【铁路实务】陈士甲 教材精讲班课件 15-第4章-4.1-桥梁下部施工（二）

4.1桥梁下部施工二、桩基础施工按施工方法的不同，桩基础可分为预制桩和灌注桩两大类。桩的质量检验有：开挖检查、抽芯法、声波检测法、动测法（动力无损检测法）和静载压桩试验等。铁路桥梁中采用的桩基础可分为沉桩基础、钻孔桩基础、挖孔桩基础和管桩基础。4.1桥梁下部施工（一）沉入桩基础1.沉入桩的分类桩的下沉方法可根据地质条件、桩型、桩体承载能力、土的密实程度和现场施工条件等选用锤击法、振动法和静压法，附近有重要建筑物（如高层建筑、堤防工程、运营铁路等）时，不宜选用振动沉桩。4.1桥梁下部施工2.锤击沉桩（1）锤击沉桩应重锤低击，不应采用大能量锤击沉桩，防止桩头、桩身损坏。（2）锤击沉桩开始时，应用较低落距，并从纵横两方向观察、控制桩位和桩的竖直度或倾斜度，待桩入土一定深度并确认位置正确方向无误后，再按规定落距进行锤击。锤击沉桩应连续进行，不得中途停顿。4.1桥梁下部施工（3）在预计或有迹象进入软土层时，应改用较低落距锤击。（4）当落锤高度已达规定最大值和每击贯入度不大于2mm时，应立即停锤，当沉桩深度尚未达到设计高程时,应查明原因采用换锤或辅以射水等措施进行沉桩，但桩尖距设计高程不大于2m时一般不应采用射水下沉。（5）锤击沉桩应考虑锤击振动对新浇混凝土的影响，当距离在30m范围内的新浇混凝土强度未达到5MPa时，不得进行锤击沉桩。4.1桥梁下部施工2.振动沉桩振动沉桩适用于松软的或塑态的黏性土和较松散的砂土中，在紧密黏性土和砂质土中可用射水配合施工。3.静力压桩（1）静力压桩适用于可塑状态黏性土，但不宜用于坚硬状态的黏土和中密以上的砂土；当有夹砂层时，应采取相应的施工措施。（2）压桩时应避免中途停歇，如必须停歇时应减少停歇时间，防止再压时启动阻力过大。4.1桥梁下部施工（二）钻孔桩基础1.钻孔桩施工钻机选型①铁路桥梁钻孔桩施工可选用冲击钻机、旋转钻机、旋挖钻机以及套管钻机等钻孔设备。深孔、大直径钻孔桩施工时也可选用全液压动力头钻机等设备。4.1桥梁下部施工②冲击钻机适用于黏性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复杂地质的桩基施工。4.1桥梁下部施工③旋转钻机适用于下列土层范围：（1）正循环旋转钻机：黏性土，砂类土,含少量砾石、卵石（含量少于20%）的土，软岩。（2）反循环旋转钻机：黏性土，砂类土,含少量砾石、卵石（含量少于20%，粒径小于钻杆内径2/3）的土，软岩，硬岩。4.1桥梁下部施工④旋挖钻机适用于各种土质地层，砂类土，砾石、卵石，软石～中硬基岩。⑤套管钻机适用于黏性土层、砂类土，但不宜在地下水位下有厚于5m细砂层时使用。（当地下水位下有厚细砂层（厚度5m以上）时,由于摇动作业使砂层压密,造成压进或抽拔套管困难）4.1桥梁下部施工2.钻孔桩施工要点平整场地→测量放样→埋设护筒→泥浆制备→钻进成孔→一次清孔→下放钢筋笼→下放导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒。4.1桥梁下部施工1）钻孔（1）钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。并应及时向孔内补水或泥浆，保持水头高度和泥浆比重及黏度。4.1桥梁下部施工（2）钻进过程中，钻头起、落速度宜均匀，不得过猛或骤然变速。孔内出土不得堆积在孔口周围。（3）钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。4.1桥梁下部施工2）清孔浇筑水下混凝土前，应测量沉渣厚度，柱桩一般不大于50mm，摩擦桩不大于200mm。4.1桥梁下部施工清孔主要有掏渣法、吸泥法、换浆法和高压射风（水）辅助。掏渣法适用于冲击钻机；吸泥法适用于反循环钻机和冲击钻机（土质密实）换浆法适用于正循环钻机和冲击钻机高压射风（水）辅助适用于辅助泥浆正循环清孔严禁采用加大钻孔深度的方式代替清孔。4.1桥梁下部施工3）水下混凝土的浇筑（1）水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。混凝土供应必须满足混凝土连续浇筑的要求。（2）拆除导管的间断时间应尽量缩短，每根桩的浇筑时间不应过长，宜在混凝土初凝时间内完成。（3）干作业成孔的钻孔桩混凝土可按水下混凝土标准进行配制，严格按照导管法干孔浇筑，桩顶4m范围内的混凝土应进行振捣。浇筑完毕后对桩顶部混凝土应进行养护。（4）桩顶混凝土浇筑面高程应高出设计桩顶高程0.5-1.0m。4.1桥梁下部施工（5）首批浇筑混凝土的数量应满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。首批水下混凝土浇筑完成后，导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数量（m³

）；D---桩孔直径（m）；H1---桩孔底至导管底端间距（m）,一般为0.3~0.4m；H2一-导管初次埋置深度（m）；d--导管内径（m）；h-桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）,即4.1桥梁下部施工（6）混凝土浇筑过程中应经常测探孔内混凝土面高程，及时调整导管埋深。导管埋深宜控制在2-6m，最小埋深任何时候不得小于1.0m。当浇筑速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但不宜超过8m。4.1桥梁下部施工三、沉井基础施工沉井是带刃脚的井筒状结构物。它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。4.1桥梁下部施工（一）沉井施工前的准备沉井基础施工流程为：施工准备→筑岛→支垫木→装钢刃脚→支立底模→支立内模→绑扎钢筋→支立外模→浇筑底节混凝土→抽垫木→不排水（或排水）下沉→接高下沉→清理基底→封底→填充和井盖施工。4.1桥梁下部施工（二）沉井制作1.在浅水中或可能被水淹没的旱地，应筑岛制作沉井；在旱地，可在整平夯实的地面上制作沉井：当地下水位低、土壤较好时，可先开挖基坑至地下水位以上适当高程再制作沉井。制作沉井处的地面及岛面承载力应符合设计要求，当地面以下的软弱地层不能满足承载力要求时，应采取换填、打砂桩、填筑反压土体等加固措施。4.1桥梁下部施工2.筑岛材料应用透水性好、易于压实的砂类土、砾石、较小的卵石，且不应含有影响岛体均匀受力及抽垫下沉的块体（包括冻块）。3.岛面应高出施工水位0.5m以上，有流冰时应适当加高。4.模板支垫布置应满足设计和抽垫的要求并进行分区编号；垫木下应用砂填实，其厚度不宜小于0.3m，垫木间用砂填平；调整垫木高程时，不得在其下垫塞木块、木片或石块等物。4.1桥梁下部施工5.沉井混凝土应沿井壁对称浇筑，并逐层振捣，浇筑完成12h后即应覆盖并洒水养护，但应防止洒水过程中发生不均匀

下沉。6.底节沉井混凝土强度达到设计强度等级70%以上方可拆除隔墙底面和刃脚斜面的模板和支撑,沉井的直立侧模当混凝土强度达到2.5MPa时即可拆除，但应防止沉井表面及棱角受损。7.沉井模板支撑拆除后，应测量沉井中线和刃脚高程,并形成记录。4.1桥梁下部施工（三）沉井下沉及接高1.在渗水量小的稳定土层中下沉第一节沉井时，可采用排水开挖下沉；易涌水翻砂的地层，应采用机械抓土或吸泥等不排水下沉。当下沉困难时，在结构受力允许情况下，可采用高压射水、降低井内水位、增加压重和采取降低井壁摩擦阻力等措施下沉。降低井内水位可以减少水体对结构产生的浮力，从而增加结构的有效重量，有助于结构下沉。4.1桥梁下部施工2.沉井下沉时，应防止内隔墙受到支承。井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处挖土。采用排水下沉的底节沉井，支承位置的土应在分层除土中最后同时挖除。3.沉井接高前应尽量调平，接高时井顶露出水面不得小于1.5m，井顶露出地面不得小于0.5m。接高上节模板时，支撑不得直接撑在地面上，并应考虑沉井因接高加重下沉时，模板支撑不致接触地面。4.1桥梁下部施工（四）沉井基底清理、封底及填充1.沉井下沉至设计高程后，基底面地质应符合设计要求，当地质不符时，应联系设计单位确定处理方案。2.在软土中沉井沉至设计高程并清基后，应进行沉降观测，待8h累计下沉量小于10mm时方可进行封底。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】根据技术规程要求桩基浇筑时，浇筑面高程最低不小于设计高程的（）m。A.0.3

B.0.5C.0.8

D.1答案：B解析：桩顶混凝土浇筑面高程应高出设计桩顶高程0.5~1.0m。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】钻孔桩浇筑水下混凝土前，应测量沉渣厚度，柱桩一般不大于（），摩擦桩不大于（）。A.5cm，20cmB.10cm，30cmC.10cm，20cmD.5cm，10cm答案：A解析：钻孔桩浇筑水下混凝土前，应测量沉渣厚度，柱桩一般不大于5cm，摩擦桩不大于20cm。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】除流砂及呈流塑状态的黏性土外，适用于各类土的开挖防护类型是（）。A.横、竖挡板支撑

B.钢（木）框架支撑C.喷射混凝土护壁

D.现浇混凝土护壁答案：D解析：现浇混凝土护壁除流砂及呈流塑状态的黏性土外，适用于各类土的开挖防护。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】基坑围堰通常分为（）。A.土围堰、塑料围堰和木板围堰

B.土围堰、塑料围堰和塑料板围堰C.土围堰、土袋围堰和沉井围堰

D.土围堰、土袋围堰和钢板桩围堰答案：D解析：基坑围堰分为土围堰、土袋围堰和钢板桩围堰。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】土袋围堰适用于水深（）的土。A.不大于2m、流速小于1.5m/s、河床为渗水性较大B.不大于2m、流速小于1.8m/s、河床为渗水性较大C.不大于3m、流速小于1.5m/s、河床为渗水性较小D.不大于3m、流速小于1.8m/s、河床为渗水性较小答案：C解析：土袋围堰适用于水深不大于3m、流速小于1.5m/s、河床为渗水性较小的土。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】钢板桩围堰的施工程序是：（）。A.围囹的设置一围囹的安装一钢板桩整理一钢板桩的插打合龙B.围囹的设置一钢板桩整理一围囹安装一钢板桩的插打和合龙C.钢板桩整理一钢板桩插打一围囹设置一围囹的安装和合龙D.钢板桩整理一围囹的设置一围囹安装一钢板桩的插打和合龙答案：D解析：钢板桩围堰的施工程序：钢板桩整理→围囹的设置→围囹安装→钢板桩的插打和合龙。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】处理基坑基底时，黏性土层基底修整应在天然状态下铲平，不得用回填土夯平。必要时，可向基底回填

（）以上厚度的碎石，碎石层顶面不得高于基底设计高程。A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm答案：B解析：基坑基底的处理：黏性土层基底修整时，应在天然状态下铲平，不得用回填土夯平。必要时，可向基底回填10cm以上厚度的碎石，碎石层顶面不得高于基底设计高程。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】回转钻孔可分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔。其特点是泥浆循环方式不同，（）。A.压入泥浆为正循环，抽吸泥浆为反循环B.压入泥浆为反循环，抽吸泥浆为正循环C.压入泥浆和抽吸泥浆均为正循环D.压入泥浆和抽吸泥浆均为反循环答案：A解析：压入泥浆为正循环，抽吸泥浆为反循环。4.1桥梁下部施工【小试牛刀】以下关于沉井制作说法正确的是（）。A.筑岛材料应用透水性好、易于压实的砂类土、砾石、较小的卵石B.在深水中或可能被水淹没的旱地应筑岛制作沉井C.岛面应高出施工水位0.5m以上，有流冰时应适当加高D.浇筑完成24h后即应覆盖并洒水养护，但应防止洒水过程中发生不均匀下沉E.沉井模板支撑拆除后，应测量沉井中线和刃脚高程，并形成记录4.1桥梁下部施工答案：ACE解析：B选项在浅水中或可能被水淹没的旱地，应筑岛制

作沉井，D选项浇筑完成12h后即应覆盖并洒水养护，但应防止洒水过程中发生不均匀下沉。4.1桥梁下部施工4.1桥梁下部施工4.1.2桥梁墩台施工一、一般墩台（一）墩台施工程序墩台底面放线→基底处理→绑扎钢筋→安装模板→浇筑混凝土→养护、拆模。4.1桥梁下部施工（二）墩台施工要点1.浇筑墩台混凝土时，脚手架、工作平台等不得与模板支架连接。支撑应作用在可靠的地基上。2.墩台模板安装的检查内容：前后左右距中心线尺寸、表面平整度、相邻两板面高低差、同一墩台两垫石高差、预埋件和预留孔位置。4.1桥梁下部施工二、特殊墩台（一）爬模施工1.爬模适用于高桥墩的施工。主要由网架工作平台、中心塔吊、L形支架、内外套架、内爬支脚机构、液压顶升机构和模板体系等部分组成。4.1桥梁下部施工2.爬模的结构除应满足强度、刚度及稳定性的要求外，尚应符合以下规定：（1）应由2-3组相同规格的钢模板及构、配件组合成一套爬模，每套爬模应设置脚手平台、接料平台，吊挂安全网。（2）宜采用塔式起重机或其他提升设备提升。（3）宜采用大块模板施工，模板两侧和下部应设置板翼。4.1桥梁下部施工3.每次浇筑混凝土面距模板顶面不应小于5cm。（距离不小于5cm可以保证混凝土在浇筑和振捣过程中有足够的空间进行流动和密实）4.浇筑混