高职院校桥梁基础施工教材

1、模块三 桥梁基础施工任务三 沉井基础施工 了解沉井基础施工工艺流程。 掌握沉井基础的现场施工程序。 能够进行沉井基础施工作业。某工程施工单位拟对某桥梁基础采用沉井基础进行施工，如图331所示，请根据桥梁沉井基础的施工方法和施工程序，对该桥梁基础编制施工工艺流程。图331 桥梁沉井基础一、 沉井基础施工程序沉井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术，其原理是：在地面上或地坑内，先制作开口的钢筋混凝土井室，待井室混凝土达到一定强度后，在井内挖土使土体逐渐降低，沉井井室依靠自重克服其与土壁之间的摩阻力，不断下沉直至设计标高，然后经就位校正后再进行封底处理。沉井的特点是基础埋深较大，整体性好，稳定

2、性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。此外，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，在深基础或地下结构中应用较为广泛。沉井施工主要包括：围堰筑岛及场地处理、沉井分节、填砂内模制作沉井刃脚、沉井立模与支撑、绑扎钢筋、基坑浇筑、拆模、养护、沉井接高和基底清理、封底处理等程序。其主要作业内容及要求见表3-3-1。表3-3-1 沉井基础施工程序序号施工程序主要作业内容要求1围堰筑岛及场地处理放样确定沉井的中心位置以及沉井的尺寸，根据水文地质条件采取不同的施工方法进行围堰筑岛及场地处理为使筑岛提高防

3、冲刷能力，应在筑岛外围填筑沙包。场地整平用振捣器振捣密实，以防在浇筑混凝土过程中发生不均匀沉陷2沉井分节沉井的分节设置应视下沉进度、开挖方法、土质性质、沉井的平面尺寸和沉井深度作全面分析而定。沉井下沉中，井顶高度（分节）应适合挖土起重机械工作的要求。对于土法设备，一般不宜高于5米。每节制作高度应符合施工方案要求，且第一节制作高度必须高于刃脚部分；井内设有底梁或支撑梁时应与刃脚部分整体浇捣。第一节沉井的最小高度，以在拆除垫木时沉井能抵抗纵向破裂为标准。沉井每次接高时各部位的轴线位置应一致、重合，及时做好沉降和位移监测；必要时应对刃脚地基承载力进行验算，并采取相应措施确保地基及结构的稳定。3填砂内

4、模制作沉井刃脚刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木砂垫层1100mm厚为中粗砂，砂的容量不小于16KN/m3C15素砼厚300mm，宽2350mm（2800mm）刃脚斜面模板采用18mm厚胶合板，当沉井开始沉降时拆除木模，凿除与清除刃脚下面砼垫层，在专人指挥下下降铺设垫层时应用水准仪抄平，使刃脚面处于同一水平面上，平面布置均匀对称。刃脚部分的外模，应能承受井壁混凝土的重力在刃脚斜面上产生的水平分力4沉井立模与支撑沉井填砂内模和模板制作好后开始立模板。沉井制作采用定型木模，在刃脚部位可采用木模，木模拼缝处均嵌海绵条以防漏浆，先立内模，待钢筋绑扎后再立外模。模板支立可搭设钢管架进行，该钢管架同时也

5、可作模板支撑沉井模板与支撑应具有足够的强度和较好的刚度5绑扎钢筋刃脚安装完毕后，即可开始绑扎钢筋，先在刃脚内画线定位，然后按定位的要求焊接刃脚锚筋，锚筋焊接好后再布设刃脚筋、内壁纵横钢筋、外壁纵横钢筋。钢筋的布设应严格按照图纸的尺寸和要求进行，在施工时不得随意调整钢筋位置内、外侧箍筋设置足够数量和厚度的保护层垫块。钢筋在现场加工成型，钢筋绑扎要牢固、稳定，绑扎时要严格控制钢筋间距，钢筋搭接长度等，钢筋长度不够时，应优先采用焊接钢筋搭接长度：双面焊不小于5d，绑扎时级钢筋不小于36d，在钢筋绑扎过程中，在预留洞处，应按加固图配置加固钢筋，并将切断净尽与加工固钢筋焊牢6基坑浇筑、拆模、养护完成混凝

6、土浇筑、拆模、养护等作业。沉井井壁分一次浇筑，浇筑时要分层对称进行，每层厚度在30cm左右，砼振捣采用插入式振捣器，振捣由专人负责，要避免漏振，砼浇筑后要及时进行浇水养护，必要时覆盖湿草袋混凝土强度等级等满足设计要求；养护期和养护条件满足规范要求。每次浇砼后，要按规范要求制作砼抗压，抗渗试块，并按规定进行强度试验7沉井接高第一节沉井顶面下沉至距地面还剩12m时，应停止挖土，接筑第二节沉井。接筑前应使第一节沉井位置正直，凿毛顶面，然后立模浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后再拆模继续挖土下沉。接高时底节顶面应高出地面0.5-1.0m，应在下沉偏差允许范围内接高。 当沉井底节在偏斜状态

7、时，严禁竖直向上接高，接高时各节的竖向中轴线应与下面的一节重合，外壁应竖直。 施工时应特别注意，接高的模板不可支撑在地面上。8基底清理、封底处理 沉井底部整平施工，同时完成井壁的清理与施工缝的处理工作。底板钢筋绑扎和底板混凝土浇捣、养护。沉井工程的质量检查与验收。沉井下到设计标高后，应进行基底清理以便封底。新老砼接触面应凿毛清洗，井内积水尽量排干并设置集中水井。封底工作由井壁四周向中央进行避免产生施工缝而造成渗漏现象。三、沉井基础施工工艺流程沉井基础施工工艺流程见图3-3-2。施工准备编制施工方案沉井纠偏资料整理浇底板砼绑扎底板钢筋浇素砼封底抛填块石报监理工程师审批挖土下沉

8、凿除刃脚砼养 护浇筑砼立外模绑扎钢筋立内模沉井垫层开挖基坑 测量放样 图3-3-2 沉井基础施工工艺流程一、沉井施工某公路大桥主桥采用三塔两跨悬索桥桥型,主跨为2×1080m，其中塔位于江中深泓区的边缘。从提高基础抗震性能和抗船撞能力、节约建设成本的角度出发,中塔选用沉井基础,其标准断面为58.00m×44.00m ,井口断面64.40m×50.40m ,被两纵三横隔墙分隔为12个井孔;沉井高76m,下部38m 为钢壳混凝土结构,上部38m为钢筋混凝土结构;沉井底标高-70.00m ,顶标高+6.00m。沉井结构示意图见图3-3-3 。图3-3-3 沉井结构示意图

9、二、沉井总体施工方案概述钢壳混凝土沉井钢壳在工厂分节分块制作,首节钢壳沉井高8m ,在船台上拼焊完成后,通过滑道法下水,并浮运至桥位附近的临时码头；分节接高钢壳至38m ,再整体浮运至墩位,利用定位系统精确定位并着床下沉；待达到一定埋置深度后浇筑钢壳夹壁混凝土,然后进行沉井吸泥下沉和混凝土沉井接高的交替作业；至沉井下沉至设计标高后,进行清基和封底。三、底节钢沉井制造、安装钢沉井分为9类43个块段。每个块段又分为外侧板、内侧板、水平桁架、隔舱板以及刃脚等片单元，整个沉井共划分为1372个片单元件。每个片单元件在专业钢结构工厂生产车间制造，再将片单元件运至施工现场组拼成单个块段件，然后根据拼装顺序

10、依次进行拼装，焊接对接缝。钢沉井制作工序分为片单元制作、块段拼装、钢沉井块段运输、现场总拼接、焊接等工序。四、钢沉井混凝土填充钢壳拼装完成后进行混凝土填充作业，一次性分层填充，并预埋第二节沉井的井壁N8、N20钢筋。混凝土总量为7029m ，混凝土汽车泵布料，插入式振捣棒振捣。1.混凝土填充方案混凝土浇筑时布置4台混凝土汽车泵，为防止沉井在浇筑过程中倾斜，沉井混凝土需分舱对称浇筑。浇筑顺序为：由中间向四周，先隔墙后井壁，对称浇筑。确保对沉井均衡加载，确保结构平稳、安全。2.混凝土供应及施工混凝土由混凝土工厂供应，其理论浇筑量240m/h，实际按120 m/h考虑混凝土采用1节一次性浇筑。混凝土

11、浇筑时采用4台泵车布料，分层平铺进行施工，每层铺筑厚度不超过30cm。整个井壁混凝土浇筑工程，要求每铺一层的时间小于混凝土的初凝时间。为保证填充混凝土的质量，在施工时采取以下措施。(1)混凝土在施工前应试拌、试验，选择合适的混凝土配合比。(2)合理选择混凝土原材料，材料必须符合设计、规范要求，确保在浇筑过程中不离析、不泌水，具有良好的和易性。(3)混凝土技术要求。混凝土初始坍落度：1820cm；初始扩展度：50cm；混凝土2h坍落度：1618cm；2h扩展度：4050cm。混凝土初凝时间：1520h。(4)混凝土振捣要均匀，严格执行振捣工艺，不欠振、漏振和过振。(5)严格控制每一层的浇筑厚度，

12、杜绝集中下料致使混凝土堆集在一处，造成漏振。(6)采用减速漏斗、串筒下料，避免混凝土离析。五、混凝土沉井接高施工1.混凝土沉井接高方案锚碇沉井分三阶段制作，3次下沉。第一阶段沉井制作至18m，排水下沉至一13.0m；第二阶段沉井制作至28m，排水下沉至一23.0m；第三阶段沉井制作至41m，不排水下沉至39.0m。接高、下沉工序交替进行，直至沉井下沉至设计高程位置。混凝土沉井接高方量约30713m，灌注混凝土的数量大，灌注混凝土次数多，混凝土布料范围广。2.起重设备配备沉井外侧垂直于长边方向布置2台ST6023移动塔吊，用于吊装钢筋，模板等材料设备。塔吊吊重能力满足最大吊距时，安装拆卸模板的需

13、要。在模板安装拆除时，另外增加一台25t汽车吊和一台50t履带吊配合，以加快作业进度。沉井接高时，塔吊前移至沉井边缘10m 位置进行吊装作业，沉井下沉时，塔吊后撤远离沉井边缘40m位置，以防下沉时沉井边缘突然翻砂、塌陷危及塔吊安全。3.钢筋、模板施工（1）钢筋施工钢筋混凝土井壁高度33m，为提高施工效率，加快施工进度，采用整体钢翻模接高，由塔吊提升模板，钢筋采用车间成型、现场绑扎施工组织方式。 （2）模板施工沉井模板采用大面积钢翻模，按3×1.25m高度配置，采用对拉拉杆固定。工作原理为施工时先立第1、第2节，混凝土接高2.5m，再立第3节，拆除第1节置于第3节上面，留下第2节作为下

14、倒模，再接高2.5m。依次类推，每次都将最顶节模板不拆，作为下一次接高的下倒模施工往上翻。（3）模板施工注意事项模板的安装应遵循先内后外，先内隔墙，后外井壁的原则进行；断面尺寸及轴线误差严格控制在规范允许的范围内；如果沉井出现倾斜现象，在沉井接高时，为保证沉井井壁、隔墙的平顺连接，模板的安装要求考虑到倾角矫正，倾角与下面节段保持一致。七、基底清理、封底处理1.沉井下沉到离设计标高以上20cm后，将井底土层稍加平整,清除淤泥，使中间稍底于四周，形成锅底。（1）新老砼接触面应凿毛清洗，井内积水尽量排干并设置集中水井。封底前首先用大块石将刃脚下垫实,然后在井内封底砼垫层下用40CM厚M5浆砌块石，经

15、观测累计量8小时下沉量不大于10mm时,即进行砼封底。该工作由井壁四周向中央进行，分格、逐段、对称，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象。 （2）C15混凝土垫层封底，C15砼封底的表面应平整，在强度达到设计强度30%以上时允许在上面绑扎底板钢筋，钢筋绑扎经检验合格后方可浇筑底板砼。（3）浇筑砼底板的同时集水井不得填没，排水工作继续进行,以保证砼在终凝前不浸水，C30钢筋混凝土底板表面应平整，达到设计标高，整个底板不得有渗漏现象，有渗漏要采取措施处理。当底板钢筋砼达到设计强度时方可停止抽水封填集水井。2.沉井下沉在离设计标高为0.8m时，应停止取土,观察12小时。待其稳定后，再取土。且每

16、次挖土的深度应在20cm左右，应先挖刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。八、沉井基础质量标准要求沉井基础质量标准要求见表3-3-2表3-3-2 沉井基础质量标准要求 项目次序检查项目项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1 混凝土强度满足设计要求（下沉前必须达到70%设计强度）查试件记录或抽样送检2封底前沉井的下沉稳定mm/8h<10水准仪3封底结束后的位置：刃交平均标高：四角中任意两脚的底面高差：mm<100<1%H<1水准仪经纬仪水准仪一般项目1钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料查符合设计要求查

17、出厂质保书或抽样送检2结构体外观无空洞、无蜂窝、无裂缝、不露筋直观3平面尺寸：长和宽曲线部分半径两对角线查预埋件%mm±0.5±0.51.020用钢尺量用钢尺量用钢尺量用钢尺量4下沉过程中的偏差高差%1.5-2.0水准仪平面轴线<1.5%H经纬仪5封底混凝土塌落度cm18-22塌落度测定仪浮式沉井：在深水地区筑岛有困难或不经济或有碍通航,当河流流速不大时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。浮式沉井施工注意事项：1.在深水处，采用浮式沉井施工时，有关沉井下水、浮运及悬浮状态下接高、下沉等，必须加以严密控制：1)各类浮式沉井在下水前，应对各

18、节浮式沉井进行水密性试验，合格后方可下水；2)浮式沉井下水前，应制定下水方案。采用起吊下水时，应对起重设备进行检查。在河岸有适合坡度，采用滑称、牵引等方法下水时，必须严防倾覆；3)浮式沉井，必须对浮运、就位和落河床时的稳定性，进行检查；2.浮式沉井，定位落河床前， 应考虑潮水涨落的影响，对所有锚碇设备进行检查和调整，使沉井安全准确落位；3.浮式沉井落河床后，应尽快下沉，并使沉井达到保持稳定的深度；随时观察沉井的倾斜、移位及河床冲刷情况；4.浮式沉井，在船上或支架平台上制作时，对船舶或支架平台的承载力应进行验算；一、 填空题1、沉井施工主要包括：、填砂内模制作沉井刃脚、沉井接高和基底清理、封底处

19、理等程序。2、沉井基础质量标准要求主控项目包括：、和。二、简答题1、简述沉井基础的特点。2、简述沉井的施工包括哪些工序，每个工序中应注意什么问题?3、简述沉井基础的施工工艺流程。模块三 桥梁基础施工任务四 明挖基础施工 熟悉明挖基础的现场施工程序。 了解明挖基础施工工艺流程。 能够进行明挖基础施工作业。某工程施工单位拟对某桥梁基础采用明挖基础施工，如图341所示。请根据明挖基础的施工方法和施工程序，对该基础编制施工工艺流程。图341 桥梁明挖基础一、 明挖基础施工程序明挖施工主要包括：施工放样、基坑开挖、基坑尺寸确定、坑壁支撑、排水和地基检验等程序。其主要作业内容及要求见表3-4-1。表3-4

20、-1 明挖基础施工程序序号施工程序主要作业内容要求1施工放样准确标划基坑位置轮廓线，为基坑开挖做好准备平面位置准确、方向正确、高程控制满足设计要求2基坑开挖基坑开挖采用机械开挖和人工开挖相配合开挖岩石施工时，应采用人工开挖和小药量爆破开挖，以保证不破坏基岩的完整性，且尽量避免超挖，同时采取适当的防护措施3基坑尺寸确定当基坑为渗水的土质基底，坑底尺寸应根据排水要求和基础模板设计所需基坑大小而定在开挖基坑之前，首先应根据有关规范、规程和具体现场的地质水文情况确定开挖尺寸4坑壁支撑和排水当基坑深度较大，放坡开挖土方量较大，土质无法保持稳定时，采取适当的支撑。明挖基础如有较多渗水时，考虑在坑底周围设排

21、水沟和汇水井支撑必须牢固可靠，确保安全施工；基坑排水采取在基坑四周设排水沟及集水坑，采用水泵抽水，并由专人负责排除基坑积水，严禁积水浸泡基坑5基坑检验基底平面位置、尺寸、基底高程是否符合设计要求；基底地质情况和承载力是否符合设计要求；基底处理和排水情况是否符合有关规定经监理工程师和设计单位人员核实地质后，符合设计要求后方可进行下道工序施工，否则应按设计图纸及监理工程师要求进行基底处理二、明挖基础施工机具准备明挖基础施工配备的机具设备见下表3-4-2:表3-4-2 明挖基础施工机具设备序号机具名称机具介绍1电焊机利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结

22、合的目的2钢筋切割机切割时使用切刀的中下部位，紧握钢筋对准刃口达到钢筋切割机目的。3钢筋弯曲机作业时，将钢筋需弯的一头插在转盘固定备有的间隙内，另一端紧靠机身固定并用手压紧，检查机身固定，确实安在挡住钢筋的一侧方可开动4插入式振动棒用混凝土拌合机拌和好的混凝土浇筑构件时，必须排除其中气泡，进行捣固，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量。振动棒是机械化捣实混凝土的一种机具5钢模板钢模板又称（免拆模板网）可替代木模板，显著地减少了通常与木材、胶合板、或钢板等传统封模板对混凝土压力中的孔隙水压力及气泡的排除；钢模板（免拆模板网）结构混凝土浇注成形后，形成了

23、一个理想的粗糙界面6支撑建筑术语是指用来撑顶住模板的支撑系统，支撑材质钢管规格不得小于48×33.5m的钢管，无严重锈蚀、裂纹、变形，钢管、扣件应有材质质保书或进场检验合格证明7混凝土抗压试模一种专供建筑施工部门制作混凝土立方试块，以测定混凝土的抗压强度的设备8空压机将原动（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置9挖掘机挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械10自卸车自卸车在土木工程中经常与挖掘机、装载机、带式输送机等工程机械联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、散料的装卸运输工作三、明

24、挖基础施工工艺明挖扩大基础施工工艺流程框图见图3-4-2施工放样基坑开挖设计单位确认地质基底检验施工防护降水排水基底处理支立模板钢筋制作加工钢筋绑扎成型试件制作并制作同条件养生试件砼制备砼浇筑砼养生基坑回填图3-4-2 明挖基础施工工艺流程框图一、明挖基础施工流程1定位放样根据地质情况定出放坡率，根据基础尺寸、深度、渗水情况确定基坑开挖尺寸。根据确定的基坑开挖尺寸对基坑四角进行放样。开挖置于岩石中的扩大基础，底层基础混凝土满灌，其他情况下，为便于立模、挖排水沟和汇水井，每边加宽0.5m1.0m。2基坑开挖（1）开挖方法1）基坑开挖采用机械开挖和人工开挖相配合。开挖岩石施工时，应采用人工开挖和小

25、药量爆破开挖，以保证不破坏基岩的完整性，且尽量避免超挖，同时采取适当的防护措施。2）挖掘机可以在基坑内或基坑边缘作业，直接把弃土装车运走。开挖基坑土方尽可能的远离基坑边缘，以免塌方和影响施工。3）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2030cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。同时保证基底应符合设计要求的嵌岩深度。4）坚决避免超挖。如超挖，应将松动部分清除，其处理方案应报监理、设计单位批准。挖至标高的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力，符合要求后，应立即进行基础施工。（2）放坡开挖用经纬仪测出基础纵、横中心线，根据选择

26、的基坑坡率，放出上口开挖边线桩。当在天然土层上开挖基坑，基坑深度在5米以内，施工期较短，基坑底在地下水位以上，土的湿度接近最佳含水量，土层构造均匀时，基坑坡度可采用下表3-4-3。表3-4-3 基坑坑壁坡度坑壁土类坑壁坡度基坑顶缘无载重基坑顶缘有静载基坑顶缘由动载砂类土1111.2511.5碎石类土10.751111.25粉质土、粘土10.3310.510.75极软岩、软岩10.2510.3310.67软软岩1010.110.25极硬岩、硬岩101010注：坑壁有不同土层时，基坑坑壁坡度可分层选用，并酌设平台；在山坡上开挖基坑，当地质不良时，应防止滑坍；在现有建筑物旁开挖基坑时，应符合设计文件

27、的要求；如土的湿度有可能使坑壁不稳定而引起坍塌时，基坑坑壁坡度应缓于该湿度下的天然坡度。当基坑深度大于5米时，应将基坑坡度适当放缓或加设平台。3基坑尺寸确定基坑尺寸应满足施工要求。当基坑为渗水的土质基底，坑底尺寸应根据排水要求(包括排水沟、集水井、排水管网等)和基础模板设计所需基坑大小而定。基坑的平面尺寸可适当增加80100，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。无水土质基坑地面，宜按照基础设计平面尺寸每边放宽不小于50。4坑壁支撑和排水当基坑深度较大，放坡开挖土方量较大，土质无法保持稳定时，采取适当的支撑。明挖基础如有较多渗水时，考虑在坑底周围设排水沟和汇水井，利用水泵排除坑外。5地基检验基坑

28、开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖要距离基坑底面往上2030，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实，经监理工程师和设计单位人员核实地质后，符合设计要求后方可进行下道工序施工，否则应按设计图纸及监理工程师要求进行基底处理。6基础钢筋绑扎和支模（1）基础钢筋绑扎基础钢筋在钢筋加工厂弯曲制作成半成品，在现场绑扎成型，垫块使用和设计标号相同的砼块，垫块尺寸符合钢筋保护层厚度设计要求。（2）模板和支撑1）按照基础尺寸放出模板边线，模板采用钢模，其结构及部位尺寸符合规范要求，模板及模板支撑必须要具有足够的刚度、强度和稳定性，能承受浇注混凝土的侧压力，并保证基础尺寸的正确。2）模版安装应稳固可靠，

29、接缝严密不漏浆，模版和混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂，模版内的积水和杂物应清理干净。3）混凝土浇注前应对基础平面位置、尺寸、底面及顶面高程和基底地质条件等进行检查并形成记录。7混凝土拌和、运输、浇筑混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。混凝土的运输应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的要求，使浇筑工作不间断。混凝土浇筑应连续进行，当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实，振捣采用插入式振捣器垂直点阵。8基坑回填基础混凝土施工完成并达到规定强度后，按设计要求的填料和质量及时回填，并应分层夯实。9养生混凝土的养护采用自然养护，混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制。10.混凝土拆模混凝土拆模时的强度应符合设计要求。拆模后的混凝土结构应在混凝土达到100%的设计强度后。11.混凝土缺陷处理（1）混凝土拆模后，如表面有粗糙、不