橋梁基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

橋梁基礎(chǔ)工程施工技術(shù)第1頁/共177頁第一節(jié)概述橋梁上部承受的各種荷載，通過橋臺或橋墩傳至基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳給地基?；A(chǔ)在橋梁的設(shè)計與施工中，占有極為重要的地位，對結(jié)構(gòu)物的安全使用和造價有很大的影響。資料統(tǒng)計表明，建筑物失事70％～80％是由基礎(chǔ)失敗而引起。橋址地基的巖體與土層性質(zhì)的復(fù)雜多變性，其規(guī)律是難以掌握，從施工角度來說，基礎(chǔ)類型與施工方法的正確選擇，不僅關(guān)系到造價高低、工期長短，而且還關(guān)系施工的難易程度甚至結(jié)構(gòu)物的成敗。合理的施工方案選定，必須根據(jù)橋址處的地質(zhì)、水文條件、橋梁結(jié)構(gòu)體系、環(huán)境以及施工條件等諸因素，經(jīng)過綜合考慮和反復(fù)論證比選之后才能加以確定。第2頁/共177頁第二節(jié)明挖擴大基礎(chǔ)施工擴大基礎(chǔ)或明挖基礎(chǔ)屬直接基礎(chǔ)，是將基礎(chǔ)底板設(shè)在直接承載地基上，來自上部結(jié)構(gòu)的荷載通過基礎(chǔ)底板直接傳遞給承載地基。擴大基礎(chǔ)的施工方法通常是采用明挖的方式進行的；在開挖基坑前，應(yīng)做好復(fù)核基坑中心線、方向和高程，并應(yīng)按地質(zhì)水文資料，結(jié)合現(xiàn)場情況，決定開挖坡度、支護方案以及地面的防水、排水措施。第3頁/共177頁地基土質(zhì)較為堅實，開挖后能保持坑壁穩(wěn)定，可不設(shè)置支撐，采取放坡開挖。實際工程由于土質(zhì)關(guān)系、開挖深度、放坡受到用地或施工條件限制等因素影響，需采取加固坑壁措施。在開挖過程中有滲水時，則需要在基坑四周挖邊溝或集水井以利排除積水。在水中開挖基坑時，通常需預(yù)先修筑臨時性的擋水結(jié)構(gòu)物(稱為圍堰)，將基坑內(nèi)水排干，再開挖基坑?；娱_挖至設(shè)計標(biāo)高后，必須抓緊進行坑底土質(zhì)鑒定、清理與整平工作，及時砌筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物。明挖擴大基礎(chǔ)施工的主要內(nèi)容:

基礎(chǔ)的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理、砌筑(澆筑)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物。第4頁/共177頁一、基礎(chǔ)的定位放樣為建筑基礎(chǔ)開挖的臨時性坑井稱基坑?；訉倥R時性工程，作用是提供一個空間，使基礎(chǔ)的砌筑作業(yè)得以按照設(shè)計所指定的位置進行。在基坑開挖前，先進行基礎(chǔ)的定位放樣工作，以便正確地將設(shè)計圖上的基礎(chǔ)位置準(zhǔn)確地設(shè)置到橋址上。放樣工作根據(jù)橋梁中心線與墩臺的縱橫軸線，推出基礎(chǔ)邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖范圍?；拥撞砍叽巛^設(shè)計的尺寸每邊各增加0.5～1.0m的富余量，以便于支撐、排水與立模板。第5頁/共177頁第6頁/共177頁二、陸地基坑開挖基坑大小應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工要求。對有滲水土質(zhì)的基坑坑底開挖尺寸，需按基坑排水設(shè)計基礎(chǔ)模板設(shè)計而定，一般基底尺寸應(yīng)比設(shè)計平面尺寸各邊增寬0.5～1.0m。基坑可采用:垂直開挖、放坡開挖、支撐加固或其他加固的開挖方法，具體應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、基坑深度、施工期限與經(jīng)驗，以及有無地表水或地下水等現(xiàn)場因素來確定。第7頁/共177頁(一)坑壁不加支撐的基坑對于在干涸無水河灘、河溝中，或有水經(jīng)改河或筑堤能排除地表水的河溝中；地下水位低于基底，或滲透量少，不影響坑壁穩(wěn)定；以及基礎(chǔ)埋置不深，施工期較短，挖基坑時，不影響鄰近建筑物安 全的施工場所， 可考慮選用坑 壁不加支撐的 基抗。 基坑的形式 如圖4—2所示。第8頁/共177頁第9頁/共177頁粘性土在半干硬或硬塑狀態(tài)，基坑頂緣無活荷載，稍松土質(zhì)基坑深度不超過0.5m，中等密實(鍬挖)土質(zhì)基坑深度不超過1.25m，密實(鎬挖)土質(zhì)基坑深度不超過2.00m時，均可采用垂直坑壁基坑?；由疃仍?m以內(nèi)，土的濕度正常時，采用斜坡坑壁開挖或按坡度比值挖成階梯形坑壁，每梯高度為0.5～1.0m為宜，可作為人工運土出坑的臺階?；由畲笥?m時，坑壁坡度適當(dāng)放緩，或加做平臺。土的濕度影響坑壁的穩(wěn)定性時，應(yīng)采用該濕度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。當(dāng)基坑的上層土質(zhì)適合敞口斜坡坑壁條件，下層土質(zhì)為密實粘性土或巖石可用垂直坑壁開挖，在坑壁坡度變換處，應(yīng)保留有至少為0.5m的平臺。第10頁/共177頁基坑施工過程中應(yīng)注意以下幾點：1)在基坑頂緣四周適當(dāng)距離處設(shè)置截水溝，防止水溝滲水，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩(wěn)定性；2)坑壁緣邊應(yīng)留有護道，靜荷載距坑邊緣不小于0.5m，動荷載距坑邊緣不小于1.0m；垂直坑壁邊緣的護道還應(yīng)適當(dāng)增寬；水文地質(zhì)條件欠佳時應(yīng)有加固措施；3)應(yīng)經(jīng)常注意觀察坑邊緣頂面土有無裂縫，坑壁有無松散塌落現(xiàn)象發(fā)生，以確保安全施工；4)基坑施工不可延續(xù)時間過長，自開挖至基礎(chǔ)完成，應(yīng)抓緊時間連續(xù)施工；5)如用機械開挖基坑，挖至坑底時，應(yīng)保留不小于30cm厚度的底層，在基礎(chǔ)澆筑圬工前，用人工挖至基底標(biāo)高；6)基坑應(yīng)盡量在少雨季節(jié)施工，7)基坑宜用原土及時回填，對橋臺及有河床鋪砌的橋墩基坑，則應(yīng)分層夯實。第11頁/共177頁(二)坑壁有支撐的基坑基坑壁坡不易穩(wěn)定并有地下水滲入，或放坡開挖場地受到限制，或基坑較深、放坡開挖工程數(shù)量較大，不符合技術(shù)經(jīng)濟要求時，采取以下的加固坑壁措施，如擋板支撐、鋼木結(jié)合支撐、砼護壁及錨桿支護等。常用的坑壁支撐形式有：直襯板式坑壁支撐(圖4—3)、橫襯板式坑壁支撐(圖4—4)、框架式支撐(圖4—5)其他形式的支撐(如錨樁式、錨桿式、錨碇板式、斜撐式等)，如圖4—6所示?？颖谟兄蔚氖┕?，按土質(zhì)情況不同，可一次挖成或分段開挖，每次開挖深度不宜超過2m。第12頁/共177頁第13頁/共177頁第14頁/共177頁第15頁/共177頁砼護壁適用于除流砂及呈流塑狀態(tài)的粘土外的各類土的開挖防護，對較大直徑、較深基坑的圓形或橢圓形土質(zhì)基坑更宜采用。砼護壁的施工方法有兩種：(1)噴射砼護壁 一般噴護厚度為5～8cm，一次噴護約需1～2h。一次噴護如達不到設(shè)計厚度，應(yīng)等第一次噴層終凝后再補噴，直至要求厚度為止。噴護的基坑深度應(yīng)按地質(zhì)條件決定，一般不宜超過10m?；娱_挖若遇有較大滲水時，可采取下列措施之一。①每層開挖深度不大于0.5m，匯水坑設(shè)在基坑中心；②開挖含水土層時，宜擴挖0.4m，以石料碼砌擴挖部位，并在表面噴射一層5～8cm厚的砼；③對流砂、淤泥等夾層，除打入小木樁外，并在樁間繞纏竹筋、荊笆或掛上竹籬等后再噴射砼。第16頁/共177頁錨噴護壁噴射混凝土護壁第17頁/共177頁(2)現(xiàn)澆砼護壁基坑開挖視地質(zhì)穩(wěn)定情況，一般挖深1.0～1.8m，即應(yīng)立模澆筑砼。拆模時間應(yīng)根據(jù)摻速凝劑數(shù)量、氣溫條件、砼達到支撐強度等要求來決定，通常在24h以上便可拆模。挖一節(jié)澆一節(jié)直至基底。必要時可采用鋼筋砼護壁。對于圓形基坑，開挖面應(yīng)均勻分布，對稱施工，及時灌筑，無支承總長度不得超過二分之一周長。第18頁/共177頁三、水中基礎(chǔ)的基坑開挖橋梁墩臺基礎(chǔ)大多位于地表水位以下，有時流水還比較大，施工時都希望在無水或靜止水條件下進行。橋梁水中基礎(chǔ)最常用的施工方法是圍堰法。圍堰的作用是防水 和圍水，有時還起 著支撐施工平臺和 基坑坑壁的作用。圍堰的結(jié)構(gòu)形式和材料要根據(jù)水深、流速、地質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式以及通航要求等條件進行選擇。第19頁/共177頁任何形式和材料的圍堰，均必須滿足下列要求：第一、圍堰頂高宜高出施工期間最高水位70cm，最低不應(yīng)小于50cm，用于防御地下水的圍堰宜高出水位或地面20～40cm。第二、圍堰外形應(yīng)適應(yīng)水流排泄，大小不應(yīng)壓縮流水?dāng)嗝孢^多，以免壅水過高危害圍堰安全，影響通航、導(dǎo)流等。圍堰內(nèi)形應(yīng)適應(yīng)基礎(chǔ)施工的要求，并留有適當(dāng)?shù)墓ぷ髅娣e。堰身斷面尺寸應(yīng)保證有足夠的強度和穩(wěn)定性，使基坑開挖后，圍堰不致發(fā)生破裂、滑動或傾覆。第三、圍堰要求防水嚴(yán)密，應(yīng)盡量采取措施防止或減少滲漏，以減輕排水工作。對圍堰外圍邊坡的沖刷和筑圍堰后引起河床的沖刷均應(yīng)有防護措施。第四、圍堰施工一般應(yīng)安排在枯水期進行。第20頁/共177頁表4—5公路橋梁中應(yīng)用的圍堰類型及其適用條件第21頁/共177頁(一)土石圍堰土圍堰最好是用在水淺、流速不大、河床土層為不透水的情況下。土圍堰可用任意土料筑成，以粘土或砂類粘土較好。土堰的斷面一般為梯形(圖4—8)。當(dāng)水流速大于0.7m／s時，為保證堰堤不被沖刷蠶食和為減少圍堰工程量，可用草(麻)袋盛土碼砌堰堤邊坡，稱為草(麻)袋圍堰(圖4—9)。土袋上下層和內(nèi)外層應(yīng)相互錯縫，盡量堆碼密實整齊；填筑時，均應(yīng)自上游開始，至下游合攏。第22頁/共177頁第23頁/共177頁土石圍堰防水處理第24頁/共177頁(二)木籠圍堰或竹籠圍堰在巖層裸露河底不能打樁，或流速較大而水深在1.5～4.0m的情況下，可采用木(竹)籠圍堰。木(竹)籠圍堰是用方木、圓木或竹材疊成框架，內(nèi)填土石構(gòu)成的(圖4—10)。經(jīng)過改進的木籠圍堰稱為木籠架圍堰，減少了木料用量。在木籠架就位后，再拋填片石，然后在外側(cè)設(shè)置板樁墻。木籠架圍堰的抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定性，可按兩側(cè)無土的情況來驗算，把木籠當(dāng)作一個整體，當(dāng)堰內(nèi)排水后，木籠就受到外側(cè)水壓力的作用，其穩(wěn)定性完全依賴 于自重與其中 填土重(均須扣 除浮力)以及所 產(chǎn)生的摩阻力。 只要寬度不小 于0.6h，圍堰 的穩(wěn)定性就可以得到保證。第25頁/共177頁(三)鋼板樁圍堰鋼板樁本身強度大，防水性能好，打入土層時穿透能力強，不但能穿過礫石、卵石層，也能切入軟巖層內(nèi)，因此，鋼板樁的適用范圍相當(dāng)廣。10—30m深的圍堰，用鋼板樁是適當(dāng)?shù)?。鋼板樁是碾壓成型的，斷面形式多種多樣。我國常用的是德國拉森(Larssen)式槽型鋼板樁。鋼板樁的成品長度有幾種規(guī)格(可查閱施工規(guī)范或手冊)，最大為20m，還可根據(jù)需要接長。板樁之間用鎖口形式連接，圖4—11為常見的三種鎖口形狀。第26頁/共177頁第27頁/共177頁第28頁/共177頁插打鋼板樁時必須備有可靠的導(dǎo)向設(shè)備，以保證鋼板樁的垂直沉入。一般先將全部鋼板樁逐根或逐組插打到穩(wěn)定深度，然后依次打入至設(shè)計深度。插打的順序按施工組織設(shè)計進行，一般自上游分兩頭插向下游合攏。插打前在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物，組拼樁時，用油灰和棉花捻縫，以防漏水。在插打過程中，應(yīng)隨時檢查其平面位置是否正確，樁身是否垂直，發(fā)現(xiàn)傾斜應(yīng)立即糾正或拔起重插。第29頁/共177頁當(dāng)水深較大時，常用圍囹(以鋼或鋼木構(gòu)成的框架)作為鋼板樁的定位和支撐(圖4—12a)。即先在岸上或駁船上拼裝圍囹，運至墩位定位后，在圍囹內(nèi)插打定位樁，把圍囹固定在定位樁上，然后在圍囹四周的導(dǎo)框內(nèi)插打鋼板樁。在深水處修筑圍堰，為了保證圍堰不滲水或盡可能少滲水，可采用雙層鋼板樁圍堰(圖4—12b)，或采用鋼管式的鋼板樁圍堰(圖4—12c)。鋼板樁可用錘擊、振動或輔以射水等方法下沉，但在粘土地基中不宜使用射水。錘擊時宜使用樁帽，以分布沖擊力和保護樁頭。第30頁/共177頁圍囹第31頁/共177頁圍堰將合攏時，宜經(jīng)常觀測四周的沖淤狀況，必要時應(yīng)采取措施，預(yù)防上游沖空、涌水或下游淤積，影響施工進程。橋梁墩臺施工完畢后，可用千斤頂、浮式起重機、振動法及雙動汽錘倒打等方法，將鋼板樁拔出。拔除前應(yīng)向圍堰內(nèi)灌水，使堰內(nèi)水位高于堰外水位1.0～1.5m。拔樁時從下游附近易于拔除的一根或一組鋼板樁開始，并先錘擊幾次或射水稍予松動后再上拔。第32頁/共177頁第33頁/共177頁(四)套箱圍堰套箱圍堰適用于埋置不深的水中基礎(chǔ)，也可用修建樁基承臺。套箱用木板、 鋼板或鋼絲網(wǎng)水泥制成 的無底圍堰，內(nèi)部設(shè)木、 鋼料支撐，圖4—13為 鋼木套箱圍堰示意。根據(jù)工地起吊、運輸能力和現(xiàn)場情況，套箱可制成整體式或裝配式。套箱的接縫必須采取防止?jié)B漏的措施。第34頁/共177頁第35頁/共177頁

套箱施工分為準(zhǔn)備、制作、就位、下沉、清基和澆注水下砼等工序。準(zhǔn)備是用2～4艘20t船只聯(lián)結(jié)組成工作平臺；制作系在岸上加工拼裝組件，運往工作平臺組裝成無底套箱；就位系將工作臺浮運或吊運至基礎(chǔ)位置，按測量控制就位；下沉是將套箱吊起，拆去工作臺上腳手板，慢慢下沉。需注意使套箱位置平穩(wěn)，不得傾斜，并用絞車等設(shè)備隨時校正套箱位置。下沉套箱前，應(yīng)清除河床表面障礙物，隨著套箱下沉逐步清除河床土層直至設(shè)計標(biāo)高。清基時，當(dāng)基底為巖層時，應(yīng)整平基巖。待套箱下沉完畢后，可采用吹沙吸泥或靜水挖抓沙泥方法進行水下清基?；捉?jīng)過檢驗合格即可灌筑水下砼封底，然后抽干套箱內(nèi)存水，澆筑墩臺。第36頁/共177頁第37頁/共177頁用套箱法修建承臺底面為土質(zhì)的樁基承臺時，宜在基樁沉入完畢后，整平河底，下沉套箱，清除樁頂覆蓋土至設(shè)計高度，然后灌筑水下砼封底、抽水、建筑承臺。若承臺底面在水中時，宜將套箱固定在基樁、支架或吊船上，再安裝套箱底板，然后在套箱內(nèi)灌筑水下砼封底、抽水、修筑承臺。鋼套箱較鋼木套箱整體性能好，剛度大，適應(yīng)深水中的較大基礎(chǔ)。鋼套箱骨架用角鋼焊接或螺栓聯(lián)結(jié)組成，用鋼板焊接或鉚接成板壁，最宜用大型浮吊安裝就位。第38頁/共177頁如果基坑土質(zhì)不好，采用抽水挖基將產(chǎn)生涌泥或涌砂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響坑壁的穩(wěn)定時，或者基坑土質(zhì)滲水量過大，已超過現(xiàn)有排水能力，基坑水抽不干時，均可采用水中挖基方法。常用的水中挖基方法有：水力吸泥機、水力吸石筒、空氣吸泥機等。如遇有堅密土層，可用射水方法配合松土，以加快挖基進度。如基坑水深，挖方量大，·亦可采用抓泥斗或挖掘機進行水中挖基作業(yè)。第39頁/共177頁第40頁/共177頁第41頁/共177頁四、基坑排水基坑坑底一般多位于地下水位以下，地下水會經(jīng)常滲進坑內(nèi)，因此必須設(shè)法把坑內(nèi)的水排除，以便利施工。要排除坑內(nèi)滲水，首先要估算涌水量，方能選用相當(dāng)?shù)呐潘O(shè)備。例如某橋墩基礎(chǔ)采用木籠圍堰，地質(zhì)、水文情況如圖4—14所示，圍堰面積約1000m2，設(shè)置五臺抽水機，總排水能力約為1000t／h，保證基坑內(nèi)基本無水作業(yè)。第42頁/共177頁(一)滲水量的計算施工前為了估計基坑抽水設(shè)備能力，應(yīng)先計算基坑的滲水量。計算可參照現(xiàn)有的經(jīng)驗公式進行，其中土的滲透系數(shù)是計算滲水量準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。滲透系數(shù)可選用相關(guān)公式計算基坑的總滲水量。第43頁/共177頁(二)基坑排水橋梁基礎(chǔ)施工中常用的基坑排水方法有：1)集水坑排水法除嚴(yán)重流沙外，一般情況下均可適用。集水坑(溝)的大小，主要根據(jù)滲水量的大小而定；排水溝底寬不小于0.3m、縱坡為1％～5%，如排水時間較長或土質(zhì)較差時，溝壁可用木板或荊笆支撐防護。集水坑一般設(shè)在下游位置，坑深應(yīng)大于進水籠頭高度，并用荊笆、竹篾、編筐或木籠圍護，以防止泥沙阻塞吸水籠頭。第44頁/共177頁2)井點排水法 當(dāng)土質(zhì)較差有嚴(yán)重流沙現(xiàn)象，地下水位較高，挖基較深，坑壁不易穩(wěn)定，用普通排水方法難以解決時，可采用井點排水法。井點排水適用于滲透系數(shù)為0.5～150m／d的土壤中，尤其在2～50m／d的土壤中效果最好。降水深度一般可達4～6m，二級井點可達6～9m，超過9m應(yīng)選用噴射井點或深井點法。可視土層的滲透系數(shù)、要求降低地下水位的深度及工程特點等，選擇適宜的井點排水法和所需設(shè)備。井點法排水示意圖見圖4—16。第45頁/共177頁用井點法降低土層中地下水位時，應(yīng)盡可能將濾水管埋設(shè)在透水性較好的土層中。并應(yīng)在水位降低的范圍內(nèi)，設(shè)置水位觀測孔；對整個井點系統(tǒng)應(yīng)加強維修和檢查，以保證不問斷地進行抽水；還應(yīng)考慮到水位降低區(qū)域構(gòu)筑物受其影響而可能產(chǎn)生的沉降。要做好沉降觀測，必要時應(yīng)采取防護措施。井點排水法需要設(shè)備多，施工布置較復(fù)雜，費用大，應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟比較后采用。在橋涵基礎(chǔ)中多用于城市內(nèi)挖基。第46頁/共177頁井點排水第47頁/共177頁井點排水第48頁/共177頁3)其他排水法對于土質(zhì)滲透性較大、挖掘較深的基坑，可采用板樁法或沉井法用帷幕法，即將基坑周圍土層用硅化法、水泥灌漿法、瀝青灌漿法及凍結(jié)法等處理成封閉的不透水的惟幕、自然凍結(jié)法在我國北方地區(qū)應(yīng)用前景較好，一般采用分格分層開挖。淺灘處可用砂土筑島代替水，因為土的凍結(jié)速度比水快。河中水深大于2m以上時，可考慮采用冰套箱法，將套箱直接排水沉到河底，以縮短鑿冰時間。第49頁/共177頁五、基底檢驗與處理(一)基底檢驗基礎(chǔ)是隱蔽工程，基坑施工是否符合設(shè)計要求，在基礎(chǔ)澆筑前應(yīng)按規(guī)定進行檢驗。檢驗的目的在于：確定地基的容許承載力大小、基坑位置與標(biāo)高是否與設(shè)計文件相符，以確?；A(chǔ)的強度和穩(wěn)定性，不致發(fā)生滑移等病害。基底檢驗的主要內(nèi)容應(yīng)包括：檢查基底平面位置、尺寸大小，基底標(biāo)高；檢查基底土質(zhì)均勻性，地基穩(wěn)定性及承載力等；檢查基底處理和排水情況；檢查施工日志及有關(guān)試驗資料等等。第50頁/共177頁基底檢驗按橋涵大小、地基土質(zhì)情況及結(jié)構(gòu)對地基有無特殊要求等，按以下方法進行：1.小橋涵的地基，一般采用直觀或觸探方法，必要時進行土質(zhì)試驗。特殊設(shè)計的小橋涵對地基沉降有嚴(yán)格要求，土質(zhì)不良時，宜進行荷載試驗。對經(jīng)加固處理后的特殊地基，一般采用觸探或作密實度檢驗等。2.大、中橋和填土12m以上涵洞的地基，一般由檢驗人員用直觀、觸探、挖試坑或鉆探(鉆深至小4m)試驗等方法，確定土質(zhì)容許承載力是否符合設(shè)計要求。對地質(zhì)特別復(fù)雜，或在設(shè)計文件中有特殊要求，或雖經(jīng)加固處理又經(jīng)觸探、密實度檢驗后尚有疑問時，需進行荷載試驗。第51頁/共177頁(二)基底處理天然地基上的基礎(chǔ)是直接靠基底土壤來承擔(dān)荷載的，故基底土壤狀態(tài)的好壞，對基礎(chǔ)及墩臺、上部結(jié)構(gòu)的影響極大，不能僅檢查土壤名稱與容許承載力大小，還應(yīng)為土壤更有效地承擔(dān)荷載創(chuàng)造條件，即要進行基底處理工作?；滋幚矸椒ㄒ暬淄临|(zhì)而異，表4—14匯總了一般的處理方法，可供參考。軟土及軟弱地基為沉積的軟弱飽和粘土層，承壓力小、沉降量大，進行處理時，可根據(jù)軟土層的厚度及其物理力學(xué)性質(zhì)、承載力大小、施工期限、施工機具和材料供應(yīng)等因素，因地制宜、就地取材，采取換填土、砂礫墊層、袋裝砂井、排水塑料板樁、生石灰樁、真空預(yù)壓及粉體噴射攪拌法等處理方法。第52頁/共177頁第53頁/共177頁六、基礎(chǔ)圬工澆(砌)筑 明挖基坑中的基礎(chǔ)施工，應(yīng)盡可能的使基底處于干的情況下澆砌基礎(chǔ)。通常的基礎(chǔ)施工可分為無水砌筑、排水澆砌及水下灌筑三種情況。（一）排水砌筑的施工要點是：確保在無水狀態(tài)下砌筑圬工；禁止帶水作業(yè)及用砼將水趕出模板外的灌注方法；基礎(chǔ)邊緣部分應(yīng)嚴(yán)密隔水；水下部分圬工必須待水泥砂漿或砼終凝后才允許浸水。第54頁/共177頁（二）水下灌筑砼 一般只有在排水困難時采用。基礎(chǔ)圬工的水下灌筑分為：水下封底和水下直接灌筑基礎(chǔ)兩種。1)水下封底砼的厚度。 封底之后，要從基坑內(nèi)排干水。這時基底面上受到向上作用的水壓力P。(圖4—17)。封底砼在水作用下，有如周邊支承的板，其最小厚度J應(yīng)能保證砼板有足夠的 強度。浮筒的自重應(yīng)能保證 不被浮起。水下封底砼的質(zhì)量不易控制，故封底厚度不能完全按公式計算決定，還應(yīng)參照實際經(jīng)驗。為滿足防滲漏的要求，封底砼的最小厚度一般為2m左右。第55頁/共177頁2)水下砼的灌注方法 橋梁基礎(chǔ)施工中廣泛采用的是垂直移動導(dǎo)管法，圖4—18砼經(jīng)導(dǎo)管輸送至坑底，并迅速將導(dǎo)管下端埋沒，隨后砼不斷地輸送到被埋沒的導(dǎo)管下端，從而迫使先前輸送到的但尚未凝結(jié)的砼向上和向四周推移。隨著基底砼的上升，導(dǎo)管亦緩慢地向上提升，達到要求的封底厚度時，停止灌入砼并拔出導(dǎo)管。第56頁/共177頁當(dāng)封底面積較大時，宜用多根導(dǎo)管同時或逐根灌注，按先低處后高處、先周圍后中部次序并保持大致相同的標(biāo)高進行，以保證使砼充滿基底全部范圍。導(dǎo)管的根數(shù)及在平面上的布置，可根據(jù)封底面積、障礙物情況、導(dǎo)管作用半徑等因素確定。導(dǎo)管的有效作用半徑則因砼的坍落度大小和導(dǎo)管下口超壓力大小而異。對于大體積的封底砼，可分層分段逐次灌注。對于強度要求不高的圍堰封底水下砼，也可以一次由一端逐漸灌注到另一端。在正常情況下，所灌注的水下砼僅其表面與水接觸，其他部分的灌注狀態(tài)與空氣中灌注無異，從而保證了水下砼的質(zhì)量。至于與水接觸的表層砼，可在排干水而外露時予以鑿除。第57頁/共177頁采用導(dǎo)管法灌注水下砼要注意以下幾個問題：(1)導(dǎo)管應(yīng)試拼裝，球塞應(yīng)試驗通過，施工時嚴(yán)格按試拼的位置安裝。導(dǎo)管試拼后，檢查導(dǎo)管有無漏水現(xiàn)象。導(dǎo)管各節(jié)的長度不宜過大，聯(lián)結(jié)應(yīng)可靠而又便于裝拆，以保證拆卸時中斷灌注時間最短。(2)為使砼有良好的流動性，粗骨料粒徑以20～40mm為宜。坍落度應(yīng)不小于18cm，一般傾向于用大一些。水泥用量比空氣中同等級的砼增加20％。(3)必須保證灌注工作的連續(xù)性，在任何情況下不得中斷灌注。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常測量砼表面的標(biāo)高，正確掌握導(dǎo)管的提升量。導(dǎo)管下端務(wù)必埋入砼內(nèi)，埋入深度一般不應(yīng)小于0.5m。(4)水下砼的流動半徑，要綜合考慮到對砼質(zhì)量的要求、水頭的大小、灌筑面積的大小、基底有無障礙物以及砼拌和機的生產(chǎn)能力等因素來決定。第58頁/共177頁

澆筑基礎(chǔ)時，應(yīng)做好與臺身、墩身的接縫聯(lián)結(jié)，一般要求：(1)砼基礎(chǔ)與砼墩臺身的接縫，周邊應(yīng)預(yù)埋直徑不小于16mm的鋼筋或其他鐵件，埋入與露出的長度不應(yīng)小于鋼筋直徑的30倍，間距不大于鋼筋直徑的20倍。(2)砼或漿砌片石基礎(chǔ)與漿砌片石墩臺身的接縫，應(yīng)預(yù)埋片石作榫，片石厚度不應(yīng)小于15cm，片石的強度要求不低于基礎(chǔ)或墩臺身砼或砌體的強度。施工后的基礎(chǔ)平面尺寸，其前后、左右邊緣與設(shè)計尺寸的容許誤差不大于土50mm。第59頁/共177頁七、地基加固及實例(一)地基加固 土質(zhì)強度、壓縮性和透水性等性質(zhì)有很大的差異。其中，有不少是軟弱土或不良土，諸如淤泥和淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土以及土洞、溶洞等。 當(dāng)橋涵位置處于這類土層上時，除可采用樁基、沉井等深基礎(chǔ)外，也可采用地基加固措施，以提高其承載能力，然后在其上修筑擴大基礎(chǔ)。 對于一般軟弱地基土層加固處理方法可歸納為四種類型，第60頁/共177頁1、換填土法：將基礎(chǔ)下軟弱土層全部或部分挖除，換填力學(xué)物理性質(zhì)較好的土；2、擠密土法：用重錘夯實或砂樁、石灰樁、砂井、塑料排水板等方法，使軟弱土層擠壓密實或排水固結(jié)；3、膠結(jié)土法：用化學(xué)漿液灌入或粉體噴射攪拌等方法，使土壤顆粒膠結(jié)硬化，改善土的性質(zhì)；4、土工聚合物法：用土工膜、土工織物、土工格柵與土工合成物等加筋土體，以限制土體的側(cè)向變形，增加土的周壓力，有效提高地基承載力。實際工程中必須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對地基的要求，針對不同地基土的特性，有的放矢、因地制宜地選擇加固方法。只有了解軟弱土層的特性，掌握不同處理方法的加固機理，才能使地基加固得恰到好處，以最經(jīng)濟的手段達到預(yù)期的加固效果。第61頁/共177頁(二)地基加固實例 我國南部沿海XX大橋，橋址處地質(zhì)構(gòu)造：河床表層為河口相淤泥和濱海相淤泥質(zhì)粉砂為主的松散堆積，呈流塑、軟塑狀，層厚16～25m，其下為沖積中粗砂礫層和殘積礫質(zhì)亞粘土層，埋深20～30m，基巖為中粗粒花崗巖，致密堅硬。由于橋臺臺后填土高，軟土覆蓋層深厚，且含水量高、壓縮性大，地基需經(jīng)加固處理才能滿足設(shè)計要求。該橋采用常用的加固方法，塑料排水板、粉噴樁復(fù)合地基和超載預(yù)壓法等進行方案比較，結(jié)果表明：水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果顯著，施工工期最短，但費用最高；超載預(yù)壓法則工期太長，剩余沉降量過大；塑料排水板加固軟基效果好，工期較短，施工簡單，有較成熟的施工經(jīng)驗等。最后采用塑料排水板加固臺后軟基，效果良好。第62頁/共177頁第三節(jié)樁與管柱基礎(chǔ)施工

當(dāng)?shù)鼗鶞\層土質(zhì)較差，持力土層埋藏較深，需要采用深基礎(chǔ)才能滿足結(jié)構(gòu)物對地基強度、變形和穩(wěn)定性要求時，可用樁基礎(chǔ)?；鶚栋床牧戏诸愑心緲?、鋼筋砼樁、預(yù)應(yīng)力砼樁與鋼樁。橋梁基礎(chǔ)中應(yīng)用較多的是中間兩種。按制作方法分為預(yù)制樁和鉆(挖)孔灌注樁；按施工方法分為錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鉆孔埋置樁等，前四種又統(tǒng)稱為沉入樁。應(yīng)該依據(jù)地質(zhì)條件、設(shè)計荷載、施工設(shè)備、工期限制及對附近建筑物產(chǎn)生的影響等選擇樁基的施工方法。第63頁/共177頁一、沉入樁基礎(chǔ)

沉入樁所用的基樁主要為:

預(yù)制的鋼筋砼樁和預(yù)應(yīng)力砼樁。斷面形式常用的有實心方樁和空心管樁兩種，方樁尺寸為30cm×30cm、30cm×35cm、35cm×35cm、35cm×40cm、40cm×40cm，樁長為10～24m。管樁一般由工廠以離心成型法制成，目前成品規(guī)格；管樁外徑40cm、55cm兩種，分為上、中、下三節(jié)，管壁厚度為8～10cm。近年來發(fā)展的PHC高強預(yù)應(yīng)力砼離心管樁已在工程上廣泛應(yīng)用，PHC離心管樁系工廠化生產(chǎn)，制樁標(biāo)準(zhǔn)化程度高，具有砼強度高(C80)、施工可貫入性好、穿透力強、耐久性好及噸位承載造價低等特點，且樁型、樁長可根據(jù)用戶要求及施工情況靈活選配和拼接。同時PHC管樁的樁尖可按場地土質(zhì)類型選用開口式或閉口式，其中開口式可減少打樁過程中外排土量，從而減輕對周圍建筑物和地下管道、管線等擠壓效應(yīng)。圖4—19為制樁工藝流程圖。第64頁/共177頁預(yù)應(yīng)力圓樁預(yù)應(yīng)力方樁第65頁/共177頁第66頁/共177頁

制作鋼筋砼樁和預(yù)應(yīng)力砼樁所用技術(shù)應(yīng)按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》辦理。此外，還應(yīng)注意以下事項：1)鋼筋砼樁內(nèi)的縱向主鋼筋如需接頭時，應(yīng)采用對焊接頭；2)螺旋筋或箍筋必須箍緊主筋，與主筋交接處應(yīng)用點焊焊接或用鐵絲扎結(jié)牢固；3)預(yù)應(yīng)力砼的縱向主筋采用冷拉鋼筋且需焊接時，應(yīng)在冷拉前采用閃光接觸對焊焊接；4)樁長用法蘭盤連接時，法蘭盤應(yīng)對準(zhǔn)位置焊接在鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋上；對先張法預(yù)應(yīng)力砼樁，法蘭盤應(yīng)先焊接在力筋上，然后進行張拉；5)砼應(yīng)由樁頂向樁尖方向連續(xù)灌注，不得中斷；第67頁/共177頁鋼筋砼樁的預(yù)制要點為：制樁場地的整平與夯實；制模與立模；鋼筋骨架的制作與吊放；砼澆筑與養(yǎng)護。間接澆筑法要求第一批樁砼達到設(shè)計強度的30％后，方可拆除側(cè)模；待第二批樁的砼達到設(shè)計強度的70％后才可起吊出坑。預(yù)制樁在起吊與堆放時，較多采用兩個支點。較長的樁也可用3～4個支點。支點位置一般應(yīng)按各支點處最大負彎矩與支點間樁身最大正彎矩相等的條件來確定，圖4—21所示。起吊就位多采用1個或2個吊點，如圖內(nèi)a)、e)。堆放場地應(yīng)靠近沉樁現(xiàn)場，場地平整堅實，并備有防水措施，以免場地出現(xiàn)濕陷或不均勻沉陷。當(dāng)預(yù)制樁長度不足時要接樁。常用的接樁方法有：法蘭盤連接、鋼板連接及硫磺膠泥(砂漿)連接等等。第68頁/共177頁沉樁的一般工序如圖4—22。沉樁順序應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形條件、土質(zhì)情況、樁距大小、斜樁方向、樁架移動的方便等來決定。同時應(yīng)考慮使樁入土深度相差不多，土壤均勻擠密。沉樁前應(yīng)處理空中和地面上下的障礙物，平整場地或搭設(shè)支架、平臺，做好準(zhǔn)備工作。沉入樁的施工方法主要有：錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁以及靜力壓樁等。第69頁/共177頁(一)錘擊沉樁

錘擊沉樁一般適用于中密砂類土、粘性土。由于錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中，因此一般樁徑不能太大(不大于0.6m)，入土深度在40m左右，否則對沉樁設(shè)備要求較高。1.沉樁設(shè)備。 錘擊沉樁的主要設(shè)備有樁錘、樁架及動力裝置三部分 表4—25為常用沉樁機具的適用性能。圖4—24為各種樁錘示意圖。沖擊錘的選擇，原則上是重錘低擊。具體選擇時可考慮下述因素：

(1)按錘重與樁重的比值。

(2)按樁錘的沖擊能：根據(jù)單樁的設(shè)計荷載估算樁錘需要沖擊能第70頁/共177頁第71頁/共177頁第72頁/共177頁第73頁/共177頁柴油機樁錘是一種特殊的二沖程柴油發(fā)動機，其本身既是發(fā)動機又是工作機，不需要外部能源和蒸汽鍋爐、空壓機或電動機等，較單動、雙動汽錘優(yōu)越，且沉樁效率較高，工程上應(yīng)用較為普遍。柴油機樁錘型式多樣，總的分為桿式和筒式兩種。樁架在沉樁施工中，承擔(dān)吊錘、吊樁、插樁、吊插射水管及樁在下沉過程中的導(dǎo)向作用等(圖4—25)。其他設(shè)備中主要有樁帽與送樁。樁帽主要是承受沖擊，保護樁頂，在沉樁時能保證錘擊力作用于樁軸線而不偏心，故要求構(gòu)造堅固。送樁用于當(dāng)樁頂被錘擊低于龍門挺而仍需繼續(xù)沉入時，即需把樁頂送到地面下必要深度處用。圖4—26為樁帽與鋼送樁示意。第74頁/共177頁柴油樁錘電機振動樁錘第75頁/共177頁2、施工要點沉樁前，應(yīng)對樁架、樁錘、動力機械等主要設(shè)備部件進行檢查；開錘前應(yīng)再次檢查樁錘、樁帽或送樁與樁的中軸線是否一致；錘擊沉樁開始時，應(yīng)嚴(yán)格控制各種樁錘的動能：第76頁/共177頁3.錘擊沉樁的停錘控制標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計樁尖標(biāo)高處為硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土或風(fēng)化巖等土層時，根據(jù)貫入度變化并對照地質(zhì)資料，確認(rèn)樁尖已沉入該土層，貫入度達到控制貫入度。(2)當(dāng)貫入度已達到控制貫入度，而樁尖標(biāo)高未到達設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)繼續(xù)錘入0.10m左右(或錘擊30～50次)，如無異常變化即可停錘；若樁尖標(biāo)高比設(shè)計標(biāo)高高得多時，應(yīng)報有關(guān)部門研究確定。(3)設(shè)計樁尖標(biāo)高處為一般粘性土或其他松軟土層時，應(yīng)以標(biāo)高控制，貫入度作為校核。當(dāng)樁尖已達設(shè)計標(biāo)高，而貫入度仍較大時，應(yīng)繼續(xù)錘擊，使其接近控制貫入度。(4)同一樁基中，各樁的最終貫入度應(yīng)大致接近，而沉入深度不宜相差過大，避免基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。從沉樁開始，應(yīng)嚴(yán)格控制樁位及豎樁的豎直度或斜樁的傾斜度。在沉樁過程中，不得采用頂、拉樁頭或樁身辦法來糾偏，以防樁身開裂并增加樁身附加彎矩。第77頁/共177頁(二)射水沉樁射水施工方法的選擇應(yīng)視土質(zhì)情況而異：砂夾卵石層或堅硬土層中，一般以射水為主，錘擊或振動為輔；亞粘土或粘土中，為避免降低承載力，一般以錘擊或振動為主，以射水為輔，并應(yīng)適當(dāng)控制射水時間和水量；下沉空心樁，一般用單管內(nèi)射水。當(dāng)下沉較深或土層較密實，可用錘擊或振動，配合射水，下沉實心樁，將射水管對稱地裝在樁的兩側(cè)，并能沿著樁身上下自由移動，以便在任何高度上射水沖土。第78頁/共177頁必須注意:不論采取任何射水施工方法，在沉入最后階段至設(shè)計標(biāo)高1～1.5m時，應(yīng)停止射水，單用錘擊或振動沉入至設(shè)計深度。對濕陷性黃土地層，除設(shè)計有特殊規(guī)定外，不宜采用射水沉樁。預(yù)制的鋼筋砼樁或預(yù)應(yīng)力砼樁以射水配合沉樁時，宜用較低落距錘擊，避免因射水后，樁尖支承力不足，樁身產(chǎn)生超過允許的拉應(yīng)力。射水沉樁的設(shè)備包括：水泵、水源、輸水管路(應(yīng)減小彎曲，力求順直)和射水管等。第79頁/共177頁射水管內(nèi)射水的長度應(yīng)為樁長(L1)、射水嘴伸出樁尖外的長度(L2)和射水管高出樁頂以上高度(L3)之和，即L＝L1+L2+L3。射水管的布置見圖4—27。具體需根據(jù)實際施工需要的水壓與流量而定。水壓與流量關(guān)系到地質(zhì)條件、選用的樁錘或振動機具、沉樁深度和射水管直徑、數(shù)目等因素。較完善的方法是在沉樁施工前經(jīng)過試樁后予以選定。第80頁/共177頁射水沉樁的施工要點是：吊插基樁時要注意及時引送輸水膠管，防止拉斷與脫落；基樁插正立穩(wěn)后，壓上樁帽樁錘，開始用較小水壓，使樁靠自重下沉。初期應(yīng)控制樁身不使下沉過快，以免阻塞射水管嘴，并注意隨時控制和校正樁的方向；下沉漸趨緩慢時，可開錘輕擊，沉至一定深度(8～10m)已能保持樁身穩(wěn)定后，可逐步加大水壓和錘的沖擊動能；沉樁至距設(shè)計標(biāo)高一定距離(2.0m以上)停止射水，拔出射水管，進行錘擊或振動使樁下沉至設(shè)計要求標(biāo)高。若采用中心射水法沉樁，要在樁墊和樁帽上留有排水通道，防止射水從樁尖孔返入樁內(nèi)，產(chǎn)生水壓，造成樁身脹裂。管樁下沉到位后，如設(shè)計要求以砼填芯時，應(yīng)用吸泥等法清除沉渣以后，用水下砼填芯。第81頁/共177頁(三)振動沉樁振動沉樁適用于砂質(zhì)土、硬塑及軟塑的粘性土和中密及較松散的碎、卵石類土。對于軟塑類粘土及飽和砂質(zhì)土，當(dāng)基樁入土深度小于15m時，可只用振動沉樁機。除此情況外，宜采用射水配合沉樁。在選擇沉樁機(錘)時，應(yīng)驗算振動上拔力對樁身結(jié)構(gòu)的影響。同時應(yīng)注意確保振動沉樁機、機座、樁帽連接可靠，沉樁和樁中心軸線盡量保持在同一直線上。每一根樁的沉樁作業(yè)應(yīng)一次完成，不可中途停頓，以免土層的摩阻力恢復(fù)，增加下沉困難。振動沉樁停振控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以通過試樁驗證的樁尖標(biāo)高控制為主，以最終貫入度(mm／min)或可靠的振動承載力公式計算的承載力作為校核。第82頁/共177頁振動沉樁第83頁/共177頁(四)靜力壓樁靜力壓樁系采用靜壓力將樁壓入土中，即以壓樁機的自重克服沉樁過程中的阻力，適用于高壓縮性粘土或砂性較輕的亞粘土層。沉樁速度視土質(zhì)狀況而異。同一地區(qū)、相同截面尺寸與沉入深度的樁，其極限承載能力與錘擊沉樁大體相同。靜力壓樁的準(zhǔn)備工作包括：根據(jù)地質(zhì)鉆探、靜力觸探或試樁資料估算壓樁阻力；選用壓樁設(shè)備，但應(yīng)注意使設(shè)計承載力大于壓樁阻力的40％；壓樁施工用輔助設(shè)備及測量儀器的檢查校定等。壓樁作業(yè)開始后，應(yīng)盡可能連續(xù)施工，減少停頓次數(shù)和時間，以免產(chǎn)生過大的啟動阻力。樁尖接近設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)嚴(yán)格控制壓樁進程。當(dāng)遇到插樁初壓時，樁尖即有較大走位和傾斜，或沉樁過程中樁身傾斜或下沉速度加快，以及壓樁阻力突然劇增或壓樁設(shè)備傾斜等情況時，應(yīng)暫停施壓，分析原因，及時處理。第84頁/共177頁第85頁/共177頁(五)水中沉樁在河流水淺時，一般可搭設(shè)施工便橋、便道、土島和各種類型腳手架組成的工作平臺，其上安置樁架并進行水中沉樁作業(yè)。在較寬闊的河中，可將樁安設(shè)在組合的浮體上或固定平臺，亦可使用專用打樁船。此外還可采用：1)先筑圍堰后沉基樁法：一般在水不深，樁基臨近河岸時采用此法。2)先沉基樁后筑圍堰法：一般適用于較深的水中樁基。此法包括拼裝導(dǎo)向圍籠并浮運至墩位，拋錨定位，圍籠下沉接高；在圍籠內(nèi)插打定位樁，下沉其余基樁，然后插打鋼板樁，組成防水圍堰；以及其后的吸泥、水下砼封底等工序組成。3)用吊箱圍堰修筑水中樁基法：一般適用修筑深水中的高樁承臺。懸吊在水中的套箱，在沉樁時用作導(dǎo)向定位，沉樁完后封底抽水，澆筑水中砼承臺。圖4—28為采用吊箱圍堰施工順序示意。第86頁/共177頁第87頁/共177頁二、就地灌注砼樁基礎(chǔ)就地灌注樁系指采用不同的鉆(挖)孔方法，在土中形成一定直徑的井孔，達到設(shè)計標(biāo)高后，將鋼筋骨架(籠)吊入井孔中，灌注砼形成為樁基礎(chǔ)。這種成樁工藝在歐洲約于40年代初期已開始使用。我國公路橋梁上使用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)始于50年代末期，從河南省用人力轉(zhuǎn)動錐頭鉆孔開始，逐漸在全國發(fā)展到?jīng)_抓錐、沖擊錐、正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆、潛水電鉆及液壓動力鉆井機等多種鉆孔工藝。鉆孔直徑由初期的0.25m，到70年代的2.0m左右，目前最大樁徑已達4～6m，如安徽銅陵長江大橋、江西南昌新八一大橋相繼采用了樁徑為4.0m的鉆孔樁基礎(chǔ)。樁長也從十余米發(fā)展到百米以上。近期施工的武漢白沙洲長江大橋，其主墩基礎(chǔ)為40根樁徑為1.55m的鉆孔灌注樁，實際成孔深度達102m。隨著鉆井技術(shù)的成熟，鉆機性能的不斷完善，鉆孔灌注樁的應(yīng)用將進入一個新階段。第88頁/共177頁(一)鉆孔灌注樁 的特點鉆孔灌注樁的樁長可以根據(jù)持力土層的起伏面變化，并按使用期間可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力組合配置鋼筋，鋼筋用量較少，便利施工，故應(yīng)用較為普遍。表4—27為鉆孔灌注樁與沉入樁的比較，兩者各有特點，可根據(jù)設(shè)計要求、機具設(shè)備、地質(zhì)條件、場地情況和施工工期等因素，綜合分析，合理選用。第89頁/共177頁(二)鉆孔方法和機具設(shè)備鉆孔灌注樁的關(guān)鍵是鉆孔。 鉆孔的方法可歸納為三種類型；即沖擊法、沖抓法與旋轉(zhuǎn)法。沖擊法系用沖擊鉆機或卷揚機帶動沖錐，借助錐頭自重下落產(chǎn)生的沖擊力反復(fù)沖擊破碎土石或把土石擠入孔壁中，用泥漿浮起鉆渣，或用抽渣筒或空氣吸泥機排出鉆渣而形成鉆孔。沖抓法系用沖抓錐靠自重產(chǎn)生沖擊力切入土層或破碎土層，葉瓣抓土、棄土以形成鉆孔。旋轉(zhuǎn)法系用人力或鉆機，通過鉆桿帶動錐或鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土壤，用泥漿浮起排出鉆渣形成鉆孔。每種方法 又因動力與設(shè)備功能的不同，而分為多種。圖4—29為鉆孔方法的施工布置；圖4—30為常用的鉆孔用鉆頭示意。根據(jù)上述各種鉆孔方法的適用范圍和特點，結(jié)合機具設(shè)備供應(yīng)情況、設(shè)計和工期要求以及土層狀況，可以正確的選擇鉆孔方法。第90頁/共177頁第91頁/共177頁(三)鉆孔灌注樁的施工工藝流程

鉆孔灌注樁施工因成孔方法的不同和現(xiàn)場情況各異，施工工藝流程不會完全相同。在施工前，要安排好施工計劃，編制具體的工藝流程圖，作為安排各工序施工操作和進度的依據(jù)。參照各地的實踐經(jīng)驗，鉆孔灌注樁的工藝流程一般如圖4—31所示。圖4—32為旋轉(zhuǎn)式鉆孔灌注樁施工示意。當(dāng)同時有幾個樁位施工時，要注意相互的配合，避免干擾與沖突，并盡可能地做到均衡地使用機具與勞動力，既要抓緊新鉆孔的施工，也要做好已成樁的養(yǎng)護和質(zhì)量檢驗工作。鉆孔灌注樁施工，必須由有經(jīng)驗的施工人員主持，并掌握場地的地質(zhì)與水文地質(zhì)情況，保證鉆孔設(shè)備完好，施工記錄完善。鉆孔灌注樁施工的主要工序是：埋設(shè)護筒、制備泥漿、鉆孔、清底、鋼筋籠制作與吊裝以及灌注水下砼等。第92頁/共177頁第93頁/共177頁第94頁/共177頁1.埋設(shè)護筒鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌。當(dāng)鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌，甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持比地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，能穩(wěn)定孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外，同時還有隔離地表水、保護孔。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋砼三種。護簡要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大(旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm)，每節(jié)長度約2～3m。一般常用鋼護筒，在陸上與深水中均能使用，鉆孔完成，可取出重復(fù)使用。第95頁/共177頁護筒底部及其周圍一定范圍內(nèi)應(yīng)夯填粘土；借助粘土壓力及隔水作用，保持護筒穩(wěn)定，保護孔口地面。埋設(shè)護筒如圖4—33所示。在深水中埋設(shè)護筒時先打入導(dǎo)向架，再用錘擊或振動加壓沉入護筒。護筒入土深度視土質(zhì)與流速而定。護筒平面位置偏差不大于5cm，傾斜度不大于1％。第96頁/共177頁第97頁/共177頁第98頁/共177頁2.泥漿制備

鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況采用不同的性能指標(biāo)，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小，護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。通常采用塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.005mm的粘土顆粒含量大于50％的粘土，通過泥漿攪拌機或人工調(diào)和，貯存在泥漿池內(nèi)，再用泥漿泵輸入鉆孔內(nèi)。第99頁/共177頁泥漿泵應(yīng)有足夠的流量，以免影響鉆進速度。大直徑深孔采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)法施工時，泥漿泵應(yīng)經(jīng)過流量和泵壓計算來選擇。泥漿泵的泵壓應(yīng)能克服泥漿在鉆桿中流動的摩阻力、輸漿膠管中的摩阻力、鉆桿接頭處的阻力、泥漿在鉆孔內(nèi)上升時與孔壁接觸的摩阻力以及鉆頭出漿口處的阻力等，將這些阻力損失的總和增大20％作為所需的泥漿泵泵壓值。對孔深百米以內(nèi)的鉆孔，一般可采用2MPa及以上的泵壓。第100頁/共177頁1)沉管灌注樁用錘擊或振動方法將鋼管沉入土內(nèi)，然后在管內(nèi)灌注砼(或鋼筋砼)，隨灌隨拔管形成灌注樁(圖4—34)。鋼管下端應(yīng)設(shè)活瓣樁尖或預(yù)制砼樁尖，并保持樁尖在樁管中線上。預(yù)制砼樁尖砼標(biāo)號不得低于30號。在拔管過程中，拔管速度應(yīng)均勻，樁管內(nèi)應(yīng)至少保持高約2m的壓頭砼。易坍塌土層，壓頭砼還應(yīng)提高。3、成孔方法第101頁/共177頁在淤泥及含水量飽和的軟土層中振動拔管時，應(yīng)采用反插法施工，即指樁管灌入砼后，先振動再開始拔管，每次拔管高度0.5～1.Om，往下反插深度0.3～0.5m，同時應(yīng)分段添加砼，保持管內(nèi)砼面始終不低于地表面，或高于地下水位1.0～1.5m以上。拔管速度不得大于0.5m／min。穿過淤泥夾層時，應(yīng)適當(dāng)放慢拔管速度，并減小拔管高度和反插深度。第102頁/共177頁錘擊沉管灌注樁的砼充盈系數(shù)小于1.0的樁，應(yīng)采用全部復(fù)打處理；對于斷樁及縮頸部位明確的樁，可采用局部復(fù)打處理，其復(fù)打深度必須在斷樁層或縮頸區(qū)1.0m以下。復(fù)打施工必須在第一次灌注的砼初凝前進行，前后兩次沉管的軸線應(yīng)重合。群樁基礎(chǔ)施工時，施工鄰樁的間隔時間不得超過本樁砼的實際初凝時間，使本樁的砼尚有隨鄰樁振動的可塑性，砼樁身不致開裂。沉管灌注樁的一個顯著優(yōu)點是完全排除了坍孔的危險，并且可以將樁的底部清理得十分干凈，是就地灌注樁各種施工方法中比較可靠的一種方法，適用于粘性土、砂類土和小粒中密的碎石類土地層。第103頁/共177頁2)鉆孔(沖孔)灌注樁 一般采用螺旋鉆頭或沖擊錐等成孔，或用旋轉(zhuǎn)機具輔以高壓水沖成孔國內(nèi)常用的方法是： ①正循環(huán)回轉(zhuǎn)法：系利用鉆具旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進，泥漿泵將泥漿壓進泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿流入泥漿池循環(huán)使用，如圖4—29a)所示。其特點是鉆進與排渣同時連續(xù)進行，在適用的土層中鉆進速度較快，但需設(shè)置泥漿槽、沉淀池等，施工占地較多，且機具設(shè)備較復(fù)雜。第104頁/共177頁第105頁/共177頁②反循環(huán)回轉(zhuǎn)法(圖4—29b)：與正循環(huán)法不同的是泥漿輸入鉆孔內(nèi)，然后從鉆頭的鉆桿下口吸進，通過鉆桿中心排出至沉淀池內(nèi)。其鉆進與排渣效率較高，但接長鉆桿時裝卸麻煩，鉆渣容易堵塞管路。泥漿是從上向下流動，孔壁坍塌的可能性較正循環(huán)法的大，為此需用較高質(zhì)量的泥漿。③潛水電鉆法(圖4—29c)旋轉(zhuǎn)電動機及變速裝置均經(jīng)密封后安裝在鉆頭與鉆桿之間，潛入水下作業(yè)。其特點是鉆具簡單輕便、易于搬運、噪聲小，鉆孔效率較高，但鉆孔在水中工作，較易發(fā)生故障。第106頁/共177頁④沖抓錐法(圖4—29d)沖抓錐不需鉆桿，鉆進與提錐卸土均較推鉆快。由于錐瓣下落時對土層有一股沖擊力，故適用的土質(zhì)較廣，但不能鉆斜孔；鉆孔深度超過20m后，其鉆孔進度大為降低；當(dāng)孔內(nèi)遇漂石或探頭石時沖抓較難，需改用沖擊錐。⑤沖擊錐法(圖4—29e)實心錐適用于漂、卵石和軟巖層；空心錐(管錐)適用于其它土層。在沖擊錐下沖時有些鉆渣被擠入孔壁，起到加強孔壁并增加土層與樁間的側(cè)摩阻力作用。不能鉆斜孔；鉆普通土層進度比其它方法都慢；鉆大直徑孔時，需采取先鉆小孔逐步擴孔的辦法。在鉆孔中必須采取有效措施，以盡量減少事故發(fā)生。尤其特別要注意保證鉆進的垂直度。第107頁/共177頁第108頁/共177頁3)挖孔灌注樁 用人工和適當(dāng)?shù)男⌒捅?，配合簡單機具挖掘成孔，灌注砼(或鋼筋砼)成樁，適用于無地下水或少量地下水的土層和巖層。樁分圓形和方形兩種，用人力挖掘的方樁邊長或圓樁孔徑不宜小于1.4m，孔深一般不宜超過20m；用機械挖掘并用鋼護筒護壁的孔，其孔徑不宜小于0.8m。挖孔時必須采取孔壁支撐，支撐型式視土質(zhì)、滲水情況、工期與工地條件而定，一般可用就地灌筑砼或用便于拆裝的鋼、木支撐。支護應(yīng)高出地面，支護結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過驗算。挖孔過程中，必須有可靠的安全措施，經(jīng)常檢查孔洞內(nèi)的二氧化碳含量，濃度如超過3％，應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)施，以保人身安全。挖孔達到設(shè)計深度后，應(yīng)進行孔底處理，孔底不應(yīng)有松渣、淤泥、沉淀等擾動過的軟層。如遇孔底地質(zhì)條件與設(shè)計不符，應(yīng)同相關(guān)單位研究處理措施。挖孔灌注樁的優(yōu)點是需要機具設(shè)備少，成孔后可直觀檢查孔內(nèi)土質(zhì)狀況，基樁質(zhì)量有可靠保證。第109頁/共177頁第110頁/共177頁挖孔過程中，必須有可靠的安全措施，并應(yīng)經(jīng)常檢查孔洞內(nèi)的二氧化碳含量，二氧化碳濃度如超過3％，應(yīng)增設(shè)通風(fēng)設(shè)施，以保人身安全。挖孔達到設(shè)計深度后，應(yīng)進行孔底處理，孔底不應(yīng)有松渣、淤泥、沉淀等擾動過的軟層。如遇孔底地質(zhì)條件與設(shè)計要求不符，應(yīng)會同相關(guān)單位研究處理措施。挖孔灌注樁的優(yōu)點是需要機具設(shè)備少，成孔后可直觀檢查孔內(nèi)土質(zhì)狀況，基樁質(zhì)量有可靠保證。對于挖掘過深(超過15～20m)、或滲水量稍大等情況，應(yīng)慎重地選擇施工工藝，增加防范措施和通風(fēng)，加強施工監(jiān)測，以確保施工質(zhì)量和人身安全。第111頁/共177頁4）孔徑檢查與清孔鉆孔的直徑、深度和孔形直接關(guān)系到成樁質(zhì)量，是鉆孔樁成敗的關(guān)鍵。在鉆孔達到設(shè)計要求深度后，應(yīng)采用適當(dāng)器具對孔深、孔徑、孔形等認(rèn)真檢查，符合設(shè)計要求后，填寫“終孔檢查證”。清孔的目的：抽、換孔內(nèi)泥漿，清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉淀土層而降低樁的承載能力；其次，清孔還為灌注水下砼創(chuàng)造良好條件，使測深正確，灌注順利。清孔應(yīng)緊接在終孔檢查后進行，避免隔時過長引起泥漿沉淀過厚，導(dǎo)致孔壁坍塌。第112頁/共177頁清孔的目的：抽、換孔內(nèi)泥漿，清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉淀土層而降低樁的承載能力；其次，清孔還為灌注水下砼創(chuàng)造良好條件，使測深正確，灌注順利。清孔應(yīng)緊接在終孔檢查后進行，避免隔時過長引起泥漿沉淀過厚，導(dǎo)致孔壁坍塌。清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏渣法、噴射清孔法以及用砂漿置換鉆渣清孔法等，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、鉆孔方法、機具設(shè)備和土質(zhì)條件決定。其中抽漿法清孔較為徹底，適用于各種鉆孔方法的灌注樁。對孔壁易坍塌的鉆孔，清孔時操作要細心，防止坍孔，圖4—35為抽漿時使用吸泥機清孔示意。換漿法適用于正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機，優(yōu)點是不易坍孔，不需增加機具，只需將鉆機稍提離孔底0.1～0.2m空轉(zhuǎn)，把鉆孔內(nèi)懸浮鉆渣較多的泥漿換出，缺點是因要使排出泥漿的含砂率與換入泥漿的含砂率接近，故清孔時間較長，且清孔不徹底。第113頁/共177頁第114頁/共177頁(四)鉆孔埋置樁鉆孔埋置樁是一種先鉆孔然后再插入預(yù)制的鋼筋砼樁、預(yù)應(yīng)力砼樁或鋼樁而成的樁，適用于穿過硬層或深置于硬層內(nèi)的樁基礎(chǔ)。鉆孔、清孔與預(yù)制成樁的各項技術(shù)要求，應(yīng)分別按鉆孔樁與沉入樁的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，只是鉆孔直徑宜稍大于預(yù)制樁直徑，且預(yù)制空心樁的最下一節(jié)樁樁底應(yīng)設(shè)底板，中心應(yīng)設(shè)壓漿管。1.圓形空心樁沉埋：當(dāng)鉆孔、清孔符合要求后，宜先在孔底拋埋碎石處理，然后沿孔壁插入兼作壓漿用的導(dǎo)向鋼管四根，伸至孔底，再將最下一節(jié)帶底的圓形空心樁吊裝就位，浮于孔內(nèi)水中，再依次吊裝、拼接其余各節(jié)圓形空心樁，邊拼接邊往樁內(nèi)灌水，使之下沉到孔底。每次吊裝、拼接、沉入一節(jié)圓形空心樁，應(yīng)隨時檢查其平面位置和傾斜度，使之符合設(shè)計要求。第115頁/共177頁2.洗孔通過樁底板預(yù)留的壓漿管壓注清水，沖洗樁底碎石中和圓形空心樁外壁四周與孔壁空隙間的石渣、泥漿，至井口溢出清水為止。3.樁周壓漿通過孔壁間隙中的四根壓漿鋼管，壓注膨脹性水泥砂漿。砂漿中可摻入粉煤灰和緩凝性減水劑，壓注砂漿高度應(yīng)達墩臺局部沖刷線以上不小于1.0m。壓漿鋼管在壓漿完畢后可提出重復(fù)利用。4.樁底壓漿樁周壓漿養(yǎng)護3～5d后，抽干樁內(nèi)積水，通過樁底板上預(yù)留的壓漿孔向樁底壓漿，使樁底拋填的碎石與砂漿粘結(jié)飽滿密實，進而提高樁尖承載力。預(yù)制樁沉埋過程中，鉆孔內(nèi)水位應(yīng)根據(jù)土層情況，始終保持鉆孔灌注樁的所要求的高度，以防止出現(xiàn)坍孔。如遇坍孔，則應(yīng)將預(yù)制樁吊離樁位，回填重鉆后，再行沉埋。第116頁/共177頁(五)鉆孔事故處理 常見的鉆孔事故有：坍孔、鉆孔偏斜、擴孔與縮孔、鉆孔漏漿、掉鉆落物、糊鉆以及形成梅花孔、卡鉆、鉆桿折斷等。(六)質(zhì)量檢驗與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)鉆孔在終孔和清孔后，應(yīng)使用儀器對成孔的孔位、孔深、孔形、孔徑、豎直度(斜度)，泥漿相對密度、孔底沉淀厚度等進行檢驗。挖孔樁可采用直觀檢驗丈量法。每根灌注樁應(yīng)留取砼抗壓強度試件不少于2組。同時應(yīng)以鉆取芯樣法或超聲波法、機械阻抗法、水電效應(yīng)法等無破損檢測法對樁的勻質(zhì)性進行檢測。檢測應(yīng)符合下列規(guī)定：其一、宜對各墩臺有代表性的樁用無破損法進行檢測，重要工程或重要部位的樁宜逐根檢測；無條件用無破損法檢測時，以及鉆孔樁為柱樁時，應(yīng)采用鉆取芯樣法對至少3％～5％根(同時不少于2根)樁進行檢測；對柱樁并應(yīng)鉆到樁底0.5m以下；其二，對質(zhì)量有懷疑的樁及因灌注故障處理過的樁，均應(yīng)進行檢測。第117頁/共177頁鉆孔樁水下砼的質(zhì)量應(yīng)符合：1.強度應(yīng)不低于設(shè)計強度。除檢查灌注過程中預(yù)留試塊的抗壓強度外，還應(yīng)鑿子樁頭，鑿取樁頭砼試塊做抗壓強度試驗，一般可按基樁總數(shù)的5％～10％抽查；大橋的鉆孔樁，應(yīng)以地質(zhì)鉆機鉆取樁身砼芯樣做抗壓試驗。2.樁身砼無斷層或夾層，鉆孔樁樁底不高于設(shè)計標(biāo)高，樁底沉淀厚度不大于設(shè)計規(guī)定。并用無破損方法檢驗樁身，認(rèn)為樁的質(zhì)量可疑，則應(yīng)以地質(zhì)鉆機鉆通全樁取芯樣，檢查該樁有無夾泥、斷樁、砼質(zhì)量松軟，并做芯樣的抗壓強度試驗。3.樁頭鑿除預(yù)留部分無殘余松散層和薄弱砼層；需嵌入承臺內(nèi)的樁頭及錨固鋼筋長度符合規(guī)范要求。第118頁/共177頁三、管柱基礎(chǔ)當(dāng)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，特別是深水巖面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚時，采用管柱基礎(chǔ)比較合適。管柱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，可采用單根或多根形式，使之穿過覆蓋層或溶洞、孤石，支承于較密實的土壤或新鮮巖面。管柱基礎(chǔ)施工系在水面上進行，不受季節(jié)性影響，能盡量使用機械操作，從而改善勞動條件，提高工作效率，加快工程進度。管柱基礎(chǔ)是我國于1953年修建武漢長江大橋時所首創(chuàng)的一種新型基礎(chǔ)型式，隨之在前蘇聯(lián)、日本與歐美等國先后應(yīng)用。目前國內(nèi)管柱基礎(chǔ)深度已達70m(其中穿過45m覆蓋層)，最大直徑達5.8m。日本將其命名為多柱式基礎(chǔ)，大鳴門大橋管柱直徑達7.0m，橫濱港灣大橋井柱直徑達10.0m，使管柱基礎(chǔ)的適用范圍由內(nèi)河深水基礎(chǔ)，走向海洋深水基礎(chǔ)。第119頁/共177頁管柱基礎(chǔ)主要由三部分組成：承臺、多柱式柱身和嵌巖柱基。按承臺座板的高低分為低承臺管柱基礎(chǔ)和高承臺管柱基礎(chǔ)兩類。需要設(shè)置防水圍堰的管柱基礎(chǔ)，其施工較為復(fù)雜，技術(shù)難度較高，圖4—36為其施工過程示意圖，圖4—37為施工程序流程圖。第120頁/共177頁第121頁/共177頁鋼筋砼管柱適用于入土深度不大于25m，下沉振動力不大的條件時，其制造工藝和設(shè)備較簡單。預(yù)應(yīng)力砼管柱下沉深度可超過25m，能承受較大的振動荷載，管壁抗裂性強，但制造工藝較復(fù)雜，需要張拉設(shè)備等。管柱系裝配式構(gòu)件，分節(jié)制造，管節(jié)長度由運輸設(shè)備、起重能力及構(gòu)件情況而定。 直徑1.55m，管節(jié)長度有3m、4m、5m、6m、9m、12m幾種； 直徑3.Om、3.6m、5.Om、5.8m，管節(jié)長度有4m、5m、7.5m、1.0m幾種；鋼管柱管節(jié)長度有12～16m。

第122頁/共177頁預(yù)制的管柱管節(jié)屬薄壁構(gòu)件，應(yīng)提高砼的強度和密實度。預(yù)制管柱宜采用離心、強振或輥壓、以及高壓釜蒸養(yǎng)等工藝。管節(jié)下沉前，應(yīng)遵循施工規(guī)范要求，嚴(yán)格檢驗管柱成品的質(zhì)量，根據(jù)成品管節(jié)檢驗資料及設(shè)計所需每根管柱長度，組合配套，做好標(biāo)志，使整根管柱的曲折度滿足設(shè)計要求。管柱下沉采用不同的施工方法：振動沉樁機振動下沉；振動與管內(nèi)除土下沉；振動配合吸泥機吸泥下沉；振動配合高壓射水下沉；振動配合射水、射風(fēng)、吸泥下沉等。按照土質(zhì)、管柱下沉深度、結(jié)構(gòu)特點、振動力大小及其對周圍建筑設(shè)施的影響等具體情況，規(guī)定振動下沉速度的最低限值，每次連續(xù)振動時間不宜超過5min。管柱下沉到設(shè)計標(biāo)高后，鉆巖與清孔等工序按鉆孔樁有關(guān)規(guī)定進行。

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管柱內(nèi)安裝鋼筋骨架、填充水下砼及質(zhì)量檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：1.鋼筋骨架應(yīng)按設(shè)計要求的埋置深度安裝。2.用垂直導(dǎo)管法填充水下砼應(yīng)符合的要求是：1)為防止孔壁坍塌或流沙淤入孔內(nèi)，每孔鉆巖完成后，應(yīng)迅速進行清孔和填充水下砼；2)要避免填充水下砼時，砂漿流入相鄰鉆孔內(nèi)；3)填充砼的強度，應(yīng)較鉆孔與管柱內(nèi)填充砼的設(shè)計強度提高20％；4)為使鉆孔砼和孔底巖體粘結(jié)良好，開始填充砼前可用高壓射水、射風(fēng)或其他辦法沖起殘留渣物，在渣物尚未沉淀時，立即澆注砼；5)導(dǎo)管埋入砼的深度不宜小于1.0m，但也不宜過大，應(yīng)盡量促使導(dǎo)管周圍砼流動，防止砼開始硬化時與導(dǎo)管粘結(jié)成塊。第124頁/共177頁第四節(jié)沉井基礎(chǔ)施工

當(dāng)表層地基土的承載力不足，地下深處有較好的持力層，山區(qū)河流中沖刷大，或河中有較大卵石不便于樁基施工；巖層表面較平坦，覆蓋層不厚，但河水較深等條件下，即當(dāng)水文地質(zhì)條件不宜修筑天然地基和樁基時，根據(jù)經(jīng)濟比較分析，可考慮采用沉井基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)的特點是埋置深度可以很大、整體性強、穩(wěn)定性好、剛度大、能承受較大的荷載作用。沉井本身既是基礎(chǔ)，又是施工時的擋土、防水圍堰結(jié)構(gòu)物，施工設(shè)備簡單，工藝不復(fù)雜，可以幾個沉井同時施工，場地緊湊，所需凈空高度較低，故在橋梁工程中得到較廣泛的應(yīng)用。第125頁/共177頁但沉井施工工期較長；對粉砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜；下沉?xí)r如遇有大孤石、沉船、落梁、大樹根或井底巖層表面傾斜過大，均會給施工帶來很大困難。因此要求在施工前，應(yīng)事先詳細鉆探，探明地層情況及獲取有關(guān)資料，以利于制定沉井下沉方案。南京長江大橋1號墩基礎(chǔ)就是用筑島沉井修成的，其平面尺寸為20.2m×24.9m，沉井下沉入土深度為54.i7m，是世界上有名的深置沉井之一。 世界上最深的沉井已達70m以上，最大平面尺寸為64m×75m。 正在建設(shè)中的江陰長江大橋北錨碇的沉井基礎(chǔ)平面尺寸為51m×69m，下沉深度達58m，以如此深度的沉井體積而言，居當(dāng)今世界之前列。第126頁/共177頁第127頁/共177頁第128頁/共177頁在岸灘或淺水中修筑沉井基礎(chǔ)時，可在墩位筑島制造，井內(nèi)取土靠自重下沉，并采取輔助下沉措施，如采用射水吸泥、泥漿潤滑套、空氣幕等方法，減小下沉?xí)r的井壁阻力，減小井壁厚度；在水深流急，設(shè)置圍堰困難的情況下，可采用自浮式沉井，我國南京長江大橋、枝城長江大橋等均采用了帶鋼氣筒的自浮式沉井。沉井一般用鋼筋砼制造，也有用鋼制的。圖4—38為沉井施工一般工藝流程圖。第129頁/共177頁一、筑島沉井施工根據(jù)土質(zhì)、水流和風(fēng)浪情況，筑島分為無圍堰的土島和有圍堰的筑島(圖4—39)。土島適于淺水、流速不大的場所，其外側(cè)邊坡不應(yīng)陡于1：2。底節(jié)沉井預(yù)制包括：場地整平夯實、鋪設(shè)墊木、立沉井模板及支撐、鋼筋扎焊、澆砼等第130頁/共177頁刃腳下應(yīng)滿鋪墊木。一般常使用長短兩種墊木相間布置，在刃腳的直線段應(yīng)垂直鋪設(shè)，圓弧部分應(yīng)徑向鋪設(shè)。墊木布置示意見圖4—40。沉井接高時應(yīng)注意：各節(jié)沉井的豎向中軸線應(yīng)與第一節(jié)的重合，外壁應(yīng)豎直平滑；要保證各節(jié)砼間緊密接合；立接高沉井模板時，不宜直接支撐于地面上，以免沉井因自重增加產(chǎn)生不均勻下沉，致使新澆筑的砼發(fā)生裂縫。第131頁/共177頁沉井下沉前的抽墊木是沉井施工中的重要工序之一。拆除墊木必須在沉井砼已達到設(shè)計強度后方可抽墊。抽墊的原則是：以固定墊木為中心，由遠到近，先短邊后長邊，最后撤四根固定墊木。四根固定墊木的位置是根據(jù)沉井支承點和跨中拉應(yīng)力相等原則確定的。抽墊的順序是： ⑴先拆內(nèi)模

⑵拆外模

⑶拆隔墻下支撐和底模 ⑷撒隔墻下的墊木 ⑸撤井壁下的墊木。 如圖4—41所示，分區(qū)、依次、對稱、同步地進行。第132頁/共177頁墊木抽出后應(yīng)立即用砂或碎石分層回填夯實，不得在墊木下墊塞木塊、石塊。拆除土模時，不得先挖沉井外圍的土，應(yīng)清除刃腳斜面及隔墻底面粘附的殘留物。必須制定出詳細的操作工藝流程和嚴(yán)密的組織措施。沉井下沉主要是通過從井孔除土，消除刃腳正面阻力及沉井內(nèi)壁摩阻力后，依靠沉井自重下沉。井內(nèi)挖土方法視土質(zhì)情況而定，一般分為排水挖土下沉和不排水挖土下沉兩種。第133頁/共177頁在穩(wěn)定性較好且滲水量不大的土層中(每m2沉井面積滲水量小于1.0m3／h)，抽水時不會發(fā)生翻砂現(xiàn)象，可采用排水挖土下沉，否則應(yīng)采用不排水挖土下沉方法(圖4—42)。不排水開挖下沉的挖土方法，一般宜采取抓泥、吸泥、射水交替或聯(lián)合作業(yè)。必要時可輔以其他措施，

諸如壓重、高壓射水、炮震、降低井內(nèi)水位減小浮力以增加自重，用泥漿潤滑套或空氣幕等方法。第134頁/共177頁第135頁/共177頁第136頁/共177頁第137頁/共177頁第138頁/共177頁第139頁/共177頁二、浮式沉井 在水深流急、筑島困難的情況下修建沉井基礎(chǔ)，可采用浮式沉井。 把沉井底節(jié)做成空體結(jié)構(gòu)，或用其它辦法使其在水中漂浮，用船只將其拖運到設(shè)計位置，再逐步用砼或水灌注增大自重，使其在水中徐徐下沉，直達河底。浮式沉井有木沉井、帶有臨時性井底的浮運沉井、帶鋼氣筒的浮運沉井、鋼筋砼薄壁浮運沉井、鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井、裝配式鋼筋砼薄壁沉井、鋼殼底節(jié)浮式沉井等。一般在特大河流上多采用鋼質(zhì)的浮式沉井，在中小河流上則采用鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井等。浮式沉井浮運或下水前，應(yīng)掌握河床、水文、氣象及航運等情況，并檢查錨定工作及有關(guān)施工設(shè)備。第140頁/共177頁(一)浮體的穩(wěn)定性計算浮式沉井在其浮運、就位、接高直至落入河床的過程中，是以懸浮于水中的浮體而存在，在每一工序中都必須是一個穩(wěn)定的浮體。浮體穩(wěn)定的概念如圖4—43所示。第141頁/共177頁(二)鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井圖4—44為某橋采用的鋼絲網(wǎng)水泥薄壁浮運沉井的構(gòu)造示意圖。系由30mm左右的鋼絲水泥制成的薄壁隔成一個空腹殼體，入水后能自浮于水中，浮運就位后向內(nèi)灌水下沉落于河床上，再逐格對稱地灌注水下砼，從而使薄壁空腹沉井變成為普遍的重力式沉井。鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井包括鋼絲網(wǎng)水泥薄壁、橫撐骨架和橫隔板等。前者由鋼筋網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)和水泥砂漿組成(圖4—45)。橫撐骨架由圓鋼與型鋼焊成(圖4—46)，各橫撐間以水平型鋼連接。橫隔板系每間隔若干道橫撐設(shè)置一道，目的是將井壁和橫墻的壁胸分隔為若干空格，以便于對灌水、抽水、澆注砼時進行控制。內(nèi)外井壁的間距，應(yīng)按浮體計算和沉人土中所需重力等要求確定，并要考慮人工在壁腔內(nèi)操作的方便，一般不得小于0.8m。第142頁/共177頁第143頁/共177頁

鋼絲網(wǎng)水泥薄壁具有很大的彈性和抗裂性，能抵抗一定程度的沖擊。故而具有以下優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)薄而輕，有足夠的強度和剛度，使用材料節(jié)省；(2)操作簡便，適宜于多點平行作業(yè)，且施工時無需模板，可節(jié)約木材與鋼材；(3)當(dāng)河流不太寬時(如200m左右)，采取半通航措施，可用鋼繩牽引沉井下水；(4)浮運就位的方法簡便，設(shè)備簡單，且穩(wěn)妥可靠。第144頁/共177頁三、泥漿潤滑套沉井 泥漿潤滑套是在沉井外壁周圍與土層間設(shè)置泥漿隔離層(圖4—47)，以減小土壤與井壁的摩擦力(泥漿對井壁的摩擦力為3～5kPa)，從而可以減輕沉井自重，加大下沉深度，提高下沉效率。 九江長江大橋用此法配合井內(nèi)射水吸泥下沉，平均下沉速度為0.27m／h，取得了良好效果。第145頁/共177頁采用泥漿套施工的沉井，其構(gòu)造要求為：沉井刃腳踏面寬度不宜大于10cm，最好采用鋼板包護無踏面的尖刃腳，以利于減小下沉?xí)r的正面阻力，并可防止漏漿。沉井外壁應(yīng)做成單臺階形。為防止泥漿穿過沉井側(cè)壁而滲漏到井內(nèi)，并保持沉井下沉的穩(wěn)定性，對直徑不大于8m的圓形沉井，臺階位置多設(shè)在距刃腳底面2～3m處；對面積較大的沉井，臺階可設(shè)在底節(jié)與第二節(jié)接縫處。臺階的寬度就是泥漿套的寬度，一般宜為10～20cm。第146頁/共177頁泥漿潤滑套的構(gòu)造:射口擋板、地表圍圈及壓漿管。射口擋板為防止泥漿管射出的泥漿直沖土壁和土壁局部坍落堵塞出漿口，用角鋼彎制成一射口擋板，固定在井壁臺階上。地表圍圈是埋設(shè)在沉井周圍保護泥漿的圍壁，確保下沉?xí)r潤滑套的正確寬度，防止表土坍落儲存泥漿等。泥漿在圍圈內(nèi)可流動，用以調(diào)整各壓漿管出漿量不均衡狀況。地表圍圈的寬度即沉井臺階的寬度，高度一般在1.5～2.0m左右，頂面高出地表約0.5m，上加頂蓋，防止土石落入或流水沖蝕，可用木板或鋼板做成。地表圍圈外圍用不透水的土回填夯實。壓漿管的布置，厚壁沉井多采用內(nèi)管法，把壓漿管埋在井壁內(nèi)。管徑為38～50mm，間距3—4m，射口方向與井壁成45度角；第147頁/共177頁四、空氣幕沉井

空氣幕沉井亦稱壁后壓氣沉井。系在沉井井壁周圍預(yù)埋若干層管路，每層管鉆有許多小孔，接通壓縮空氣向井壁外面噴射，氣流沿沉井外壁上升，帶動砂粒翻滾，形成液化，粘土則形成泥漿，從而使土對井壁的摩擦力減小，沉井順利下沉。適用于地下水位較高的細、粉砂類土及粘