桥梁基础及墩台身施工技术-马彦启.ppt
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桥梁基础及墩台身施工技术-马彦启.ppt
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桥梁基础及墩台身施工技术马彦启目录n一、简述n二、桥梁基础施工技术n三、桥梁墩身施工技术一、简述n桥梁很早以前主要是用来跨河、跨沟,古代桥梁多以拱桥的形式出现,基础形式几乎是扩大基础的天下,桥墩为刚性重力式墩台。
n随着混凝土的应用,逐渐出现了梁板式桥,近代桥梁以跨河、山谷为主,基础形式由扩大基础发展为沉井基础、钻孔桩基础,沉井基础在深水桥墩中广泛应用,如我国近代的钱塘江1桥、南京长江大桥等。
n我国80、90年代,铁路工程改造和新建铁路桥梁建设时期,扩大基础、沉井基础和钻孔桩基础三种形式并存,90年代高速公路的建设发展开始,公路桥梁大量使用了钻孔桩基础,大大提高了基础的承载能力,墩身的结构形式也逐步由原来的刚性大体积墩身,发展到现在的轻型柱式桥墩。
n近期大量新型材料的应用和造桥技术、设备的不断更新,现代化的桥梁逐步向大跨高墩发展,钻孔桩基础发展迅速并广泛应用,沉井基础作为扩大基础的一种延伸形式逐步被深水桩基础取代。
目前跨海大桥基本都采用了深水桩基础的类型。
杭州拱宸桥创建于明崇祯四年(公元1631年)。
中孔净跨15.8m,两边孔各为11.9m。
拱券石厚30cm,为拱跨的1/52.7和1/39.7。
中墩厚约1m,合大孔的1/15.8。
钱塘江大桥,位于浙江省杭州市西湖之南,六和塔附近的钱塘江上。
茅以升为总设计师。
桥长1453米,分引桥和正桥。
正桥16孔,15座桥墩。
是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥,横贯钱塘南北,是连接沪杭甬铁路、浙赣铁路的交通要道。
大桥于1934年8月8日开始动工兴建,1937年9月26日建成,历时三年零一个月时间。
沉井基础。
杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥,它北起浙江省嘉兴市海盐郑家埭,南至宁波市慈溪水路湾。
它是沈海高速公路的一部分,全长36公里,是世界第三长的跨海大桥。
二、桥梁基础工程1、桥梁一般讲由上部结构、下部结构和附属构造物组成。
上部指主要承重结构和桥面系;下部结构包括桥台、桥墩和基础;附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。
2、基础的分类:
基础形式分为:
扩大基础、桩基础和沉井基础扩大基础、桩基础和沉井基础。
3、各类基础的适用条件:
扩大基础适应于地质较好的条件,造价低施工方便。
沉井基础适应于深水基础,由于施工技术复杂造价高,现在基本被桩基础取代。
桩基础:
适应各类复杂地址,施工方便。
桩基础按受力形式分为:
端承桩、摩擦桩端承桩、摩擦桩。
按施工方法分为:
钻孔桩、挖孔桩钻孔桩、挖孔桩(不适应摩擦桩)n4、扩大基础扩大基础又叫明挖基础其施工工艺流程如右图。
4.1、基坑开挖
(1)扩大基础首先要进行基坑开挖,基坑开挖有无支撑开挖和有支撑开挖两种方式。
(2)无支撑开挖有垂直坑壁开挖、放坡开挖方式。
基坑开挖一般采用放坡开挖,当基坑顶部无活载,半干硬或硬塑状等直立性好的粘土,基坑深部小于2米的基坑,可采用垂直坑壁开挖。
n4.2.明挖扩大基础施工要点n基础的定位放样,应在完成线路的精密复测后,在精测成果的基础上进行墩台基础放样工作,应注意桥梁中心线与线路中心线的关系。
n基坑开挖之前,应先做好地面排水系统。
在基坑顶外缘四周应向外设置排水坡、并在适当距离设置截水沟,且应防止水沟渗水,以避免地表水冲刷坑壁,影响坑壁稳定性。
n基坑一般采用放坡开挖,当坑内无水、开挖后坑壁处于稳定状态的基坑壁不于支撑;当基坑开挖后坑壁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、放坡开挖工程量较大,不符合技术经济要求时,可根据具体情况,采取必要的加固坑壁措施,如挡板支撑、喷混凝土护壁及锚杆支护等。
n基坑自开挖起,应抓紧连续不断地施工直至基础完成,施工时间绝不可拖延太长;如用机械开挖基坑,挖至坑底时,应保留30cm厚度的底层,在基础浇筑圬工前,用人工挖至基底标高。
n坑顶边缘应有一定的距离作护道,堆载距基坑缘0.5m。
动载(包括机械及通道)距基坑缘1.0m,垂直坑壁坑缘边的护道还应适当增宽,堆置弃土高度不得超过1.5m。
n基坑排水方法由地质条件确定:
当基坑内无流沙地层时、一般采用集水坑排水法;当基坑内有流沙地层时,宜采用井点排水法。
n基底检验一般采用直观、触探、挖试坑或钻探(钻深至少4m)等试验方法进行,对经加固处理后的特殊地基,采用触探或作密实度方法检验。
n基底处理:
对于一般软弱地基土层加固处理方法可归纳为四种,即:
换填土法,挤密土法,胶结土法,土工聚会法。
具体处理方法应由设计、监理、施工三方共同现场商定,并办理变更设计。
n基础结构施工:
对放坡开挖的基坑,采用组合钢模板立模作为基础模板;对坑壁垂直无水的基坑,可直接利用坑壁作基础模板;混凝土采取拌和站集中拌制,混凝土运输车运输,泵送混凝土入模,分层连续浇筑成型。
n基坑应尽量在少雨季节施工5、沉井基础n5.1沉井修筑方法n
(1)就地浇筑沉井法n用于旱地沉井基础,施工时先对场地整平夯实,铺垫砂垫层和垫木,就地预制沉井管节,逐节预制逐节下沉。
n
(2)筑岛沉井法n当水深在34米以内,流速较小时,可采用筑岛法。
筑岛材料应采用砂类土、砾石较小卵石等,不得使用粘性土填筑。
四周留有护道,宽度一般大于2米,岛顶面标高应高出水面0.5米。
n(3)浮云沉井法n当水流较深时,围堰筑岛施工困难,可用浮云沉井法。
沉井在岸边修筑后,利用滑道或其他办法下水浮运到墩位。
浮运沉井有钢筋混凝土沉井、钢丝网水泥沉井和钢壳沉井等几种。
5.2沉井施工顺序5.3沉井下沉的方法n沉井下沉的方法分为:
排水挖土下沉法和不排水挖土下沉法。
n当沉井内有大量涌水或大量翻砂,土质结构不稳定,不可能排水或排水需要较多设备和时间时,则采用不排水挖土法。
n沉井下沉主要是通过从井孔内挖土,清除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后,依靠自身重量下沉,井内不排水挖土的方法是:
抓土、吸泥、射水、冲击锤、水下爆破等。
n沉井下沉过程中,随时做好测量和记录,及时纠正下沉过程中的纠偏工作。
n沉井基础可以理解为扩大基础的一种发展形势,是历史发展的产物,在20世纪早期深水基础中广泛应用,随着桥梁的发展,对基础的受力要求越来越高,钻孔桩基础的逐步取代了沉井基础,沉井逐步演变为一种辅助的措施。
n桩基础主要分为打入桩、钻孔桩和挖孔桩三种方式n钻孔桩施工设备主要有:
n冲击钻(适应任何地层),回旋钻(适应土和软石),旋挖钻(适应土质地层,速度较快)。
n挖孔桩适用于无水、石质较好地层的端承桩,有点造价低速度快可遍地开花。
n钻孔桩施工需要围堰或作业平台,一般基础采用土石围堰,深水基础采用单壁钢围堰、双壁钢围岩或钻桩平台。
n打入桩多用于房建工程。
6、钻孔桩施工n6.1桩基础施工工艺流程n6.2、施工方法及施工要点、施工方法及施工要点n6.2.1、测量放样及埋设桩位(施工步骤)、测量放样及埋设桩位(施工步骤)n、复核全桥的桩位坐标,确认设计图纸提供的桩位数据。
n、排桩护桩放样与护桩埋设:
n由专职测量人员采用全站仪或GPS对桩位采用坐标法进行实地放样。
沿桥宽方向一次放出整排护桩桩位,沿桥长方向放出两排护桩桩位(如图1)当进行下一排桩基施工时可利用上一排排桩护桩。
排桩护桩为木桩,桩顶钉钉,高度80cm,埋入地下45cm,并用砂浆或素混凝土保护。
n单桩护桩放样与护桩埋设:
沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位,作为单桩护桩单桩护桩采用木桩(),桩顶钉钉,高度80cm,埋入地下45cm,并用砂浆或素混凝土保护。
n检测:
n自检:
现场技术员用几何尺寸方法复核桩位,每天对桩位护桩复核一次,若护桩被破坏或发生位移及时通知测量人员进行复测。
n监理检测:
n桩位放样完成,经现场技术人员检查无误后及时报请监理工程师复核,监理工程师用全站仪采用坐标法对桩位进行符合,无误后进行护筒埋设工作。
n6.2.2、护筒的制作与埋设n、护筒制作n护筒采用钢质护筒,4m以内的护筒,采用厚不小于5mm后的钢板制作,顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈;长度大于4m的钢护筒,采用厚不小于6mm厚钢板制作,顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈,护筒钢板接头焊接密实、饱满,不得漏浆。
制作时,钢护筒的内径比桩径大200-400mm。
n、护筒埋设n钢护筒埋置高出施工地面0.3m。
n护筒埋设:
护筒埋设:
n、埋设护筒采用挖坑法,由吊车安放。
n测量队对要埋设护筒的桩位进行放样,现场技术人员复核,旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔,所挖孔直径为护筒直径加40cm,挖孔深度为护筒长度。
n、在孔内回填3050cm粘土,并用旋挖钻钻头夯击密实。
n、利用护桩拉线绳定出桩位中心,再用线锤将桩位中心点引至孔底。
n、用吊车吊放护筒至空内,用线绳连接护筒顶部,吊垂线,用吊车挪动护筒,使护筒中心基本与桩位中心重合,其偏差不大于3cm。
n、护筒位置确定后,吊垂线,用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离,检查护筒的竖直度。
护筒斜度不大于1。
n、符合要求后在护筒周围对称填土,对称夯实。
n、四周夯填完成后,再次检测护筒的中心位置和竖直度。
n、测量护筒顶高程,根据桩顶设计高,计算桩孔需挖的深度。
n6.2.3、钻机就位及钻孔n、确定钻机位置,在钻机位置四周洒白灰线标记。
n、标记位置,定位。
将旋挖钻机开至白灰线标记位置,不再挪动。
n、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。
通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。
n、开始钻孔作业,钻进时应先慢后快,开始每次进尺为40-50cm,确认地下是否不利地层,进尺5米后如钻进正常,可适当加大进尺,每次控制在70-90cm。
n、成孔、成孔检查:
成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、检孔器等。
检孔器应按如下要求制作:
n检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm,长度为6D(D为孔径,检孔器的加工执行钢筋加工及安装作业指导书)。
n标定测绳,测绳采用钢丝测绳,20米以内测锤重2Kg,20米以上测锤重3Kg。
n测量护筒顶标高,根据桩顶设计标高计算孔深。
以护筒顶面为基准n面,用测绳测量孔深并记录,测量时测量五处(中心一处,四周对应护桩各测量一处)孔深按最小测量值,当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。
现场技术人员应严格控制孔深,不得用超钻代替钻渣沉淀。
n用检孔器检测孔径和孔的竖直度,检孔器对中后在孔内靠自重下沉,不借助其他外力顺利下至孔底,不停顿,证明钻孔符合规范及设计要求,如不能顺利下至孔底时,用钻机进行扩孔处理。
n检测标准:
孔深、孔径不小于设计规定;钻孔倾斜度误差不大于1;沉渣厚度符合设计规定:
n对于直径1.5m的桩,300mm;n对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩,500mm。
n桩位误差不大于50mm。
n6.2.4泥浆的制备及循环净化n一般多采用优质泥浆。
其各项指标为:
相对密度:
1.031.1;粘度(s):
1822;含砂率():
2;PH值:
810;胶体率():
98;失水率(ml/30min):
1420。
n根据桩基的分布位置设多个制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环槽连接。
出浆循环槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/s以便于碴土沉淀。
n采用泥浆搅拌机制浆。
泥浆造浆材料选用优质粘土,必要时再掺入适量外加剂(如:
CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等),保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好、成孔质量高的要求。
试验室负责泥浆配比试验及现场指导。
n钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方,不得任意堆弃在施工场地内或直接向水塘、江、河、湖、海排放,以避免污染环境。
n6.2.5清孔:
清孔:
n、孔底清理紧接终孔检查后进行。
钻到预定孔深后,必须在原深处n进行空转清土(10转/分钟),然后停止转动,提起钻杆。
n、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。
n、清孔后,用测绳检测孔深。
n6.2.6、钢筋笼制作与安装n
(1)、钢筋笼的制作n钢筋笼的制作执行钢筋加工及安装作业指导书n
(2)、钢筋笼的运输、安装n钢筋笼运输采用炮车运输,吊车安放。
n对钢筋笼加焊加强筋(具体形式和位置见图4),防止在运输安装过程中钢筋笼变形。
n、钢筋笼采用吊车安放,起吊钢筋笼时,吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担,勾挂
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