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桥梁基础施工
一、 桥梁基础的分类及适用条件
二、 明挖扩大基础施工
三、 钻孔灌注桩基础施工
一、 桥梁基础的分类与适用条件
( 一) 扩大基础
又称为明挖扩大基础或浅基础。适用于地基承载力较好的各类土层, 根据土质情况分别采用
铁镐、 十字镐、 爆破等设备和方法开挖。
( 二) 桩基础
能够按桩的使用功能、 承载性能、 桩身材料、 桩径大小、 施工方法分类。
1、 按桩承载性能分类
摩擦桩、 端承桩、 摩擦端承桩、 端承摩擦桩
2、 按施工方法分类
沉桩、 钻孔灌注桩、 挖孔桩
( 1) 钻孔灌注桩: 适用于黏性土、 砂土、 砾卵石、 碎石、 岩石等各类土层
( 2) 挖孔桩: 适用于无地下水或少量地下水, 且较密实的土层或风化岩层
( 3) 沉桩
1) 锤击沉桩法: 适用于松散、 中密砂土、 黏性土, 可根据土质情况选用适用的桩锤;
2) 振动沉桩法: 适用于砂土, 硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土;
3) 射水沉桩法: 适用在密实砂土, 碎石土的土层中, 用锤击法或振动法沉桩有困难时, 可
用射水法配合进行;
4) 静力压桩法: 在标准贯入度 N<20的软黏土中, 可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬
机等设备沉入各种类型的桩;
5) 钻孔埋置桩: 适用于在黏性土、 砂土、 碎石土中埋置大量的大直径圆桩;
( 三) 管柱
当桥址处的地质水文条件十分复杂, 如大型的深水或海中基础, 特别是深水岩面不平、 流速
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大或有潮汐影响等自然条件下, 不宜修建其它类型基础时, 可采用管柱基础。管柱基础主要
适用于岩层、 紧密粘土等各类紧密土质的基底, 并能穿过溶洞、 孤石支承在紧密的土层或新
鲜岩层上, 不适用于有严重地质缺陷的地区, 如断层挤压破碎带或严重的松散区域。
管柱按材料分类有由钢筋混凝土管柱、 预应力混凝土管柱及钢管柱三种。
( 四) 沉井
当桥梁结构上部荷载较大, 而表层地基土的容许承载力不足, 但在一定深度下有好的持力层,
扩大基础开挖工作量大, 施工围堰支撑有困难, 或采用桩基础受水文地质条件限制时, 此时
采用沉井基础与其它深基础相比, 经济上较为合理。
( 五) 地下连续墙
地下连续墙具有多功能性, 可适用于各种用途, 一般可作为基坑开挖时防渗、 挡土, 或挡水
围堰, 或邻近建筑物基础的支护, 或直接作为承受上部荷载的基础结构。地下连续墙可用于
除岩溶和地下承压水很高处的其它各类土层中施工。
二、 明挖扩大基础施工
( 一) 准备工作
1、 根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线, 推算出基础边线的定位点, 再放线画出基坑的开挖
范围。
2、 基坑底部的尺寸较设计平面尺寸每边各增加 0.5~1.0m, 以便于支撑、 排水与立模板( 坑
壁垂直的无水基坑坑底, 可不必加宽, 直接利用坑壁作基础模板亦可) 。
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( 二) 坑顶施工措施
1、 在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟, 并防止水沟渗水, 以避免地表水冲刷坑壁, 影
响坑壁稳定性。
2、 坑壁边缘应留有护道, 静荷载距坑边缘不小于 0.5m, 动荷载距坑边缘不小于 1.0m; 垂
直坑壁边缘的护道还应适当增宽; 水文地质条件欠佳时应有加固措施。
3、 经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝。
( 三) 坑壁施工措施
1、 不加支撑的基坑坑壁形式的确定
( 1) 垂直坑壁:
①黏性土在半干硬或硬塑状态, 基坑顶无活荷载, 稍松土质, 基坑深度不超过 0.5m。
②中等密实(锹挖)土质基坑深度不超过 1.25m。
③密实(镐挖)土质基坑深度
不超过 2.0m时。
④当基坑的上层土质适合敞
口斜坡坑壁条件, 下层土质为
密实黏性土或岩石时。
( 2) 斜坡或阶梯形坑壁
基坑深度在 5m以内。土的湿度正常时采用, 每梯高度为 0.5~1.0m为宜, 可作为人工运
土出坑的台阶。基坑深度大于 5m时, 坑壁坡度适当放缓, 或加做平台。土的湿度影响坑壁
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的稳定性时, 应采用该湿度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。在坑壁坡度变换处, 应
保留有至少 0.5m的平台。
2、 坑壁支撑的条件和方法
( 1) 坑壁支撑的条件: 当基坑壁坡不易稳定并有地下水, 或放坡开挖场地受到限制, 或基
坑较深、 放坡开挖工程数量较大, 不符合技术经济要求时, 可根据具体情况, 采取加固坑壁
措施。
( 2) 坑壁支撑的方法: 挡板支撑、 钢木结合支撑、 混凝土护壁及锚杆支护等。
混凝土护壁一般采用喷射混凝土。根据经验, 一般喷护厚度为 5~8cm, 一次喷护约需 1~
2h。一次喷护如达不到设计厚度, 应等第一次喷层终凝后再补喷, 直至要求厚度为止。喷护
的基坑深度应按地质条件决定, 一般不宜超过 10m。
( 四) 坑内排水方法
1、 集水坑排水法。除严重流沙外, 一般情况下均可适用。
2、 井点排水法。当土质较差有严重流沙现象, 地下水位较高, 挖基较深, 坑壁不易稳定,
用普通排水方法难以解决时, 可采用井点排水法。
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3、 其它排水法。对于土质渗透性较大、 挖掘较深的基坑, 可采用板桩法或沉井法。另外,
视工程特点、 工期及现场条件等, 还可采用帏幕法: 即将基坑周围土层用硅化法、 水泥灌浆
法及冻结法等处理成封闭的不透水的帏幕。
( 五) 基底处理的主要方法有: 换填土法、 桩体挤密法、 砂井法、 袋装砂井法、 预压法加固
地基、 强夯法、 电渗法、 振动水冲法、 深层搅拌桩法、 高压喷射注浆法、 化学固化剂法等。
1、 换填土法: 将基础下软弱土层全部或部分挖除, 换填力学物理性质较好的土;
2、 挤密土法: 用重锤夯实或砂桩、 石灰桩、 砂井、 塑料排水板等方法, 使软弱土层挤压密
实或排水固结;
3、 胶结土法: 用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法, 使土壤颗粒胶结硬化, 改进土的性
质;
4、 土工聚合物法: 用土工膜、 土工织物、 土工格栅与土工合成物等加筋土体, 以限制土体
的侧向变形, 增加土的周压力, 有效提高地基承载力。
( 六) 其它施工措施
1、 基坑施工不可延续时间过长, 自开挖至基础完成, 应抓紧时间连续施工。
2、 如用机械开挖基坑, 挖至坑底时, 应保留不小于 30cm厚度的底层, 在基础浇筑圬工前
用人工挖至基底标高。
3、 基坑应尽量在少雨季节施工;
4、 基坑宜用原土及时回填, 对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑, 则应分层夯实。
案例【背景】
某高速公路特大桥主桥全长 820m( 2×50m+9×80m) 为变截面预应力连续箱桥, 分上下
游两幅, 每幅单箱单室顶板宽 13m, 底板宽 6.5m。箱梁采用长线法台座预制, 缆索吊装,
悬臂拼装。
主索锚基坑地层及断面示意图如图 2所示, 基坑开挖完成后混凝土浇筑前突降大雨, 基坑出
现大面积垮塌, 并导致 2人受伤, 主桥墩柱、 盖梁施工完成后, 安放支座、 现浇主梁 0号块
混凝土, 然后吊拼 1号块箱梁, 同时进行墩顶箱梁的临时固结, 再依次拼接各梁段。
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【问题】
1、 结合背景资料, 说明图 2中 B的大小的要求, 图 2中对微风化砂岩开挖坡度设为 1: 0
是否正确? 说明理由。确定上层土层开挖坡度时应主要考虑哪些因素
2、 结合图 2和背景资料, 为防止同类垮塌事故, 该基坑开挖时可采取哪些处理措施?
【问题】1、 结合背景资料, 说明图 2中 B的大小的要求, 图 2中对微风化砂岩开挖坡度设
为 1: 0是否正确? 说明理由。确定上层土层开挖坡度时应主要考虑哪些因素
【答案】B≤0.5m。
正确, 理由: 黏土在半干硬或硬塑状态, 基坑顶缘无活荷载, 稍松土质基坑深度不超过 0.5m,
中等密实(锹挖)土质基坑深度不超过 1.25m, 密实(镐挖)土质基坑深度不超过 2.0m时, 均可
采用垂直坑壁。
确定上层土层开挖坡度主要考虑因素: 开挖深度, 地质条件, 现场的具体情况等因素。
【问题】2、 结合图 2和背景资料, 为防止同类垮塌事故, 该基坑开挖时可采取哪些处理措
施?
【答案】基坑开挖时可采取的处理措施: 基坑顶面设置截水沟, 坡面可采取混凝土护壁、 锚
杆支护、 锚桩支护等措施加固, 排水沟和集水井降水, 必要时可采用井点降水法。
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