桥涵下部结构(墩台身和基础)施工ppt

1、 第一讲：桥涵下部结构施工 桥梁下部结构总的来说是指墩台身以下的部分，而基础以下则属通常所说的隐蔽工程，下部结构在整个工程质量中起到至为关键的作用，是上部结构承载的主体，为何如此说：例如提篮拱、斜拉索桥、悬索桥的一部分荷载就是通过拱体、拉索传递到支座、塔座上的；所以按照常规说法，下部结构施工主要讲述墩台身和基础施工。1.1基础施工：桥涵的基础按照目前分类主要有：扩大刚性基础、桩基、沉井、管柱、地下连续墙等；我们常用的是刚性扩大基础、桩基、沉井；1.1.1刚性扩大基础要求基底土质较好，基础埋藏浅，地下水位低，地基承载力在150kpa以上，一般用于建筑和不重要的公路墩台施工，铁路小桥涵也大量采用，

2、这种基础实际上就是在地表挖基坑后再安装模板（部分基础有钢筋），最后浇筑混凝土，靠这个扩大基础来传递上部荷载到基底，这种基础优点是方便施工、结构物重心低，抗侧向倾覆性好，技术含量低，所需工期短，深受施工单位欢迎。而缺点也是显而易见的：混凝土和钢筋使用量都很大，施工单位唯一必须有所准备的是：大体积混凝土的来源，如果夏季浇筑还需考虑水化热降温措施！至于开挖办法：主要是机械和人工辅助，对于地下水较浅地段，则需开挖后设土袋或板桩围堰，必要时在模板周边设排水沟、积水井，用潜水泵抽排积水，个别情况严重地段要设井点降水；对于后面讲到的钻孔桩承台施工也同此办理，不同之处在于刚性的混凝土体传递的荷载大部分传递给了

3、桩基础；而其施工有水基坑的经验甚至可以借鉴到沉井基础的封底。基坑开挖:基坑开挖时四周坑壁需要放坡，土质不好的坑壁应采取打入工字钢、钢板桩或其它加固防护措施，浅基坑也可以用草袋装土码护！机械开挖到基底2050cm时最好改为人工清理，防止对基底承载力造成破坏和扰动，当然，进行小量换填和夯实、浇筑垫层等方法施工则不受此严格限制，现场灵活掌握。基坑底面长宽应放大约1米左右，一方面方便模板安装和拆卸、另一方面有水基坑可以在四周设排水沟阻水，集中到基水井抽排。1.1.2桩基础：顾名思义，就是在土层中形成单根或多根刚性竖向条状构件，来承受上部传递的荷载，使之进一步传递给大地土体！按受力讲分为端承桩和摩擦桩，

4、摩擦桩靠土体对桩身摩阻力起作用，端承桩靠桩底嵌入基岩传递荷载又叫嵌岩桩；按照施工方法讲分为打入桩和孔桩，打入桩是将预制好的刚性条状体用机械、物理力学工艺打入地下成为受力体；孔桩是通过人工或机械在地表至地层深处形成圆孔，在孔内放入钢筋骨架浇筑混凝土成桩的方法。当然在地表至地下深处形成一个大孔如不采取措施一般会造成塌孔，这就是我们要讲到的重点：孔桩施工：人工挖孔桩施工：对于桩身较浅、地层大部为土质、地下水不丰富的地方是可以大量使用这种施工方法的，这种方法每个工作面仅需2人，机械仅一台简易绞车，挖桩员携带小镐、工兵铲即可作业。现场控制为：井口适当加高1020cm，防止落土和物件、井下照明用35v以下

5、安全电压、每次下井先用蜡烛在下探路防煤气瓦斯、下井人员腰部始终系安全绳头戴安全帽、现场配备空压机或鼓风机等送风设备定时向深井补风、层层做好衬砌护圈、井上人员定期检查提篮索扣和钢绳，不合格时坚决更换。有水井底要定时用小型潜水泵抽水，抽水时井下人员离开水面爬到上层井围暂避防漏电！当然潜水泵电源必须设漏保。所以组合人员最好是亲属。最适合我国西北黄土高原一带。机械钻孔：机械钻孔常见的是冲击钻成孔、回旋钻机成孔、潜孔钻机成孔、旋挖钻机成孔、冲抓成孔，这些成孔方式的护孔措施都是采用泥浆护壁。施工方法大同小异，主要是掏挖孔底的土石方法不同，当然需要根据地层土质情况灵活选用，对于有噪音污染限制的居民区应选配噪

6、音较小的成孔机械。这里仅就回旋钻机成孔作讲述。回旋钻机成孔根据泥浆和钻渣排除孔外的方式又分为正循环和反循环；是利用钻杆带动钻头回转切削孔底，岩土与泥浆搅拌后通过泥浆的运动带出钻渣的成孔方式；也有称为回转法成孔；正循环时泥浆通过钻杆进入孔底，钻渣被泥浆托举顺孔口流出；沉淀后被循环利用；这也因此造成钻渣必须被切削的充分粉碎才能随泥浆流出孔口，所以糊钻卡钻较常发生，成孔速度较慢，但因其所需设备简单、钻机小、设备故障少、可倾斜钻孔等灵活特点，对于填土层、淤泥层、其他软质土层成孔时还经常用到。由于泥浆被动挤压孔壁，不宜坍孔。反循环与正循环泥浆流动方式相反，是通过钻杆将孔底泥浆和钻渣抽出孔外，沉淀好的泥浆

7、通过护筒预留口流回孔内循环的过程，由于钻杆主动抽吸钻渣，对于较大块径的碎石泥块都可直接被吸出，大大加快了成孔速度，采用不同的钻头甚至可在岩层中钻进，但容易造成扩孔和塌孔；适合于砂土层和软岩层，但不适合湿陷性黄土和大粒径卵石层。其他如冲击钻成孔、冲抓成孔、旋挖钻成孔等都采用泥浆护壁，在钻锤和冲抓进尺达到一定深度时，要求置换泥浆，置换方法也是将泥浆抽进孔内或抽出孔外，使孔内泥浆在孔外沉淀后再进入孔内。方法如正反循环，都是采用泥浆护壁的原理。护筒用钢板卷好成筒状，顶部50cm处预留一凹槽作泥浆出入通道，然后人工挖孔到护筒埋设深度后将护筒放入，周边用土夯实；旱地也可直接用砖砌筑和用混凝土浇注护壁作为护

8、筒。淤泥地带将护筒定好位后加压沉入或打入需要深度！当混凝土浇筑到设计标高后立即用吊车将护筒平稳垂直向上拔出！对于深水围堰内钻孔，护筒不能立即拔出，必需待混凝土凝固，甚至全部墩台桩基施工完成后抽出堰内积水后用割枪割开焊缝拆除，打入河床底的部分可能就废掉了。钻孔时，孔内水位要高出护筒底脚不少于0.5米或地下水位1.5米以上，冲击钻取渣和停钻间隙需不断向孔内补充泥浆，因故停钻时要将钻头提离开孔底5米以上，防止泥浆沉淀埋钻。钻孔过程中详细记录进尺情况，出渣土样、孔深等并作出土层分析。冲击钻的钢绳强度要足够，定期检查，储备安全系数不小于12的同向捻制、优质柔软、无死弯无断丝钢绳；开钻时应采用小冲程开孔，

9、正常后应勤松绳，适量松绳，不打空锤、勤抽渣，连续冲击6小时必须提钻检查修补钻头、检查钢绳磨损情况，对钻机离合器等部位进行一次简单保养。孔桩的混凝土浇筑：是利用导管下送混凝土，因为混凝土密度比泥浆大，从而混凝土在桩底慢慢上涨，同时托举泥浆流出孔外完全被混凝土置换的原理。确保导管任何接头都密封良好不漏水漏气，第一次钻孔前应做导管水密试验；灌注时必须保证第一罐混凝土埋住导管底口1米以上，然后浇注过程根据混凝土上涨的速度逐节拆卸导管，始终保证管口埋在混凝土面下28米；当混凝土坍落度和其它原因造成导管内混凝土不下落时，一定不可过于慌张，可适当提升导管或使导管上下抖动。同时要探明孔内混凝土面高程从而确定导

10、管埋深。所以一旦开始灌桩，必须保证混凝土连续供应，确有原因耽误也不能超过1小时以上。如果导管在灌注过程中突然开始出现水声或看的见泥水从管内向上升起，那说明导管密封性不好或拔管过快导致管口已脱离混凝土面！处置办法唯一就是迅速拔起全部导管，取出清洗后再重新安装，将已灌混凝土面作临时孔底，使导管伸到现有混凝土面略下入2040cm，然后浇注12米高混凝土封住管口，再将导管下落12米，使导管埋入下层混凝土中，然后按正常灌注，但始终应将二次封口的那12米混凝土作为废料，不计入桩长！同一敦台的群桩施工无论采用何种成孔方式都应按照梅花形顺序跳钻施工，严禁相邻桩顺序施工！实在避不开时必需待前桩混凝土浇筑完毕不少

11、于24小时或待混凝土强度达到2.5MPa后方可开钻，以免扰动混凝土或导致邻孔孔壁坍塌（针对旋挖钻，先后挖好2个以上孔后一起下钢筋笼再浇筑混凝土）。质量控制:1成桩孔径需不小于设计值,方法是成桩后吊放探笼!2对于粘土和淤泥质土,如果施工时周边有堆载,应防止缩孔,如果产生,只好钻机重新就位扫孔!对于扩孔则既成事实就无法弥补了,如果扩得厉害可以回填重钻!所以控制泥浆比重很重要!但还要在开钻前设计好钻孔平台与护筒泥浆池三者之间的标高关系,确保护筒内水头压力对护壁有反压力,防止地下水反渗造成孔壁侵蚀性坍塌!3及时测控桩底标高,成孔后及时报检,下钢筋笼浇灌混凝土!混凝土上升过程中拔管速度始终保证管口埋深在

12、2米以上,所以要用测绳和探锤在每次拔管时检测。也可根据混凝土量计算。4首罐混凝土的储备量计算原理是：剪断管口堵球吊线或活门打开后，混凝土一次性冲入孔底需要埋住管口1米以上,而水头压力作用下导管内会有相应高度存量混凝土,所以混凝土储备量为孔底至埋管深度的量加上导管存量!5混凝土灌注开始后要保持混凝土供应的连续,中断时间不可太长!混凝土需要有良好坍落度,否则很容易堵管。出现混凝土不下时，可能是埋管太深，可以适当上提或抖动导管，如果属于停止时间太长，用这种方法无法解决时，也不能太惊慌，盲目无节制上提导管，当导管上提到埋深小于1米时决不能再提。但特殊情况导管埋深不宜大于8米，否则很易出现导管提不动的情

13、况。6混凝土到顶后的超灌问题：超灌0.51米，保证桩头质量。最好超灌桩径的1.2倍以上。1.2墩台身施工：墩台身施工主要注意模板拼接缝的处理、模板表面涂刷脱模剂前要清洁干净、脱模剂要用新机油和柴油掺配，也可购置上海等厂家生产的专用脱模漆、乳化脱模剂。墩身模板安装好后要仔细检查拉杆、螺栓的配备情况，特别是竖缝的螺栓必须配足，防止混凝土浇筑过快导致下部压强太大而爆模。对于承台施工，现在都倡导大块整体钢模板，应注意边长过大时中部需设23处对拉杆，一方面防跑模，一方面也保护了模板不受力过大损坏。承台顶部的预埋钢筋位置要校核准确并焊牢。1.3水中墩台的基础施工：水中墩台对于浅水区主要采取围堰筑岛的方案，

14、以我公司承建京杭运河两个主墩为例，用土石筑岛超过1米后很容易造成边坡失稳，岛舌也会延出河道较远，对航道不利，也浪费土石方，河流和行船的浪涌会对边坡土石淘涮使边坡进一步失稳；而单纯用钢板桩围堰，一是成本太高，二是靠河心一侧需用驳船打桩，运河行船密度太大也不安全；经综合考虑后我们提出了外围采用型钢和草袋结合围堰，中心填土筑岛钻孔灌桩，打钢板桩开挖施工承台的方案，该方案基本不占用航道，对河流污染几乎没有！也大大节省了施工投入，方便了施工，很快得到了河道管理部门的认可。见下图：钢筋焊接：搭接焊时，起弧应从端头起，焊完收弧也应向端头靠，以免烧伤主筋钢筋搭接长度可比规范增加12cm；对焊钢筋要对齐，烧透后

15、再加力融接，用力要适当，初始融合时开关仍然闭合12秒继续加温到紫红色再松开按钮，同步加力融合墩粗；不同直径用力不一样，否则容易将细钢筋压弯错头！焊好的钢筋接头抬到铁砧上用锤趁热打掉毛刺，可以进一步促进融接质量并修正弯曲和错头。但红热的接头不可以被雨淋或放入水中防止淬火；冬季有冻害时焊完后要放在砂盘内保温慢慢冷却。对支座预埋件等的焊接为防止变形，需要对焊条和钢板进行加热后施焊，先点焊，再从中间向四周加密焊缝，最后满焊。对于深水航道和江海中的墩台施工，采取的办法一般是由潜水员将制作好的承台底托板安装在混凝土桩上，预留80cm以上封底空间，用驳船将做好的钢套箱运到平台处，精确对中后搁在平台上，浇筑水

16、下混凝土进行封底，然后抽出套箱内的水，在箱内浇筑承台和墩身。京杭运河主墩双壁围堰图第二讲：桥梁施工桥梁的施工主要可分为预制架设和支架现浇两种，而桥梁是上部荷载的受体，上部荷载必须通过桥梁转化成竖向集中荷载传递到墩台上；而桥梁自身的受力可以简化成弯矩和剪力；剪力是容易克服的，主要研究各种复杂力叠加产生的弯矩，而弯矩会造成桥梁上部混凝土受压，下部混凝土受拉开裂，即使配置钢筋，混凝土开裂后空气和水分会很快腐蚀混凝土内的钢筋，从而减少结构寿命；桥梁施加预应力后可以有效抵消一部分弯矩，延迟混凝土开裂的荷载量。2.1预应力施工原理：混凝土的抗压强度随着科技的发展可以进一步提高，一些纤维混凝土的强度已经达到

17、c90，如果把混凝土比作一张弓，则预应力就是这把弓的弦，将这把弓做的足够大，弦也足够强，在弓背上施加一定的压力，弓是不会被压垮的！拱桥也是这个原理，不同处在于它的弦被两侧的拱座和土压力替代了，所以雄伟的赵州桥能屹立两千余年仍然正常使用。一般意义上讲的预应力都是靠钢筋和钢绞线提前产生一定的拉力后被锚固或被混凝土握裹住，从而提前对混凝土下部产生压力，抵消一部分上部荷载产生的拉力，从而推迟混凝土开裂，加大桥梁的承载能力。2.2预应力按照施加形式分为先张法和后张法两种；后张法又分为有粘结和无粘接、体内和体外预应力等多种；所谓先张法就是在一个钢性台座上对钢筋和钢丝、钢绞线等在其弹性范围内进行拉伸，然后浇

18、筑混凝土，待混凝土达到强度后释放这部分拉力，这个拉力就被永久的固化在了混凝土构件中，它会造成构件自动轻微起拱！后张法就是在浇筑混凝土构件时，在构件本体内预留相应孔道和锚垫板，待混凝土强度合格后从两端锚垫板和孔道内穿入预应力钢丝或钢绞线，安装相应配套锚具后用千斤顶拉伸钢绞线，施加预应力后将夹具锁紧，预应力也被固定在了构件体内！由于锚夹具和预应力钢材都属于高碳钢产品，很容易锈蚀，所以必须在穿了预应力钢材的孔道内压入油脂、水泥浆等防止钢绞线锈蚀，也使预应力材料与梁体结合紧密，传力分布均匀。因此一般采用水泥浆压注孔道！经过近些年对后张法桥梁的破坏研究，发现很多提前被破坏的桥梁都是由于预应力失效造成，究

19、其原因：大家都知道，如果纯粹压水，只要能穿钢绞线的孔道，水肯定可以被压通，而改为水泥浆后就不同了：水泥浆在孔道内被压力迫使向前流动过程中，由于孔壁和钢绞线的吸附作用，会造成一种假离析现象：水灰分离！水先渗透进小空隙中水泥浆会变得越来越稠从而慢慢堵塞狭窄的通道造成堵管！此其一，其二：水泥浆即使压注满了，在硬化过程中会产生收缩，从而在管壁上部形成空腔，这部分空腔内可能是水，也可能是空气，从而暴露出这个部位的钢绞线，过不了多几年，钢绞线就在此处锈断失效！所以压浆施工队伍希望水泥浆越稀越好！而从质量控制角度出发越稠越好！可是稠了就会堵管！堵管后果更严重！所以一定要严格设计压浆水泥浆配合比，并监控其流动

20、度，按照设计配置的就是最好的了！另外很多设计上提到了真空压浆工艺，严格讲是真空辅助压浆工艺，原理如同使重物上坡，前拉后推！这里的前拉就是在水泥浆前进方设置真空机抽出孔道内空气，压浆端正常按程序压注，这样即使流动度较小的水泥浆也能顺利被压通，因为真空吸力也正好克服了单纯压浆时浆体越前进越稠的问题，所以大大降低了堵管几率。所以真空辅助压浆工艺是值得推广的“好工艺”！既利施工又利质量！当然施工机具多了也烦琐！对于场制梁是不错！2.3预应力孔道的留置注意事项：预应力孔道在施工时的留置是为后续预应力施工作的准备，不仅要按照设计位置进行控制，还要注意施工时防止粗大钢筋扭压管道、防止工人用力敲打撬动而使管道

21、变形、防止电焊火花灼穿使孔道漏浆、防止接头不良脱扣漏浆、过长管路：超过40米以上时，应每隔20米左右在孔道的最低点或最高点设置排气孔、对于铁皮波纹管最好在孔道内穿入一根略细的硬塑料管作保护，混凝土浇筑完后抽出。2.4预应力张拉注意事项：钢绞线计算伸长量少于2cm时，工具锚安装前要将千斤顶空载伸出30mm以上，以方便千斤顶拆卸，这种情况有三种：1分级张拉时2钢绞线太短时3补张或退顶卸载时。其他注意事项是：操作人员不可以打手机、看小说、聊天等与此无关分神事件、不得踩踏托拽油管、不得将限位板装反、不得让千斤顶超负荷运转、不得使出顶过长还冒险补张、张拉时人员不可站在顶前、漏油不可用、不可敲击内缸体、锁

22、好的夹片有错台时不可再用锤敲击。2.5桥梁的形式：铁路桥梁一般分为T型梁和箱型梁,前者一般依靠预制，长度大都小于40m ，预制好后用架桥机架设；箱型梁一般为24米跨和32米跨、40米跨等几种，可以工厂化预制生产后架设，也可以用移动模架和支架法现浇。工厂化预制生产可以有效保证产品质量，节约成本、缩短工期。工厂化预制的台座设计数量用总量除以有效施工天数，得出每天的日产量，再用日产量乘以每个台座周转天数，即可得出该预制厂需要设置的底模数量。同样也可以计算出侧模和内模的数量。铁路预制梁产品从2000年开始实行生产许可证制度，所建立的厂（场）在试生产前都要向企业所在质量技术监督部门申请生产许可证，并向全

23、国产品质量检测中心申请许可证认证，在认证审核小组进驻前可以先行试生产10%的产品，但这些产品上不允许出现合格标示，可以打上试生产标记，质量安全标记也不允许使用！通过许可证认证的产品全部打上唯一标识的桥牌，注明编号、生产厂家和生产日期、梁型等。2.6连续梁的施工：这里所说的连续梁是指悬臂现浇的连续梁，一般为箱型，采用挂篮逐节悬臂浇筑，最后与主墩一道变成一个T型结构，T构之间的合龙叫主跨合龙，两侧与墩顶直线段的合龙叫边跨合龙；为了保证在逐节浇筑延伸过程中的稳定，主墩两侧在0#段施工时设立对称不少于4根临时支墩，起拉撑主梁的作用，这时的主梁与临时支墩之间如同直接架设在上面，而又与临时支墩连在一起，如果一端稍出现偏重，梁体也不至于向另一端翘起失稳，这就属于多出了约束条件，属超静定结构；等两个主跨合龙完成后去除临时支墩，整个结构