锚碇稳固，桩位准确。如流速较大，但河床可以整理平顺时，可采用钢板或钢丝网水泥薄壁浮运沉井，就位后灌水下沉至河床，然后在其顶部搭设工作平台，在其底部安设护筒；浮运沉井的要求可参照有关浮式沉井要求处理；在某些情况下，可在钢板桩围堰内搭设钻孔平台。2)钻孔护筒形式选择 护筒有保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁，导向等作用。护筒种类有：木料护筒，钢制护筒，钢筋混凝土护筒。护筒内径席比桩径稍大：当护筒长度在26m范围时，机动推钻和有钻杆导向的正、反循环回转钻宜大20

46、-30cm；无钻杆导向的正、反潜水电钻和冲抓冲锥宜大30一40cm。3)泥浆准备 泥浆有维护孔壁不致坍塌的作用。在正循环钻进中还起着悬浮钻渣，并挈带钻渣流出的作用。在成孔过程中，泥浆越稠效果越好。但泥浆太稠对排渣和灌注水下混凝土不利，对桩的承载力也有影响。泥浆一般可采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm的黏粒含量大于50的黏土制浆。制浆时，应将黏土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。冲击钻进时，可在钻孔内直接投放黏土，以钻锥冲击制成泥浆。调制的泥浆应根据钻孔方法和地层情况采用不同性能指标。2.钻孔 1)注意事项 采用正、反循环钻造孔时，开孔第一钻的位置是否正确，对桩位的准确度和竖直度的影响

47、很大，须十分注意。采用冲击法造孔时，应以小冲程开孔，使初成之孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻锥全高加冲程后，方可施行正常冲程的冲击。每孔开钻前应检查钻锥直径，如过小应及时焊补，不宜在钻进中焊补，以免卡钻。起、落钻锥速度应均匀，不得突然加速，以免碰撞孔壁，形成坍孔。停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。在抽渣或停钻时，应保持孔内具有规定的水位和泥浆相对密度、黏度等，以防坍孔。3.清孔 1)抽浆清孔法 空气吸泥机清孔，或离心吸泥泵清孔。此法清孔较彻底适用于各种方法钻孔的柱桩和摩擦桩，一般用反循环钻机、空气吸泥机、水力吸泥机或离心吸泥泵等进行。2)换浆清

48、孔法 适用于正循环钻孔法的摩擦桩于钻孔完成后，提升钻锥距孔底1020cm，继续循环，以相对密度较低(1.11.2)的泥浆压入，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。3)掏渣清孔法 用抽渣筒，或冲抓钻清掏孔底粗钻渣，仅适用于机动推钻、冲抓、冲击钻孔的各类土层摩擦桩的初步清孔，掏渣前可先投入水泥12袋，再以钻锥冲出数次，使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物，然后用掏渣工具掏渣。当要求清孔质量较高时，可使用高压水管插入孔底射水，使泥浆相对密度逐渐降低。4)喷射清孔法 只宜配合其他清孔法使用，是在灌注混凝土前对孔底进行高压射水或射风数分钟，使剩余少量沉淀物飘浮后立即灌注水下混凝土。5)注意要点 不论

49、采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔；柱桩应以抽浆法清孔，清孔后，将取样盒(开口铁盒)吊至孔底，待灌注水下混凝土前取出，检查沉淀在盒内的渣土，渣土厚度应符合规定的要求；用换浆法和掏浆法清孔后，孔口、孔中部和孔底提出的泥浆的平均值应符合质量标准要 求；灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度应不大于设计规定；不得用加深孔底深度的方法代替清孔。6)质量检验与质量标准 在终孔和清孔后，应使用仪器对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、竖直(斜)度、泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检验。孔的中心位置：群桩的不大于10cm、单排桩的不大于5cm。孔径：不小于设计桩径。倾斜度：直桩的要小于1100

50、、斜桩的要小于设计斜度的25。孔深：摩擦桩不小于设计规定，柱桩比设计深度超深不小于5 cm。孔底沉淀厚度：摩擦桩的不大于(0.4一0.6)d(d为设计桩径)，柱桩的不大于设计规定。清孔后泥浆指标：相对密度为1.0512，黏度为1720s，含砂率小于4。4.水下混凝土的灌注 清孔结束后，随即吊放钢筋笼。钢筋笼应每隔2.02.5m设置加强箍筋一道。钢筋笼的 主筋外侧应设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m，横向圆周不小于4处，顶端设置吊环。钢筋笼太长时可分段制作，于吊放时进行焊接。钢筋笼应及时、准确地吊放、焊接、就位，就位后应牢固定位。钢筋笼安装完成后，就可安装导管。导管是灌注水下混凝土的重要