桥梁基础施工

简述桥梁基础施工延吉大桥：孙少帅

之桩基础工程主要内容第一章进场设备简介第二章桩基础的介绍和设计第三章桩基础的施工第四章桩基础施工中应注意的事项第一章进场设备简介

机械设备技术设备第二章桩基础的介绍和设计

桩基础的特点：（1）承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀。（2）在深水河道中施工要比其他基础形式简便。（3）与其他深基础形式相比耗用材料少。（4）具有较好的适应性。桩基础的使用条件（1）荷载较大，地基上部土层较软，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时。（2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不宜计算正确，如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时。（3）当地基计算沉降过大或结构物不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩性）土层，将荷载传到较坚实（地压缩性）土层，减少结构物沉降并使沉降较均匀。（4）当施工水位或地下水位较高时，采用桩基础可以减少施工困难。（5）在地震区可液化地基中，采用桩基础穿越可液化土层，可消除或减轻地震对结构物的危害，增加结构物的抗震能力。桩基础的设计延吉大桥工程的地质结构主要是碎石土砂砾层和泥质粉砂岩构成，采用的施工方法为冲击钻孔和灌注桩施工。优点：冲击钻孔适用于含有漂石、大块石的土层及岩层，也能适用于其他土层。成孔深度一般不宜超过50m。钻孔灌注桩的施工设备简单，操作方便。它适用于各种黏性土、砂性土及碎、卵石类土和岩层。混凝土：采用标号为40号设计直径：桩身直径为1.5m、1.2m、1.0m。主要施工方法简介根据地形特点、地质水文资料等综合考虑，桩身采取钻孔灌注桩的施工方法（视频）。钻孔灌注桩主要施工工艺流程如下图：

合格施工平台准备场地平整(含平台搭设)测量放线安装定位支架埋设钢护筒钻机定位钻进检查上下中心线检查上下中心线孔径与泥浆检测钢护筒准备终孔检查不合格第一次清孔下钢筋笼第二次清孔检查验收不合格钢筋笼加工制作吊装导管合格导管预拼水密度灌注水下混凝土制作混凝土试件原材料检验、混凝土拌制运输质量检测结束

桩基础的施工—准备工作1.准备场地2.埋置护筒3.制备泥浆4.钢筋笼制作5.安装钻机或钻架准备场地施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。（1）当墩台位于无水岸滩时钻架位置处应整平夯实，清除杂物，挖换软土。（2）场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛(如图)。（3）当场地为深水或陡坡时，可用木桩或钢筋混凝土桩搭设支架，安装施工平台支承钻机(架)。深水中在水流较平稳时，也可将施工平台架设在浮船上，就位锚固稳定后在水上钻孔。水中支架的结构强度、刚度和船只的浮力、稳定都应事前进行验算。桩身钢筋应按照内力和抗裂性的要求布设。按桩身最大弯矩通长均匀配筋。桩顶3~5m内设置构造钢筋，孔内钢筋不设弯钩。钢筋骨架有一定的刚性,便于吊装及保证主筋受力后的纵向稳定，主筋不宜过细过少(直径不宜小于14mm，每根桩不宜少于8根)。箍筋应适当加强，箍筋直径一般不小于8mm，中距为200~400mm。钢筋保护层厚度为50mm。埋置护筒护筒的作用是:(1)

固定桩位，并作钻孔导向。(2)

保护孔口，防止孔口土层坍塌。(3)

隔离孔内外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位以稳固孔壁。对护筒的要求：埋置护筒要求稳固、准确。护筒制作要求坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用。一般用木材、薄钢板或钢筋混凝土制成。护筒内径应比钻头直径稍大，冲击钻增大0.2~0.3m。制备泥浆泥浆作用：

(1)在孔内产生较大的悬浮液压力，可防止坍孔;(2)泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位;(3)泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。因此在钻孔过程中，孔内应保持一定稠度的泥浆，一般比重以1.1~1.3为宜，在冲击钻进大卵石层时可用1.4以上，粘度为10~25s，含砂率小于6%。在较好的粘土层中钻孔，也可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁效果。调制泥浆的粘土塑性指数不宜小于15。钢筋笼制作

在钻孔之前或者钻孔的同时要制作好钢筋笼，以便成孔、清孔后尽快放下钢筋笼、灌注混凝土，以防塌孔的事故发生。制作钢筋笼应注意的事项：在任一焊接接头中心至钢筋直径的35倍且不小于500mm的长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，在该区段内的受力钢筋截面面积不宜超过受力钢筋总截面的50﹪，在受力区和装配式构件间的连接钢筋不受此限制；螺旋筋布置在主筋外侧；定位筋应均匀的焊接在主筋外侧。下放钢筋笼前应对其进行质量检查，保证钢筋根数、位置、净距、保护层厚度等满足要求。安装钻机或钻架钻架：

钻架是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架。我国生产的定型旋转钻机和冲击钻机都附有定型钻架，其他一般常用还有木制和钢制的四脚架、三脚架或人字扒杆。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机(架)必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。钻机(架)安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实塞紧，顶端应用缆风绳固定平稳，并在钻孔过程中经常检查。

第三章冲击钻孔灌注桩施工

施工方法：利用钻锥(重为10~35kN)不断地提锥、落锥反复冲击孔底土层，把土层中的泥砂、石块挤向四壁或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用掏渣筒取出。重复上述过程冲击钻进成孔。主要机具：

定型的冲击式钻机(包括钻架、动力、起重装置等)、冲击钻头、转向装置和掏渣筒等，也可用30一50kN带离合器的卷扬机配合钢、木钻架及动力组成简易冲击机。钻头：

一般是整体铸钢做成的实体钻锥，钻刃为十字形采用高强度耐磨钢材做成，底刃最好不完全平直以加大单位长度上的压重。冲击时钻头应有足够的重量，适当的冲程和冲击频率，以使它有足够的能量将岩块打碎。冲锥每冲击一次旋转一个角度，才能得到圆形的钻孔。因此在锥头和提升钢丝绳连接处应有转向装置，常用的有合金套或转向环，以保证冲锥的转动，也避免了钢丝绳打结扭断。掏渣筒：用以掏取孔内钻渣的工具，，用3mm左右厚的钢板制作，下面形阀门应与渣筒密合以防止漏水漏浆。钻孔

开钻时要采取低垂轻打，高频率小冲原则，确保成孔质量。本地区覆盖层较薄或基本上无覆盖层，施工中要控制总体钻进程度，确保

成孔率百分之百，钻岩过程中要勤排渣清孔，加快钻进速度。护筒底口位置形成硬壳。避免护筒底口漏浆。冲击钻机钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土，小块石并用砸机反复冲程冲咂，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常砸进。当进入岩层遇到溶洞时，选用实心锤冲击钻机小冲程，低频率钻进，发现有异常情况时应及时将钻头提出孔外，以防坍塌埋钻，在穿过溶洞底版后，若溶洞一下再无溶洞或下一个溶洞相隔较近时，同一直径护筒跟进至溶洞底板；若同一根钻孔桩遇溶洞较远时，则选用小一级差的护筒随钻机的钻进而跟进。视溶洞的垂直距离而确定级差和护筒的跟进层数。“级差”和“跟进层数”的确定原则是视地节的变形程度和插打护筒的震动能力而定。清孔清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣，尽量减少孔底沉淀层厚度，防止桩底存留过厚的沉淀层而降低桩的承载力；其次，清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确，灌注顺利，保证灌注的混凝土质量。清孔应紧接在终孔检查后进行，避免间隔时间过长引起泥浆沉淀过厚及孔壁坍塌。

抽浆清孔：用空气吸泥机吸出台钻渣的泥浆而达到清孔。由风管将压缩空气输进排泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下沿排泥管向外排出泥浆和孔底沉渣，同时用水泵向孔内注水，保持水位不变直至喷出清水或沉渣厚度达设计要求为止，适用于孔壁不易坍塌，各种钻孔方法的灌注桩。1—泥浆钻渣喷出；

2—通入压缩空气；

3—注入清水

4—护筒；

5—孔底沉积物吊放钢筋骨架

钻孔桩的钢筋应接设计要求预先焊成钢筋笼骨架，整体或分段就位，吊入钻孔。钢筋笼骨架吊放前应检查孔底深度是否符合要求;孔壁有无妨碍骨架吊放和正确就位的情况。钢筋骨架吊装可利用钻架或另立扒杆进行。吊放时应避免骨架碰撞孔壁，并保证骨架外混凝土保护层厚度，应随时校正骨架位置。钢筋骨架达到设计标高后，牢固定位于孔口。钢筋骨架安置完毕后，须再次进行孔底检查，有时须进行二次清孔，达到要求后即可灌注水下混凝土。灌注水下混凝土导管法的施工过程：将导管居中插入到离孔底0.30～0.40m(不能插入孔底沉积的泥浆中)，导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓，以隔绝混凝士与导管内水的接触，在漏斗中存备足够数量的混凝土，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，将导管内水挤出，混凝土从导管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。导管下口埋入孔内混凝土内1~1.5m深以保证钻孔内的水不可能重新流入导管。随着混凝土不断由漏斗、导管潜入钻孔，钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。导管：导管是内径0.20～0.40m的钢管，壁厚为3～4cm,每节长度为1～2m，最下面一节导管应较长，一般为3～4m。导管两端用法兰盘及螺旋栓连接，并垫橡皮圈以保证接头不漏水，导管内壁应光滑，内径大小一致，连接牢固，在压力下不漏水。第四章桩基处施工中应注意的事项埋置护筒应注意：（1）护筒平面位置应埋设正确，偏差不宜大于50mm（2）护筒顶标高应高出地下水位和施工最高水位1.5~2.0m。在无水地层钻孔，因护壁顶部设有溢浆口，因此筒顶也应高出地面0.2~0.3m;(3)护筒底应低于施工最低水位(一般低于0.1~0.3m即可)。深水下沉埋设的护筒应沿导向架借自重、射水、震动或锤击等方法将护筒下沉至稳定深度;入土深度:粘性土应达到0.5~lm，砂性土则3~4m;(4)下埋式及上埋式护筒挖坑不宜太大(一般比护筒直径大1.0~0.60m)，护筒四周应夯填密实的粘土，护筒底应埋置在稳定的粘土层中，否则也应换填粘土并夯密实，其厚度一般为0.50m。钻孔时应注意的事项：(1)在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外1~1.5m的水位差和护壁泥浆的要求(泥浆比重为1.1~1.3、黏度为16～28Pa·s、含砂率≤4%等)，以起到护壁固壁作用，防止坍孔。若发现漏水(漏浆)现象，应找出原因及时处理。

(2)在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜、卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生。

(3)钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻。

(4)钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况迸行检验，合格后立即清孔、吊放钢筋笼，灌注混凝土。清孔应注意的事项：（1）清孔后孔底沉淀厚度应符合规定要求：对于端承桩，应不大于设计规定值；对于摩擦桩应符合要求，当无设计要求时，对直径≦1.5m的桩，沉淀厚度≦300mm，对直径﹥1.5m或桩长﹥40m或土质较差的桩，沉淀厚度≦500mm。（2）清孔后泥浆指标要求为：1.03～1.10，黏度17～20Pa·s,含沙率﹤2﹪，胶体率﹥98﹪。灌注水下混凝土的注意事项：（1）混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运距和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故。（