【铁路实务】陈士甲 冲刺串讲班教案 08-第1篇-第4章-4.1-桥梁下部施工

第4章铁路桥涵工程桥梁基础施工一、扩大基础扩大基础是将上部荷载通过基础分散至基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。扩大基础包括配筋或不配筋的条形基础和单独基础。扩大基础施工分为基坑开挖与模筑混凝土两项工作内容。基坑开挖可分为无护壁基坑开挖、有护壁基坑开挖和围堰基坑开挖三种方法。（一）无护壁基抗开挖无护壁基坑的开挖方式可采用垂直开挖、放坡开挖；开挖作业方法有人工开挖、机械开挖、钻爆开挖。1.垂直开挖的坑壁条件：对松软土质基坑深度不超过0.75m；中等密度（锹挖）的不超过1.25m；密实（镐挖）的不超过2.0m。（二）有护壁基坑开挖1、横、竖挡板支撑、钢（木）框架支撑每次开挖的深度不宜超过1.5m，边开挖边支撑，直到设计标高。施工完毕拆除支撑时，应自下而上分段进行，拆除一段回填夯实一段,再拆上一段，直到地面。2、喷射混凝土护壁喷射混凝土护壁适用于稳定性好、渗水量少的基坑。基坑的深度应按地质条件决定，但不宜超过10m。喷射混凝土厚度根据地质和渗水情况决定。3、现浇混凝土护壁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。分层高度以垂直开挖面不坍塌为原则，顶层高度宜为2m,以下每层高1.0～1.5m。护壁混凝土的开挖面应均匀分布、对称开挖和及时支模浇筑。（三）围堰开挖基坑围堰通常分为土围堰、土袋围堰和钢板桩围堰。1.基坑围堰的一般要求：围堰的顶面宜高出施工期间可能出现的最高水位0.5m；2.围岩适用条件及施工要求（1）土围堰土围堰适用于水深在2m以内、流速小于0.3m/s、冲刷作用很小且河床为渗水性较小的土层。填筑时，均应自上游开始至下游合龙。（2）土袋围堰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层。（3）钢板桩围堰适用于深水基坑，河床为砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等地层。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）双壁钢围堰：适用于在流速较大、水位较深、承台较浅的地层。（5）钢吊箱围堰：适用于高桩承台吊箱整体制造及吊运时，应满足吊箱起吊的吊点布置和整体受力及刚度要求。吊箱围堰封底厚度应根据抽水时吊箱不上浮的原则计算确定，封底厚度不宜小于1.0m。封底混凝土浇筑后，进行吊箱内抽水，浇筑承台。（6）钢筋混凝土围堰（常用于在岩基土修建的水利枢纽工程）：宜用在地下水较丰富的陆地或筑岛施工中，且围堰下沉深度内无较硬地层，易于围堰下沉。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。（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。（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。幻灯片18②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。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）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。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。（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。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。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。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。（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（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。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。（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。（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。（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