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桥梁基础工程施工方法
日期:2015-6-3 10:56:00 作者:佚名 来源:本站原创
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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。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通过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)由于能在现场直观确认支承地基的情况下进行施工,因而施工质量可靠;

(2)施工时的噪声、振动和对地下污染等建设公害较少;

(3)与其他类型的基础相比,施工所需的操作空间较小;

(4)在多数情况下,比其他类型的基础造价省、工期短;

(5)易受冻胀和冲刷影响。

扩大基础施工的顺序是开挖基坑,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排水的问题。

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高程时,施工时则须采取止水排水措施。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(冻结法、硅化法、水泥灌浆法和沥青灌浆法等)进行止水。但扩大基础的各种施工方法都有各自的制约条件,因此在选择时应特别注意。

2.桩基础

桩是深人土层的柱类构件,其作用是将作用于桩顶以上的荷载传递封王体节酌较深处,以承受较大的荷载。根据不同情况,桩可以有不同的分类法。现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)沉人桩

沉人桩是将预制桩用锤击打或振动法沉人地层至设计要求高程。预制桩包括木桩、混凝土桩和钢桩,一般有如下特点:

①因在预制场内制造,故桩身质量易于控制,质量可靠;

②沉人施工工序简单,工效高,能保证质量;

③易于水上施工;

④多数情况下施工噪声和振动的公害大、污染环境;

⑤受运输、起吊设备能力等条件限制,其单节预制桩的长度不能过长;沉人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,甚至在沉人时造成断桩;

⑥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,则需辅以其他施工措施,如射水或预钻孔等;

⑦当沉人地基的桩超长时,需截除其超长部分,不经济。

沉人桩施工方法主要有:锤击沉入桩、振动沉入桩、静力压桩法、辅助沉桩法、沉管灌注法以及锤底沉管法等。

(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,将制作成一定形状的钢筋骨架放人孔内,然后在孔内灌人流动性的水下混凝土而形成桩基。水下混凝土多采用垂直导管法灌注。灌注桩的特点是:

①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;

②能修建比预制桩的直径大、入土深度大、承载力大得多的桩;

③与地基土质无关,在各种地基上均可使用;

④在粉砂中施工时应特别注意孔壁坍塌形成的流砂,以及孔底沉淀等的处理,施工质量的好坏,对桩的承载力影响很大;

⑤因混凝土是在泥水中灌注的,因此混凝土质量较难控制。

灌注桩因成孔的机械不同,通常采用①旋转锥钻孔法;②潜水钻机成孔法;③冲击钻机成孔法;④正循环回转法;⑤反循环回转法;⑥冲抓钻机成孔法;⑦人工挖孔法等。

(3)大直径桩

一般认为,直径2.5m以上的桩可称为大直径桩。目前最大桩径已达6m。近年来,大直径桩在桥梁基础中得到广泛应用,结构形式也越来越多样化,除实心桩外,还发展了空心桩;施工方法上不仅有钻孔灌注法,还有预制桩壳钻孔埋置法等。根据桩的受力特点,大直径桩多做成变截面的形式。大直径桩与普通桩在施工上的区别主要反映在钻机选型、钻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大得多的筒状结构,施工时在现场重复交替进行构筑和开挖井内土方,使之沉落到预定的地基上。在岸滩或浅水中建造沉井时,可采用“筑岛法”施工;在深水中建造时,则可采用浮式沉井,即先将沉井浮运至预定位置,再进行下沉施工。按材料、形状和用途不同,可将沉井分成很多类型,但各种沉井基础有如下的共同特点:

(1)沉井基础的适宜下沉深度一般为10 - 40m;

(2)与其他基础形式相比,沉井基础的抗水平作用能力及竖直支承力均较大:

(3)由于刚度大,其变形较小,故沉井基础一般适用于对基础变位要求较高的拱桥、斜拉桥和吊桥等桥型。

沉井基础施工的难点在于沉井的下沉,主要是要求通过从井孔内除土,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、炮震(必要时),降低井内水位减小浮力以增加沉井的有效自重,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.管柱基础

管柱基础因其施工的方法和工艺相对来说较复杂,所需的机械设备也较多,一般的桥梁极少采用这种形式的基础,仅当桥址处的水文地质条件十分复杂,应用通常的基础施工方法不能奏效时,方采用这种基础形式。因此,对于大型的深水或海中基础,特别是深水岩面不平、流速大的地方采用管柱基础是比较适宜的。

管柱基础的施工一般包括管柱预制、围笼拼装、浮运和下沉定位、下沉管柱,在管柱底基岩上钻孔,在管柱内安放钢筋笼并灌注水下混凝土等内容。管柱有钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土和钢管三种。其下沉与前述的沉入桩类似,大多采用振动并辅以射水、吸泥等措施。管柱的下沉必须要有导向装置,浅水时可用导向架,深水时则用整体围笼。

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