高架桥的基础工程施工.pptx

第一节 明挖扩大基础施工4.1 4.1 旱地基础的基坑开挖旱地基础的基坑开挖 4.2 4.2 水中地基的基坑开挖水中地基的基坑开挖4.3 4.3 基底检验与处理基底检验与处理4.4 4.4 基础施工基础施工桥梁基础：浅基础浅基础浅平基浅平基明挖（扩大）基础明挖（扩大）基础桩基础沉井（沉箱基础）管柱基础地下连续墙深基础深基础预制桩、就地灌筑桩；沉入桩、钻（挖）孔桩4.1 旱地基础的基坑开挖旱地基础的基坑开挖 坑壁不加固的基坑坑壁不加固的基坑垂直开挖 土质湿度正常，结构均匀深度松软土0.75m，中密1.25m，密实2.0m;放坡开挖坑壁土 坑 壁 坡 度 基坑顶缘 无载重 基坑顶缘有 静载 基坑顶缘 有动载 砂土类 11 11.25 11.5 碎石类土 10.75 11 11.25 黏性土、粉土 10.33 10.5 10.75 极软岩、软岩 10.25 10.33 10.67 较软岩 10 10.1 10.25 极硬岩、硬岩 10 10 10 基坑坑壁坡度表注：坡度坡的高度与坡的水平距离之比注：坡度坡的高度与坡的水平距离之比 基坑开挖 注意：边坡稳定 不中断人工或机械施工弃土、动载开挖、砌筑、回填、夯实防水 反坡、截水沟 坑壁加固的基坑坑壁加固的基坑使用条件：坑深、土方量大、场地窄、土 松、水大。加固方式：挡板支撑、喷射混凝土、混凝土围圈等。横挡板支撑竖挡板支撑框架式框架式大大面面积积基基坑坑支支撑撑 喷射混凝土构造与施工要求：现浇混凝土围圈基坑垂直开挖，自上而下，逐段立模灌筑混凝土，壁厚815cm，每层高1.01.5m，24h拆模4.2 水中基础的基坑开挖水中基础的基坑开挖围堰要求：满足基础施工要求；防水性好；满足强度和稳定要求；堰顶在水位以上0.5m；对河床断面压缩小围堰形式：土、石围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、套箱围堰和木（竹）笼围堰。土围堰、土袋围堰土围堰、土袋围堰、竹笼片、竹笼片石围堰石围堰、堆石土围堰、堆石土围堰 适用：水深 2.0m,V0.3m/s,河床渗水小。构造：稳定性要求顶宽b1.5,外坡12,内 坡1 1。施工:黏性土填筑,由上游至下游合龙。(1)土围堰 土石围堰土石围堰适用：水深 3.0m,V1.5m/s,河床渗水小。构造：顶宽12m,外坡10.21 0.5,内 坡1 0.51 1施工:黏性土填心,袋装松散土60%;错缝搭长1/31/2。(2)土袋围堰钢板桩围堰 性能 适用 结构强度大、防水性好、能穿透砾石、卵石层、软岩、风化岩 水深48m，软岩最好，堰深20m钢套箱围堰基本构造 就位下沉清基封底整体无底钢围堰方形钢壳围堰 钢壳围堰就位下沉主桥墩采用主桥墩采用28m直径双壁钢围堰加直径双壁钢围堰加16根直径根直径3m钻钻孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力。黄石长江大桥黄石长江大桥 基坑排水 排水方法：集水排水、井点法降水 集水排水法抽水设备：渗水量约1.52.0倍优点：设备简单，费用低；缺点：黏聚力小的土中易涌沙井点降水法类型:抽水:轻型井点、喷射井点、射流泵井点、深井泵井点真空泵、离心泵、多级离心泵或独立泵 水中挖基抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机4.3 基底的检验和处理基底的检验和处理 基底检验主要内容基底平面位置、尺寸大小、基底标高；基底处理及排水情况 地质情况；基底处理岩层基底 碎石类或 砂类土层 黏性土层 泉眼未风化岩面清除干净；风化岩面按基础尺寸凿除。承重面修理平整；砌筑前铺一层水泥砂浆。天然状态铲平；或向基底夯入10cm碎石。堵排处理，不泡基础。软弱地基的处理碎石层碎石层4.4 基础施工基础施工基础砌筑干地基上砌筑 排水砌筑水下混凝土封底，再排水砌筑封底混凝土的最小厚度：浮筒的自重不被浮起；简支板有足够强度基础施工第二节 挖孔灌注桩及沉井基础施工2.1 2.1 挖孔桩基础施工挖孔桩基础施工 2.2 2.2 沉井与沉箱基础施工沉井与沉箱基础施工2.1 挖孔桩基础施工成孔工艺施工要点同一墩身各桩应对角开挖，先中后边；孔深大于10m或CO2浓度超过0.3时，应有通风设备；支护随地质条件而定，应高出地面。挖孔灌注桩及沉井基础施工 人工挖孔灌注桩基础施工挖孔灌注桩及沉井基础施工 人工挖孔灌注桩基础施工混凝土孔壁支护 砖砌孔壁支护 挖孔灌注桩及沉井基础施工 灌注施工现场砼灌注 2.2 沉井与沉箱基础施工概概 述述沉井构造示意沉井构造示意下沉方法下沉方法纯自沉沉井工法纯自沉沉井工法压入式工法压入式工法SS沉井工法沉井工法SOCS沉井工法沉井工法是桥梁工程中广泛采用的一种无底无盖，形如井筒的基础结构物。沉井在施工时作为基础开挖的围堰，依靠自身重量，克服井壁摩阻力逐渐下沉，直至到达设计位置。同时，沉井经过混凝土封底，并填充井孔后成为墩台的基础 沉井沉井江阴长江公江阴长江公路大桥北锚路大桥北锚沉井沉井 沉井沉井 特点特点优势：埋置深度大、整体性强、稳定性好、刚度大、承载力大、工艺简单、施工简单 劣势：下沉时如果遇到障碍物，会影响施工。不适用于岩层面倾斜过大的地方。沉井沉井 类型类型（钢筋）混凝土沉井、钢沉井、竹筋混凝土沉井 施工准备 场地平整或筑岛 安装支撑排架及底模 绑扎钢筋 灌注底节砼及养生 立 内 模 拼装钢刃脚 铺 垫 抽 垫 基底清理 接 高 下 沉 封 底 井内填充及灌注顶盖板 立 外 模 施工工序 场地准备要求场地平整，地面与岛面有一定承载力，否则换填打砂桩无水场地浅水场地：深水场地：无围堰土岛草袋、石笼围堰筑岛、钢板桩围堰筑岛 底节沉井的制造工序：场地整平夯实、铺设垫木、立沉井模板及撑、绑扎钢筋、浇注混凝土、拆模等。铺垫木与刃脚周边垂直 立模板绑钢筋 浇注混凝 土、养生 拆模及抽垫 有较好的刚度。四边均匀浇注；底节强度100，其余70可下 沉。混凝土强度达2.5MPa以上拆模混凝土强度达设计要求抽垫。拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板 抽垫顺序：内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。土内模制造沉井刃脚 沉井下沉下下沉沉施施工工接筑沉井接筑沉井和井顶围和井顶围堰堰挖孔灌注桩及沉井基础施工 沉井与沉箱基础施工大型沉井下沉施工中大型钢壳沉井制作现场九江长江大桥九江长江大桥，座落在江西省九江市和湖北省黄梅县宽九江长江大桥，座落在江西省九江市和湖北省黄梅县宽阔的长江江面上，是我国铁路南北通道京九线和公路干阔的长江江面上，是我国铁路南北通道京九线和公路干线线105国道跨越长江的重要桥梁，也是国道跨越长江的重要桥梁，也是90年代中期长江上年代中期长江上规模最大的公、铁两用桥梁。九江桥的建成，是继武汉规模最大的公、铁两用桥梁。九江桥的建成，是继武汉长江大桥和南京长江大桥之后我国建桥史上又一个新的长江大桥和南京长江大桥之后我国建桥史上又一个新的里程碑。大桥里程碑。大桥1997年年10月建成。由中铁大桥局负责设计月建成。由中铁大桥局负责设计施工。施工。九江长江大桥简介九江长江大桥，始建于1973年12月，由铁道部大桥工程局勘察设计，第215桥梁工程处组织施工。是继武汉长江大桥之后，我国在长江上建造的第八座大桥，也是我国目前最长、工程量最大的铁路、公路两用桥。无论是桥的设计、施工工艺，还是新型建筑材料的使用等方面，都反映了我国迄今最先进的建桥水平。整个大桥设计新颖，造型优美，工艺独特，雄伟壮观。大桥铁路引桥采用的无碴无枕预应力箱形梁，在我国建桥史上还是第一次。主河槽216米宽的大跨度，也居全国桥梁之首。桥梁结构 九江长江大桥于1991年底建成，是京九铁路和合九铁路的“天堑通途”，为双层双线铁路、公路两用桥，铁路桥长7675米，公路桥长4460米，其中江上正桥长1806米，10个桥墩，11孔钢梁，不论长度和跨度为160米的普通钢桁梁外，主航道为三孔刚性桁、柔性拱，桁高16米，跨度为180米，中间一孔最大夸度达216米，最大知高32米。采用十五锰钡钒氮高强度低合金钢种制造，钢板最大厚度为56毫米，并用直径27毫米的高强度螺栓铆接钢梁杆件。目前九江大桥不仅是中国，而且是世界最长的铁路、公路两用的钢桁梁大桥，既是我国南北交通的大动脉，又是九江最引人注目的新旅游景点。桥梁组成 九江长江大桥由正桥和南北两岸的公路、铁路引桥组成。正桥公路在上层，三大拱范围外，行车道宽14m，两侧各设宽2m的人行道；三大拱部分，行车道11m，拱外侧各设3.75m的机动车道及1m宽的人行道。铁路在下层，双线间距4.2m。铁路为中-活载（检算预应力箱梁为中-26级）；公路按汽-20设计，挂-100验算；人群为3.5KN/m2。通航净空高度24.0m，净宽160.0m，按3孔布置。地震按设计烈度7设防。正桥钢梁共11孔，所有钢梁均为栓焊结构。正桥全长1806.712m，江中10个桥墩，两岸各1个桥台，铁路引桥南岸1428.444m；北岸4440.934m，铁路部分全长7676.09m。引桥均采用40m的无碴无枕预应力混凝土简支箱梁。每孔2片箱梁。公路引桥南岸引桥长1347.02m，北岸引桥长1306.389m，公路部分引桥长4460.122m，均为40m预应力混凝土T梁，每孔8片。1992年，九江大桥公路桥正式建成通车，1995年大桥铁路桥贯通。大桥全线通车后，成为京九铁路的枢纽，对加强我国南北交通运输，促进华东、中南经济建设、文化交流和旅游事业都具有重要的战略意义。九江长江大桥北岸是湖北省黄梅县的小池镇，南岸位于九江市区的白水湖，现已成为游客观光的一个新景点。大桥附近有琵琶亭、锁江楼塔，相映成趣。广东洛溪大桥广东洛溪大桥洛溪桥位于广州市南郊，跨珠江。是当时国内最大的预应力混凝土连续刚构桥。桥总长，宽。要求通航净高，净宽，主桥分跨为()，最大跨度，根部梁高，合主跨的，跨中梁高，合主跨的。桥宽。主梁采用单箱单室，并采用大吨位的群锚锚固系统，张拉力，为当时国内之最大者；预应力钢丝束最大长度逾；采用三向预应力配筋，悬臂浇筑施工。主孔桥墩采用双壁式薄壁空心墩，壁厚，具有较小的抗推刚度。墩外设国内首创的人工岛以防船舶撞击，岛呈喇叭形，顶部直径，底部直径，全高。该桥引桥甚长，总长度有，按经济跨度分孔，有、两种，因此全桥单位面积造价很低。于年月建成通车。广东省公路勘察设计院、交通部公路规划设计院设计，由原广东省公路工程处（现广东省长大公路工程有限公司）施工。1990年优质工程银质奖1991年交通部优质工程一等奖1993年评为全国改革开放十大公路工程之一2000年中国首届土木工程（詹天佑）大奖 常德沅水大桥常德沅水大桥常德沅水大桥位于常德市城区国道207线和国道319线的交汇处,跨越沅水,该桥西通黔、滇，北达鄂、陕。该桥由湖南省交通规划勘察设计院设计。1981年12月，交通部批准修建常德沅水大桥初步设计是斜拉桥方案。1982年第2阶段设计时，除原报方案外，曾就7个不同的斜拉桥方案作了比较。1983年4月，再次上报3个设计方案。1983年5月，交通部重批初步设计，同意将1981年原批准的斜拉桥方案改为主桥为84+3*120+84米的5孔预应力混凝土单箱室连续梁方案。大桥桥型为预应力钢筋混凝土箱型连续梁桥，其孔径自南向北的布置是：725+84+3120+84+425+3516+313，共54孔，全长1408米。常德沅水大桥5孔主跨为预应力连续梁，两岸引桥分别设7孔和4孔25米预应力混凝土简支T梁。北岸在T梁外设38孔16米和13米的引桥，采用先张法预应力混凝土简支空心版，下部构造为双柱式墩，通航水位最高为39.8米，桥下净空8米；桥面宽：（15+22米）净宽19米；设计荷载：汽20级，挂100级，人群350公斤/平方案；地震设计烈度：7度；通航标准：4级航道；桥面纵坡：主桥1.8%,引桥1.4%;桥头北端引道长6.08公里,南端引道长7.27公里,均不低于二级公路技术标准。为配合城市景观，在北岸常德市区防洪堤处，桥面拓宽54米，其中行车道21米，两侧各设置宽16.5、长31.3米的平台,台面有雕塑2尊。位于主河漕中的4个主墩基础，采取用直径16米，高18米的双层钢围堰沉井施工。1号、2号墩基础为直径13.2米的圆形扩大基础，基底嵌入岩层1.22米。3为直径13.2米的圆形扩大基础，基底嵌入岩层1.2米。3号、4号墩基础为高桩承台，均以7根直径分别为2.4米与2.5米的桩，嵌入岩层分别为15米与11米，承台圆形直径为14米，大桥资金总概算为3977.7万元，其中交通部投资1200万元，省财政拨款1000万元，余为省公路养路费。全部工程用工130万工日，钢筋材6878吨，水泥2.033万吨，木材3274立方米，沥青480吨。黄石长江大桥黄石长江大桥黄石长江大桥位于长江中游的湖北省黄石市，是国家公路干线上海至成都312国道上的特大型桥梁，是一座预应力混凝土连续刚构桥。该桥全长2580.08米，主桥长1060米，分跨为162.5+3x245+162.5(米)，系一5跨预应力混凝土连续-刚构桥，跨度与联孔长度均很大。桥宽20m，其中机动车道宽15m，非机动车道各宽2.5米设于两侧。黄石岸引桥长840.7米，由连续箱梁桥和桥面连续简支T型梁桥组成；浠水岸引桥长679.21米，由桥面连续简支T型梁桥组成。主桥墩采用28m直径双壁钢围堰加16根3米钻孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力。通航净空200 x24米，可容5000t单体轮船或32000t大型船队上下通航。安徽铜陵长江大桥铜陵长江大桥位于铜陵市羊山矶下游600米处，距大通镇约5公里，是徐州屯溪南北贯通线跨长江的特大桥梁。铜陵长江大桥2010年5月12日铜陵长江大桥3号主墩首节钢沉井日前吊装下水，这标志着大桥正式进入施工阶段。铜陵长江大桥造价37亿元，主桥主跨630米，是世界最大跨公铁两用斜拉桥，计划2014年3月建成完工。铜陵长江大桥正桥全长16.719公里，由北引桥、跨江主桥和南引桥组成。主桥为公铁两用大桥，全长1290米，主跨630米，为两塔五跨钢桁梁斜拉桥。铜陵长江大桥建设规模宏大，堪称世界一流桥梁。该桥具有以下特点：一是设计速度高，列车设计时速250公里/小时，预留350公里/小时。二是设计荷载重，桥梁同时承担合福铁路双线荷载、合庐铜铁路双线荷载以及六车道高速公路荷载，设计荷载重量在大跨度高速桥梁中位列前茅。三是主桥跨度大，主跨630米在同类型桥梁中位列世界第一。四是施工难度大，3号主塔墩沉井体积大，位于近50米的深水区，水流速度大，沉井着床定位精度及沉井取土下沉难度大；4号主塔墩55根直径2.8米钻孔桩桩长101米，桩基嵌入岩层30米，桩数多、钻机多、直径大、入岩深，施工组织难度大；钢梁悬臂架设跨度大，合龙难度大。五是技术含量高，3号主塔墩钢沉井竖向分节段在工厂制造，现场整节段对接接高，对超大体积钢沉井节段的制造精度有严格要求；钢桁梁采用桁片式架设新方案，单个桁片长30米，重达300吨，桁片对接接点多，重量大，对架梁设备和桁片的制造精度提出了新的挑战。六是工期紧，合同要求35.5个月满足铺轨。日本横滨港湾大桥横滨港湾大桥横滨港湾大桥（日语：横浜，英语：Yokohama Bay Bridge）是位于日本神奈川县横滨市，长860m（中央支间长460m）的斜张桥。设计上参考了名港西大桥的方案。名称模仿旧金山的港湾大桥。制限速度为80km/h。（上层部）连接（中区）与（鹤见区）、上层部是首都高速道路湾岸线、下层部是国道357号。大黒头侧的桥脚道路下设有展望台与游歩道“Sky Walk（）”（收费）、可以观看到大型客船通过时的迫力与风景。此桥是港湾物流输送的重要路线。建设的目的、是要消解高度经济成长期时恶化的横滨市街地交通。1980年11月 着工 1989年9月27日 开通 2004年4月24日 下层部分的国道357号开通（暂定2车线）第三节 桩基础施工3.1 3.1 沉入桩基础沉入桩基础 3.2 3.2 钻孔灌注桩钻孔灌注桩施施工工工工序序 混凝土桩的预制桩的堆放与起吊方法锤击振动射水静压沉管灌注 施工方法备注：振动、沉管灌注在后面详细解释介绍 单打汽锤震动打桩机沉管内不进水和泥、沉管内保持2.0m混凝土，严格拔管速度。斜桩 垂直桩 1倾角正切约15施工要点沉管灌注桩沉桩允许误差 水中桩基的施工水中桩基的施工 （1）钢板桩围堰法（2）吊箱围堰法（3）打桩船法（4）套箱式模板修筑承台先围堰后沉桩，先沉桩后围堰顺序：搭设平台 打钢板桩 装支撑 水中挖土 沉桩 水下混凝土封底 抽水 筑承台。有底套箱有底套箱 套箱式模板修筑承台驳船起吊脚手支架起吊 施工主要工序：准备工作 场地准备 旱地：浅水：深水：平整、夯实场地围囹法筑岛场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土等3.2 钻孔桩基础钻孔桩基础 （2）埋设护筒护筒的作用护筒的埋置深度固定桩位、导向头、隔离地面水、保护孔口、提高水位。黏土、粉土 砂土土岛护筒顶护筒厚度钢48mm钢筋混凝土：810cm地下1.0m地下2.0m河床底面以下1.0m高出施工水位2.0m,地面以上0.5m护壁套筒（3）泥浆制备）泥浆制备护壁机理其它作用土质化学处理剂净化孔壁土体液态支撑；形成泥皮稳定孔壁 悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。膨润土，水的PH值78之间，不含杂质 重力沉淀法；振动筛净孔法。无机无机：纯碱等。促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度泥浆池冲击法冲抓法旋转法钻孔 钻 孔 冲击钻机钻孔钻头十字形管形十字钻头冲击钻孔的施工要点冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：12m中等冲程：23m高冲程：35m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分24级 冲抓钻机钻孔冲抓钻机钻孔 旋转钻机钻孔类型类型人工推钻、机械推钻或螺旋钻、正循环旋转、反循环旋转钻、潜水钻等。正循环钻结构示意图正循环钻结构示意图桩基础施工 钻孔灌注桩基础反循环钻结构示意图反循环钻结构示意图孔径孔径0.82.0m；孔深；孔深80m孔径孔径1.22.5m；孔深；孔深80m 常见事故：坍孔、钻孔漏 浆、弯孔、糊钻、缩孔、梅花孔、卡钻和掉钻。钻孔事故 清孔、钢筋笼入孔 及浇筑水下混凝土目的和方法目的方法减薄沉淀，提高孔底承载力沉渣厚度：柱10cm；摩擦柱30cm。抽渣法，吸泥法，换浆法。及时清孔防泥浆沉淀；补充清水和新泥浆，保持水位。柱桩灌注前，应射水冲孔35min，水压0.05MPa。清孔施工要点 吊钢筋笼入孔钻孔桩的质量检验检验目的质量要求检测方法 了解桩的承载力大小；桩的质量是否符合要求。强度要求；无夹层断桩；无混凝土离析桩底高程；桩底沉淀层厚度要求。混凝土试件检测；检测管超声波检测；钻孔取芯样检测。动力试桩case法检 测承载力超声波检测管