【鐵路實(shí)務(wù)】陳士甲 沖刺串講班課件 08-第1篇-第4章-4.1-橋梁下部施工

第4章

鐵路橋涵工程4.1橋梁下部施工4.1橋梁下部施工橋梁基礎(chǔ)施工一、擴(kuò)大基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ)是將上部荷載通過(guò)基礎(chǔ)分散至基礎(chǔ)底面，使之滿足地基承載力和變形的要求。擴(kuò)大基礎(chǔ)包括配筋或不配筋的條形基礎(chǔ)和單獨(dú)基礎(chǔ)。4.1橋梁下部施工擴(kuò)大基礎(chǔ)施工分為基坑開(kāi)挖與模筑混凝土兩項(xiàng)工作內(nèi)容?；娱_(kāi)挖可分為無(wú)護(hù)壁基坑開(kāi)挖、有護(hù)壁基坑開(kāi)挖和圍堰基坑開(kāi)挖三種方法。（一）無(wú)護(hù)壁基抗開(kāi)挖無(wú)護(hù)壁基坑的開(kāi)挖方式可采用垂直開(kāi)挖、放坡開(kāi)挖；開(kāi)挖作業(yè)方法有人工開(kāi)挖、機(jī)械開(kāi)挖、鉆爆開(kāi)挖。1.垂直開(kāi)挖的坑壁條件：對(duì)松軟土質(zhì)基坑深度不超過(guò)0.75m；中等密度（鍬挖）的不超過(guò)1.25m；密實(shí)（鎬挖）的不超過(guò)2.0m。4.1橋梁下部施工（二）有護(hù)壁基坑開(kāi)挖1、橫、豎擋板支撐、鋼（木）框架支撐每次開(kāi)挖的深度不宜超過(guò)1.5m，邊開(kāi)挖邊支撐，直到設(shè)計(jì)標(biāo)高。施工完畢拆除支撐時(shí)，應(yīng)自下而上分段進(jìn)行，拆除一段回填夯實(shí)一段,再拆上一段，直到地面。4.1橋梁下部施工2、噴射混凝土護(hù)壁噴射混凝土護(hù)壁適用于穩(wěn)定性好、滲水量少的基坑?；拥纳疃葢?yīng)按地質(zhì)條件決定，但不宜超過(guò)10m。噴射混凝土厚度根據(jù)地質(zhì)和滲水情況決定。4.1橋梁下部施工3、現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁除流砂及呈流塑狀態(tài)的黏性土外，適用于各類土的開(kāi)挖防護(hù)。分層高度以垂直開(kāi)挖面不坍塌為原則，頂層高度宜為2m,以下每層高1.0～1.5m。護(hù)壁混凝土的開(kāi)挖面應(yīng)均勻分布、對(duì)稱開(kāi)挖和及時(shí)支模澆筑。4.1橋梁下部施工（三）圍堰開(kāi)挖基坑圍堰通常分為土圍堰、土袋圍堰和鋼板樁圍堰。1.基坑圍堰的一般要求：圍堰的頂面宜高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位0.5m；4.1橋梁下部施工2.圍巖適用條件及施工要求（1）土圍堰土圍堰適用于水深在2m以內(nèi)、流速小于0.3m/s、沖刷作用很小且河床為滲水性較小的土層。填筑時(shí)，均應(yīng)自上游開(kāi)始至下游合龍。4.1橋梁下部施工（2）土袋圍堰土袋圍堰適用于水深不大于3m、流速小于1.5m/s、河床為滲水性較小的土層。4.1橋梁下部施工（3）鋼板樁圍堰適用于深水基坑，河床為砂類土、黏性土、碎石土及風(fēng)化巖等地層。鋼板樁圍堰的施工程序：鋼板樁整理→圍囹的設(shè)置→圍囹安裝→鋼板樁的插打和合龍。4.1橋梁下部施工（4）雙壁鋼圍堰：適用于在流速較大、水位較深、承臺(tái)較淺的地層。4.1橋梁下部施工（5）鋼吊箱圍堰：適用于高樁承臺(tái)吊箱整體制造及吊運(yùn)時(shí)，應(yīng)滿足吊箱起吊的吊點(diǎn)布置和整體受力及剛度要求。吊箱圍堰封底厚度應(yīng)根據(jù)抽水時(shí)吊箱不上浮的原則計(jì)算確定，封底厚度不宜小于1.0m。封底混凝土澆筑后，進(jìn)行吊箱內(nèi)抽水，澆筑承臺(tái)。4.1橋梁下部施工（6）鋼筋混凝土圍堰（常用于在巖基土修建的水利樞紐工程）：宜用在地下水較豐富的陸地或筑島施工中，且圍堰下沉深度內(nèi)無(wú)較硬地層，易于圍堰下沉。4.1橋梁下部施工二、樁基礎(chǔ)施工按施工方法的不同，樁基礎(chǔ)可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。樁的質(zhì)量檢驗(yàn)有：開(kāi)挖檢查、抽芯法、聲波檢測(cè)法、動(dòng)測(cè)法（動(dòng)力無(wú)損檢測(cè)法）和靜載壓樁試驗(yàn)等。鐵路橋梁中采用的樁基礎(chǔ)可分為沉樁基礎(chǔ)、鉆孔樁基礎(chǔ)、挖孔樁基礎(chǔ)和管樁基礎(chǔ)。4.1橋梁下部施工（一）沉入樁基礎(chǔ)1.沉入樁的分類樁的下沉方法可根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁體承載能力、土的密實(shí)程度和現(xiàn)場(chǎng)施工條件等選用錘擊法、振動(dòng)法和靜壓法，附近有重要建筑物（如高層建筑、堤防工程、運(yùn)營(yíng)鐵路等）時(shí)，不宜選用振動(dòng)沉樁。4.1橋梁下部施工（二）鉆孔樁基礎(chǔ)1.鉆孔樁施工鉆機(jī)選型①鐵路橋梁鉆孔樁施工可選用沖擊鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)以及套管鉆機(jī)等鉆孔設(shè)備。深孔、大直徑鉆孔樁施工時(shí)也可選用全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)等設(shè)備。4.1橋梁下部施工②沖擊鉆機(jī)適用于黏性土、砂類土、礫石、卵石、漂石、軟硬巖層及各種復(fù)雜地質(zhì)的樁基施工。4.1橋梁下部施工③旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)適用于下列土層范圍：（1）正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)：黏性土，砂類土,含少量礫石、卵石（含量少于20%）的土，軟巖。（2）反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)：黏性土，砂類土,含少量礫石、卵石（含量少于20%，粒徑小于鉆桿內(nèi)徑2/3）的土，軟巖，硬巖。4.1橋梁下部施工④旋挖鉆機(jī)適用于各種土質(zhì)地層，砂類土，礫石、卵石，軟石～中硬基巖。⑤套管鉆機(jī)適用于黏性土層、砂類土，但不宜在地下水位下有厚于5m細(xì)砂層時(shí)使用。（當(dāng)?shù)叵滤幌掠泻窦?xì)砂層（厚度5m以上）時(shí),由于搖動(dòng)作業(yè)使砂層壓密,造成壓進(jìn)或抽拔套管困難）4.1橋梁下部施工2.鉆孔樁施工要點(diǎn)平整場(chǎng)地→測(cè)量放樣→埋設(shè)護(hù)筒→泥漿制備→鉆進(jìn)成孔→一次清孔→下放鋼筋籠→下放導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒。4.1橋梁下部施工1）鉆孔（1）鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。并應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)水或泥漿，保持水頭高度和泥漿比重及黏度。4.1橋梁下部施工（2）鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭起、落速度宜均勻，不得過(guò)猛或驟然變速?？變?nèi)出土不得堆積在孔口周圍。（3）鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，有鉆桿的鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提離孔底5m以上，其他鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提出孔外，孔口應(yīng)加護(hù)蓋。4.1橋梁下部施工2）清孔澆筑水下混凝土前，應(yīng)測(cè)量沉渣厚度，柱樁一般不大于50mm，摩擦樁不大于200mm。4.1橋梁下部施工清孔主要有掏渣法、吸泥法、換漿法和高壓射風(fēng)（水）輔助。掏渣法適用于沖擊鉆機(jī)；吸泥法適用于反循環(huán)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)（土質(zhì)密實(shí)）換漿法適用于正循環(huán)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)高壓射風(fēng)（水）輔助適用于輔助泥漿正循環(huán)清孔嚴(yán)禁采用加大鉆孔深度的方式代替清孔。4.1橋梁下部施工3）水下混凝土的澆筑（1）水下混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，中途不得停頓?；炷凉?yīng)必須滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。（2）拆除導(dǎo)管的間斷時(shí)間應(yīng)盡量縮短，每根樁的澆筑時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，宜在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)完成。（3）干作業(yè)成孔的鉆孔樁混凝土可按水下混凝土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，嚴(yán)格按照導(dǎo)管法干孔澆筑，樁頂4m范圍內(nèi)的混凝土應(yīng)進(jìn)行振搗。澆筑完畢后對(duì)樁頂部混凝土應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（4）樁頂混凝土澆筑面高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂高程0.5-1.0m。4.1橋梁下部施工（5）首批澆筑混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導(dǎo)管底部的需要。首批水下混凝土澆筑完成后，導(dǎo)管埋置深度不得小于1m，并不宜大于3m。式中--灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3

）；D---樁孔直徑（m）；H1---樁孔底至導(dǎo)管底端間距（m）,一般為0.3~0.4m；H2一-導(dǎo)管初次埋置深度（m）；d--導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；h-樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）,即4.1橋梁下部施工（6）混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常測(cè)探孔內(nèi)混凝土面高程，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。導(dǎo)管埋深宜控制在2-6m，最小埋深任何時(shí)候不得小于1.0m。當(dāng)澆筑速度較快、導(dǎo)管較堅(jiān)固并有足夠的起重能力時(shí)，可適當(dāng)加大埋深，但不宜超過(guò)8m。4.1橋梁下部施工三、沉井基礎(chǔ)施工沉井是帶刃腳的井筒狀結(jié)構(gòu)物。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。4.1橋梁下部施工（一）沉井施工前的準(zhǔn)備沉井基礎(chǔ)施工流程為：施工準(zhǔn)備→筑島→支墊木→裝鋼刃腳→支立底模→支立內(nèi)?！壴摻睢Я⑼饽！鷿仓坠?jié)混凝土→抽墊木→不排水（或排水）下沉→接高下沉→清理基底→封底→填充和井蓋施工。4.1橋梁下部施工（二）沉井制作1.在淺水中或可能被水淹沒(méi)的旱地，應(yīng)筑島制作沉井；在旱地，可在整平夯實(shí)的地面上制作沉井：當(dāng)?shù)叵滤坏?、土壤較好時(shí)，可先開(kāi)挖基坑至地下水位以上適當(dāng)高程再制作沉井。制作沉井處的地面及島面承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)?shù)孛嬉韵碌能浫醯貙硬荒軡M足承載力要求時(shí)，應(yīng)采取換填、打砂樁、填筑反壓土體等加固措施。4.1橋梁下部施工（三）沉井下沉及接高1.在滲水量小的穩(wěn)定土層中下沉第一節(jié)沉井時(shí)，可采用排水開(kāi)挖下沉；易涌水翻砂的地層，應(yīng)采用機(jī)械抓土或吸泥等不排水下沉。當(dāng)下沉困難時(shí)，在結(jié)構(gòu)受力允許情況下，可采用高壓射水、降低井內(nèi)水位、增加壓重