【鐵路實(shí)務(wù)】陳士甲 教材精講班課件 15-第4章-4.1-橋梁下部施工（二）

4.1橋梁下部施工二、樁基礎(chǔ)施工按施工方法的不同，樁基礎(chǔ)可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。樁的質(zhì)量檢驗(yàn)有：開(kāi)挖檢查、抽芯法、聲波檢測(cè)法、動(dòng)測(cè)法（動(dòng)力無(wú)損檢測(cè)法）和靜載壓樁試驗(yàn)等。鐵路橋梁中采用的樁基礎(chǔ)可分為沉樁基礎(chǔ)、鉆孔樁基礎(chǔ)、挖孔樁基礎(chǔ)和管樁基礎(chǔ)。4.1橋梁下部施工（一）沉入樁基礎(chǔ)1.沉入樁的分類樁的下沉方法可根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁體承載能力、土的密實(shí)程度和現(xiàn)場(chǎng)施工條件等選用錘擊法、振動(dòng)法和靜壓法，附近有重要建筑物（如高層建筑、堤防工程、運(yùn)營(yíng)鐵路等）時(shí)，不宜選用振動(dòng)沉樁。4.1橋梁下部施工2.錘擊沉樁（1）錘擊沉樁應(yīng)重錘低擊，不應(yīng)采用大能量錘擊沉樁，防止樁頭、樁身?yè)p壞。（2）錘擊沉樁開(kāi)始時(shí)，應(yīng)用較低落距，并從縱橫兩方向觀察、控制樁位和樁的豎直度或傾斜度，待樁入土一定深度并確認(rèn)位置正確方向無(wú)誤后，再按規(guī)定落距進(jìn)行錘擊。錘擊沉樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中途停頓。4.1橋梁下部施工（3）在預(yù)計(jì)或有跡象進(jìn)入軟土層時(shí)，應(yīng)改用較低落距錘擊。（4）當(dāng)落錘高度已達(dá)規(guī)定最大值和每擊貫入度不大于2mm時(shí)，應(yīng)立即停錘，當(dāng)沉樁深度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí),應(yīng)查明原因采用換錘或輔以射水等措施進(jìn)行沉樁，但樁尖距設(shè)計(jì)高程不大于2m時(shí)一般不應(yīng)采用射水下沉。（5）錘擊沉樁應(yīng)考慮錘擊振動(dòng)對(duì)新澆混凝土的影響，當(dāng)距離在30m范圍內(nèi)的新澆混凝土強(qiáng)度未達(dá)到5MPa時(shí)，不得進(jìn)行錘擊沉樁。4.1橋梁下部施工2.振動(dòng)沉樁振動(dòng)沉樁適用于松軟的或塑態(tài)的黏性土和較松散的砂土中，在緊密黏性土和砂質(zhì)土中可用射水配合施工。3.靜力壓樁（1）靜力壓樁適用于可塑狀態(tài)黏性土，但不宜用于堅(jiān)硬狀態(tài)的黏土和中密以上的砂土；當(dāng)有夾砂層時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的施工措施。（2）壓樁時(shí)應(yīng)避免中途停歇，如必須停歇時(shí)應(yīng)減少停歇時(shí)間，防止再壓時(shí)啟動(dòng)阻力過(guò)大。4.1橋梁下部施工（二）鉆孔樁基礎(chǔ)1.鉆孔樁施工鉆機(jī)選型①鐵路橋梁鉆孔樁施工可選用沖擊鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)以及套管鉆機(jī)等鉆孔設(shè)備。深孔、大直徑鉆孔樁施工時(shí)也可選用全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)等設(shè)備。4.1橋梁下部施工②沖擊鉆機(jī)適用于黏性土、砂類土、礫石、卵石、漂石、軟硬巖層及各種復(fù)雜地質(zhì)的樁基施工。4.1橋梁下部施工③旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)適用于下列土層范圍：（1）正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)：黏性土，砂類土,含少量礫石、卵石（含量少于20%）的土，軟巖。（2）反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)：黏性土，砂類土,含少量礫石、卵石（含量少于20%，粒徑小于鉆桿內(nèi)徑2/3）的土，軟巖，硬巖。4.1橋梁下部施工④旋挖鉆機(jī)適用于各種土質(zhì)地層，砂類土，礫石、卵石，軟石～中硬基巖。⑤套管鉆機(jī)適用于黏性土層、砂類土，但不宜在地下水位下有厚于5m細(xì)砂層時(shí)使用。（當(dāng)?shù)叵滤幌掠泻窦?xì)砂層（厚度5m以上）時(shí),由于搖動(dòng)作業(yè)使砂層壓密,造成壓進(jìn)或抽拔套管困難）4.1橋梁下部施工2.鉆孔樁施工要點(diǎn)平整場(chǎng)地→測(cè)量放樣→埋設(shè)護(hù)筒→泥漿制備→鉆進(jìn)成孔→一次清孔→下放鋼筋籠→下放導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒。4.1橋梁下部施工1）鉆孔（1）鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。并應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)水或泥漿，保持水頭高度和泥漿比重及黏度。4.1橋梁下部施工（2）鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭起、落速度宜均勻，不得過(guò)猛或驟然變速?？變?nèi)出土不得堆積在孔口周圍。（3）鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，有鉆桿的鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提離孔底5m以上，其他鉆機(jī)應(yīng)將鉆頭提出孔外，孔口應(yīng)加護(hù)蓋。4.1橋梁下部施工2）清孔澆筑水下混凝土前，應(yīng)測(cè)量沉渣厚度，柱樁一般不大于50mm，摩擦樁不大于200mm。4.1橋梁下部施工清孔主要有掏渣法、吸泥法、換漿法和高壓射風(fēng)（水）輔助。掏渣法適用于沖擊鉆機(jī)；吸泥法適用于反循環(huán)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)（土質(zhì)密實(shí)）換漿法適用于正循環(huán)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)高壓射風(fēng)（水）輔助適用于輔助泥漿正循環(huán)清孔嚴(yán)禁采用加大鉆孔深度的方式代替清孔。4.1橋梁下部施工3）水下混凝土的澆筑（1）水下混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，中途不得停頓?；炷凉?yīng)必須滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。（2）拆除導(dǎo)管的間斷時(shí)間應(yīng)盡量縮短，每根樁的澆筑時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，宜在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)完成。（3）干作業(yè)成孔的鉆孔樁混凝土可按水下混凝土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，嚴(yán)格按照導(dǎo)管法干孔澆筑，樁頂4m范圍內(nèi)的混凝土應(yīng)進(jìn)行振搗。澆筑完畢后對(duì)樁頂部混凝土應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（4）樁頂混凝土澆筑面高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂高程0.5-1.0m。4.1橋梁下部施工（5）首批澆筑混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導(dǎo)管底部的需要。首批水下混凝土澆筑完成后，導(dǎo)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數(shù)量（m3

）；D---樁孔直徑（m）；H1---樁孔底至導(dǎo)管底端間距（m）,一般為0.3~0.4m；H2一-導(dǎo)管初次埋置深度（m）；d--導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；h-樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）,即4.1橋梁下部施工（6）混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常測(cè)探孔內(nèi)混凝土面高程，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。導(dǎo)管埋深宜控制在2-6m，最小埋深任何時(shí)候不得小于1.0m。當(dāng)澆筑速度較快、導(dǎo)管較堅(jiān)固并有足夠的起重能力時(shí)，可適當(dāng)加大埋深，但不宜超過(guò)8m。4.1橋梁下部施工三、沉井基礎(chǔ)施工沉井是帶刃腳的井筒狀結(jié)構(gòu)物。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。4.1橋梁下部施工（一）沉井施工前的準(zhǔn)備沉井基礎(chǔ)施工流程為：施工準(zhǔn)備→筑島→支墊木→裝鋼刃腳→支立底?！Я?nèi)?！壴摻睢Я⑼饽！鷿仓坠?jié)混凝土→抽墊木→不排水（或排水）下沉→接高下沉→清理基底→封底→填充和井蓋施工。4.1橋梁下部施工（二）沉井制作1.在淺水中或可能被水淹沒(méi)的旱地，應(yīng)筑島制作沉井；在旱地，可在整平夯實(shí)的地面上制作沉井：當(dāng)?shù)叵滤坏?、土壤較好時(shí)，可先開(kāi)挖基坑至地下水位以上適當(dāng)高程再制作沉井。制作沉井處的地面及島面承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)?shù)孛嬉韵碌能浫醯貙硬荒軡M足承載力要求時(shí)，應(yīng)采取換填、打砂樁、填筑反壓土體等加固措施。4.1橋梁下部施工2.筑島材料應(yīng)用透水性好、易于壓實(shí)的砂類土、礫石、較小的卵石，且不應(yīng)含有影響島體均勻受力及抽墊下沉的塊體（包括凍塊）。3.島面應(yīng)高出施工水位0.5m以上，有流冰時(shí)應(yīng)適當(dāng)加高。4.模板支墊布置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和抽墊的要求并進(jìn)行分區(qū)編號(hào)；墊木下應(yīng)用砂填實(shí)，其厚度不宜小于0.3m，墊木間用砂填平；調(diào)整墊木高程時(shí)，不得在其下墊塞木塊、木片或石塊等物。4.1橋梁下部施工5.沉井混凝土應(yīng)沿井壁對(duì)稱澆筑，并逐層振搗，澆筑完成12h后即應(yīng)覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，但應(yīng)防止灑水過(guò)程中發(fā)生不均勻

下沉。6.底節(jié)沉井混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)70%以上方可拆除隔墻底面和刃腳斜面的模板和支撐,沉井的直立側(cè)模當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)即可拆除，但應(yīng)防止沉井表面及棱角受損。7.沉井模板支撐拆除后，應(yīng)測(cè)量沉井中線和刃腳高程,并形成記錄。4.1橋梁下部施工（三）沉井下沉及接高1.在滲水量小的穩(wěn)定土層中下沉第一節(jié)沉井時(shí)，可采用排水開(kāi)挖下沉；易涌水翻砂的地層，應(yīng)采用機(jī)械抓土或吸泥等不排水下沉。當(dāng)下沉困難時(shí)，在結(jié)構(gòu)受力允許情況下，可采用高壓射水、降低井內(nèi)水位、增加壓重和采取降低井壁摩擦阻力等措施下沉。降低井內(nèi)水位可以減少水體對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的浮力，從而增加結(jié)構(gòu)的有效重量，有助于結(jié)構(gòu)下沉。4.1橋梁下部施工2.沉井下沉?xí)r，應(yīng)防止內(nèi)隔墻受到支承。井內(nèi)除土應(yīng)先從中間開(kāi)始，均勻、對(duì)稱地逐步向刃腳處挖土。采用排水下沉的底節(jié)沉井，支承位置的土應(yīng)在分層除土中最后同時(shí)挖除。3.沉井接高前應(yīng)盡量調(diào)平，接高時(shí)井頂露出水面不得小于1.5m，井頂露出地面不得小于0.5m。接高上節(jié)模板時(shí)，支撐不得直接撐在地面上，并應(yīng)考慮沉井因接高加重下沉?xí)r，模板支撐不致接觸地面。4.1橋梁下部施工（四）沉井基底清理、封底及填充1.沉井下沉至設(shè)計(jì)高程后，基底面地質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)?shù)刭|(zhì)不符時(shí)，應(yīng)聯(lián)系設(shè)計(jì)單位確定處理方案。2.在軟土中沉井沉至設(shè)計(jì)高程并清基后，應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，待8h累計(jì)下沉量小于10mm時(shí)方可進(jìn)行封底。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】根據(jù)技術(shù)規(guī)程要求樁基澆筑時(shí)，澆筑面高程最低不小于設(shè)計(jì)高程的（）m。A.0.3

B.0.5C.0.8

D.1答案：B解析：樁頂混凝土澆筑面高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂高程0.5~1.0m。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】鉆孔樁澆筑水下混凝土前，應(yīng)測(cè)量沉渣厚度，柱樁一般不大于（），摩擦樁不大于（）。A.5cm，20cmB.10cm，30cmC.10cm，20cmD.5cm，10cm答案：A解析：鉆孔樁澆筑水下混凝土前，應(yīng)測(cè)量沉渣厚度，柱樁一般不大于5cm，摩擦樁不大于20cm。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】除流砂及呈流塑狀態(tài)的黏性土外，適用于各類土的開(kāi)挖防護(hù)類型是（）。A.橫、豎擋板支撐

B.鋼（木）框架支撐C.噴射混凝土護(hù)壁

D.現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁答案：D解析：現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁除流砂及呈流塑狀態(tài)的黏性土外，適用于各類土的開(kāi)挖防護(hù)。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】基坑圍堰通常分為（）。A.土圍堰、塑料圍堰和木板圍堰

B.土圍堰、塑料圍堰和塑料板圍堰C.土圍堰、土袋圍堰和沉井圍堰

D.土圍堰、土袋圍堰和鋼板樁圍堰答案：D解析：基坑圍堰分為土圍堰、土袋圍堰和鋼板樁圍堰。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】土袋圍堰適用于水深（）的土。A.不大于2m、流速小于1.5m/s、河床為滲水性較大B.不大于2m、流速小于1.8m/s、河床為滲水性較大C.不大于3m、流速小于1.5m/s、河床為滲水性較小D.不大于3m、流速小于1.8m/s、河床為滲水性較小答案：C解析：土袋圍堰適用于水深不大于3m、流速小于1.5m/s、河床為滲水性較小的土。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】鋼板樁圍堰的施工程序是：（）。A.圍囹的設(shè)置一圍囹的安裝一鋼板樁整理一鋼板樁的插打合龍B.圍囹的設(shè)置一鋼板樁整理一圍囹安裝一鋼板樁的插打和合龍C.鋼板樁整理一鋼板樁插打一圍囹設(shè)置一圍囹的安裝和合龍D.鋼板樁整理一圍囹的設(shè)置一圍囹安裝一鋼板樁的插打和合龍答案：D解析：鋼板樁圍堰的施工程序：鋼板樁整理→圍囹的設(shè)置→圍囹安裝→鋼板樁的插打和合龍。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】處理基坑基底時(shí)，黏性土層基底修整應(yīng)在天然狀態(tài)下鏟平，不得用回填土夯平。必要時(shí)，可向基底回填

（）以上厚度的碎石，碎石層頂面不得高于基底設(shè)計(jì)高程。A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm答案：B解析：基坑基底的處理：黏性土層基底修整時(shí)，應(yīng)在天然狀態(tài)下鏟平，不得用回填土夯平。必要時(shí)，可向基底回填10cm以上厚度的碎石，碎石層頂面不得高于基底設(shè)計(jì)高程。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】回轉(zhuǎn)鉆孔可分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔。其特點(diǎn)是泥漿循環(huán)方式不同，（）。A.壓入泥漿為正循環(huán)，抽吸泥漿為反循環(huán)B.壓入泥漿為反循環(huán)，抽吸泥漿為正循環(huán)C.壓入泥漿和抽吸泥漿均為正循環(huán)D.壓入泥漿和抽吸泥漿均為反循環(huán)答案：A解析：壓入泥漿為正循環(huán)，抽吸泥漿為反循環(huán)。4.1橋梁下部施工【小試牛刀】以下關(guān)于沉井制作說(shuō)法正確的是（）。A.筑島材料應(yīng)用透水性好、易于壓實(shí)的砂類土、礫石、較小的卵石B.在深水中或可能被水淹沒(méi)的旱地應(yīng)筑島制作沉井C.島面應(yīng)高出施工水位0.5m以上，有流冰時(shí)應(yīng)適當(dāng)加高D.澆筑完成24h后即應(yīng)覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，但應(yīng)防止灑水過(guò)程中發(fā)生不均勻下沉E.沉井模板支撐拆除后，應(yīng)測(cè)量沉井中線和刃腳高程，并形成記錄4.1橋梁下部施工答案：ACE解析：B選項(xiàng)在淺水中或可能被水淹沒(méi)的旱地，應(yīng)筑島制

作沉井，D選項(xiàng)澆筑完成12h后即應(yīng)覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，但應(yīng)防止灑水過(guò)程中發(fā)生不均勻下沉。4.1橋梁下部施工4.1橋梁下部施工4.1.2橋梁墩臺(tái)施工一、一般墩臺(tái)（一）墩臺(tái)施工程序墩臺(tái)底面放線→基底處理→綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆模。4.1橋梁下部施工（二）墩臺(tái)施工要點(diǎn)1.澆筑墩臺(tái)混凝土?xí)r，腳手架、工作平臺(tái)等不得與模板支架連接。支撐應(yīng)作用在可靠的地基上。2.墩臺(tái)模板安裝的檢查內(nèi)容：前后左右距中心線尺寸、表面平整度、相鄰兩板面高低差、同一墩臺(tái)兩墊石高差、預(yù)埋件和預(yù)留孔位置。4.1橋梁下部施工二、特殊墩臺(tái)（一）爬模施工1.爬模適用于高橋墩的施工。主要由網(wǎng)架工作平臺(tái)、中心塔吊、L形支架、內(nèi)外套架、內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu)、液壓頂升機(jī)構(gòu)和模板體系等部分組成。4.1橋梁下部施工2.爬模的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的要求外，尚應(yīng)符合以下規(guī)定：（1）應(yīng)由2-3組相同規(guī)格的鋼模板及構(gòu)、配件組合成一套爬模，每套爬模應(yīng)設(shè)置腳手平臺(tái)、接料平臺(tái)，吊掛安全網(wǎng)。（2）宜采用塔式起重機(jī)或其他提升設(shè)備提升。（3）宜采用大塊模板施工，模板兩側(cè)和下部應(yīng)設(shè)置板翼。4.1橋梁下部施工3.每次澆筑混凝土面距模板頂面不應(yīng)小于5cm。（距離不小于5cm可以保證混凝土在澆筑和振搗過(guò)程中有足夠的空間進(jìn)行流動(dòng)和密實(shí)）4.澆筑混