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1、员工培训讲义,桥梁施工技术,目 录,一、基本概念 二、各种桥的特点分析 三、上部结构施工方法 四、桩基础施工 五、墩台工程 六、预制T梁工程 七、挂蓝悬浇工程,一、基本概念,1、桥涵定义 a、桥梁是指线路跨越沟壑、山谷、河流、海域、公路、铁路等障碍物所修建的纵向构造物。 b、涵洞是指线路跨越水渠、水沟等障碍物所修建的横向排水构造物。 2、桥梁分类 （1）按材料分 a、木桥（竹桥） b、石桥 c、钢桥 d、钢筋砼桥 e、预应力砼桥 f、混合材料桥 （2）按结构类型分 a、梁式桥 b、拱式桥 c、钢架桥 e、斜拉桥 f、吊桥 g、桁架桥 e、悬索桥,一、基本概念,3、桥梁的分类：（3）按桥涵跨径：
2、 需要注意的是：a、单孔跨径系指标准跨径，梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他桥梁为桥面系车道长度。b、管涵和箱涵不管管径和跨径大小、孔数多少，均为涵洞。c、标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前沿间距为准，涵洞以净跨径为准。 *桥涵标准跨径规定：0.751.01.251.52.02.53.04.05.06.08.01013162025303540455060,一、基本概念,4、涵洞的分类：（1）按结构形式分 a、圆管涵 b、盖板涵 c、拱涵 d、箱涵（2）按涵顶填土厚度分 a、明涵 b、暗涵,一、基本概念,5、桥梁全长
3、（1）有桥台的桥梁应为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；（2）无桥台的桥梁应为桥面系长度。6、主要桥梁技术指标（1）净跨径：梁式桥是指设计洪水位上相邻两桥墩（台）之间的净距；拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。（2）计算跨径：具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两支座中心之间的距离；拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，或拱轴线两端点之间的水平距离。（3）标准跨径：梁式桥和板式桥是指两相邻桥墩中线之间的距离；或桥墩中心线至桥台台背前缘之间的距离；拱桥则指净跨径。,一、基本概念,（4）桥梁高度：简称桥高，指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。（5）桥下净空
4、高度：是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离。（6）建筑高度：是指桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间的距离。 -容许建筑高度：桥面标高与通航（车）净空顶部标高之差。 显然，桥梁的建筑高度不得大于容许建筑高度。（7）净矢高：拱式桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。（8）计算矢高：是指拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。（9）矢跨比：是指计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度。,二、各种桥的特点分析,1、梁式桥 主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝 土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约20米，悬臂梁桥
5、与连续梁桥适宜的最大跨径约60-70米。 优点： 采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、可模性好、适应性强、整体性好且美观，且易于养护和维修；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点： 结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。就地浇筑的钢筋混凝土桥施工工期长，支架和模板要损耗很多木料，抗裂性能较差，修补也较困难。在寒冷地区以及在雨季建造整体式钢筋混凝土梁桥时，施工比较困难。,二、各种桥的特点分析,（1）简支梁桥 系上部结构由两端简单支承在墩台上的主要承重梁组成的桥梁，是静定结构。结构受力比较单纯
6、，不受支座变位影响，适用于各种地质情况，构造也较简单，易标准化、装配化构件，制造、安装都较方便，是一种采用最广泛的梁式桥。,二、各种桥的特点分析,开封黄河大桥 跨越黄河的特大公路桥。桥全长4475.09m，共108孔，其中77孔为跨径50m的预应力混凝土简支T型梁，其余31孔跨径为20m。,二、各种桥的特点分析,（2）连续梁桥 上部结构由连续跨过三个以上支座的梁作为主要承重结构的桥。由于支点负弯矩的卸载作用，在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。,二、各种桥的特点分析,望城沩江桥 预应力混凝土连续梁桥。上部结构为4x3
7、8+2x38(m)两联等高度连续梁，横剖面采用单箱双室，梁高2.5m。下部结构采用直径1.5m双柱式柔性墩。,二、各种桥的特点分析,（3）钢桁梁桥： 构造简单，施工方便，工期短、造价低、且易维修。在国内主要用于铁路桥或公铁两用桥。其中杭州钱塘江公路铁路两用桥由国人自己设计监造，是中国桥梁史上的一块里程碑。,二、各种桥的特点分析,杭州钱塘江大桥 钱塘江桥位于浙江杭州浙赣铁路上，为中国工程师自己设计并监造的公路铁路两用简支钢桁梁桥。全长1453米，上层设双车道公路，宽6.1米。,二、各种桥的特点分析,2、拱式桥 拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用
8、范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。（1）圬工拱桥 石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小。我国公路桥中70%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥取材以石料为主。,二、各种桥的特点分析,赵州桥桥 又名安济桥，位于河北赵县城南的洨河上.建于隋代大业年间（公元605618年），由著名匠师李春设计和建造，距今已有1400年的历史，桥长64.40米，跨径37.02米，是当今世界上现存最早保存最完善的古代石拱桥。,二、各种桥的特点分析,赵州桥桥 又名安济桥，位于河北赵县城南的洨河上.建于隋代大业年间（公元605618年），由著名
9、匠师李春设计和建造，距今已有1400年的历史，桥长64.40米，跨径37.02米，是当今世界上现存最早保存最完善的古代石拱桥。,二、各种桥的特点分析,湖南黄虎港桥 单孔石拱桥，跨越深邃峡谷,二、各种桥的特点分析,（2）箱形拱桥 拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大，可达全截面的50%-70%，较实体板拱桥可减少圬工用料与自重，适用于大跨度拱桥。,二、各种桥的特点分析,重庆万县长江大桥 万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨420m。,二、各种桥的特点分析,（3）桁架组合桥 预应力混凝土桁式组合拱桥是中国首创的一种新桥型，它除保持桁式拱结构用料省、竖向刚度大等特点外，更具有桁梁的特性和
10、可以采用悬臂法施工、施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点。,二、各种桥的特点分析,贵州剑河桥 全长241.1m，桥高30m。桥面为净7+2x2(m)，全宽11.8m。拱圈（即下弦）高1.50m（L/100），宽6.82m（L/22），矢跨比为1/8。,二、各种桥的特点分析,施工中的贵州剑河桥 剑河桥首次采用预制构件组合的悬臂拼装工艺，采用起重量分别为400KN及800KN的两对钢格构人字扒杆和用直径32mm40Si2MnV级钢轧丝锚碇体系完成全桥的悬拼施工和体系转换工序。,二、各种桥的特点分析,（4）刚架拱桥 刚架拱桥是中国70年代发展起来的一种新型拱桥，它的施工方法相似于双曲拱桥或桁架拱桥
11、，但其构造简单，主要受力构件是主拱腿、上纵梁及其间的斜支撑。适用于中小跨径。,二、各种桥的特点分析,江西永平杨村河桥 永平杨村河桥是矿区输送尾矿砂等过杨村河的渡槽桥。桥上设置渡槽和管道。,二、各种桥的特点分析,3、刚架桥 是一种桥跨结构和墩台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点： 外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺点： 基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定
12、结构，会产生次内力。,二、各种桥的特点分析,广东虎门大桥 主跨为270mT型刚构，其余各跨为连续梁,二、各种桥的特点分析,4、斜拉桥 梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外 荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点： 梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点： 由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。,二、各种桥的特点分析
13、,长沙湘江北大桥 长沙湘江北桥全长3616.66m，跨越湘江的主桥由双塔单索面预应力混凝土斜拉桥和两侧分别为9x50m和3x50m的连续梁所组成，两岸引桥长1330.68m。斜拉桥的主梁为三室闭合箱梁。,二、各种桥的特点分析,施工中的长沙湘江北大桥 长沙湘江北桥跨越湘江的主桥由双塔单索面预应力混凝土斜拉桥和两侧连续梁组成，桥塔高53.72m，采用倒Y型（顺桥向）独柱结构，塔柱上部锚固段为H型截面，下部塔腿为矩形截面，两腿与双壁塔墩通过横梁刚性连接。,二、各种桥的特点分析,5、悬索桥 主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适
14、宜于大型及超大型桥梁。优点： 由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点： 整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。,二、各种桥的特点分析,重庆朝阳桥 加劲梁采用开口钢箱与钢筋混凝土桥面板结合的单箱双室组合箱梁。索塔由混凝土和钢筋混凝土门架组成。,三、桥梁上部结构施工方法,（一）按照成型方式分：就地浇筑法和预制安装法1、就地浇筑法就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板、支架。优点： 就地浇筑法无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。缺点： 工期长，施工质量不容易控制；对预应力混凝土梁由
15、于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。,三、桥梁上部结构施工方法,2、预制安装法 在预制工厂或在运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装，分预制、运输和安装三部分。特点：（1）由于是工场生产制作，构件质量好，有利于确保构件的质量和尺寸精度，并尽可能多的采用机械化施工；（2）上下部结构可以平行作业，因而可缩短现场工期；（3）能有效的利用劳动力，并由此而降低了工程造价；（4）由于施工速度快，可适用
16、于紧急施工工程；（5）将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时已有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。几种吊装方法：（1）吊车；（2）架桥机； （3）单导梁；（4）跨墩龙门吊；（5）钓鱼法。,三、桥梁上部结构施工方法,三、桥梁上部结构施工方法,三、桥梁上部结构施工方法,三、桥梁上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,（二）按照施工方法分类1、固定支架就地浇筑法 就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板、支架。特点： 就地浇筑法施工无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁的整体性好。它的缺点主要是工期长，施工质量不容易控制；
17、对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,2、悬臂施工法 悬臂施工法是从桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称悬臂浇筑施工，后者称悬臂拼装施工，有时也将两种方法结合使用。特点： a、桥梁在施工过程中产生负弯矩，桥墩也要求承受由施工产生的弯矩，因此悬臂施工宜在营运状态的结构受力与施工状态的受力状态比较接近的桥梁中选用，如预应力混凝土T型刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥等；,三、上部结构施工方法
18、,b、非墩桥固接的预应力混凝土梁桥，采用悬臂施工时应采取措施，使墩、梁临时固结，因而在施工过程中有结构体系的转换存在； c、采用悬臂施工的机具设备种类很多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种类型，可根据实际情况选用； d、悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置，常在跨径大于100的桥梁上选用；悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下部结构可平行作业，但施工精度要求比较高，可在跨径100m以下的大桥中选用； e、悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响通航或桥下交通。,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,3、转体施工法 转体施工是将桥梁构件先在桥位处岸边（或路
19、边及适当位置）进行预制，待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。转体施工其静力组合不变，它的支座位置就是施工时的旋转支承和旋转轴，桥梁完工后，按设计要求改变支撑情况。转体施工可分为平转、竖转和平竖结合的转体施工。,三、上部结构施工方法,特点:a、可以利用地形，方便预制构件；b、施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工；c、施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握；d、节省木材，节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较，可节省木材80%，节省施工用钢60%；e、减少高空作业，施工工序简单，施工迅速；当主要构件先期合拢后，给以后施工带来方便； f、转体施工适合于
20、单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥； g、大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益，转体重量轻型化、多种工艺综合利用，是大跨径及特大跨径桥梁施工有利的竞争方案。,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,4、顶推施工法 顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地。之后继续在预制场地进行下一节段梁的预制，循环操作直至施工完成。特点：a、顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁，施工费用低，施工平稳无噪声，可在水深
21、、山谷和高桥墩上采用，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上采用； b、主梁分段预制，连续作业，结构整体性好；由于不需要大型起重设备，所以施工节段的长度一般可取用10m-20m;,三、上部结构施工方法,c、桥梁节段固定在一个场地预制，便于施工管理改善施工条件，避免高空作业。同时，模板、设备可多次周转使用，在正常情况下，节段的预制周期7d-10d.d、顶推施工时，梁的受力状态变化很大，施工阶段的梁的受力状态与运营时期的受力状态差别较大，因此在梁截面设计和布索时要同时满足施工与运营的要求，由此而造成的用钢量较高；在施工时也可采取加设临时墩，设置前导梁和其他措施，用以减少施工内力；e、顶推法宜在等截面梁上使用
22、，当桥梁跨径较大时，选用等截面梁会造成材料用量的不经济，也增加施工难度，因此以中等跨径的桥梁为宜，桥梁的总长也以500m-600m为宜。,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,5、逐孔施工法： 逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的一种施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工，直到对岸。有用临时支承组拼预制节段的逐孔施工法、移动支架逐孔现浇施工法、以及整孔吊装或分段节段施工法等。特点： （1）不需要设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠； （2）有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在预制场生产的优点；（3）机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动
23、强度，上下部结构可以平行作业，缩短工期；（4）通常每一施工梁段的的长度取用一孔梁长，接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位；（5）移动模架设备投资大，施工准备和操作都较复杂；（6）宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。,三、上部结构施工方法,6、横移施工法 横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构，并横向移运该结构物，将它安置在规定的位置上。横移施工的主要特点是在整个操作期间与该结构有关的支座位置保持不变，即没有改变梁的结构体系。在横向移动期间，临时支座需要支承该结构的施工重量。,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,三、上部结构施工方法,7、提升与浮运施工法 提升施工是在未来安置结构
24、物以下的地面上预制该结构并把它提升就位。浮运施工将桥梁在岸上预制，通过大型浮运至桥位，利用船的上下起落安装就位的方法。使用该方法的要求是：（1）在该结构下面需要有一个适宜的地面；（2）被提升结构下的地面要有一定的承载力；（3）拥有一台支撑在一定基础上的提升设备；（4）该结构应该是平衡的，至少在提升操作期是平衡的；（5）采用浮运法要有一系列的大型浮运设备。,四、桩基础施工,（一）桩的分类1、端承桩与摩擦桩（1）端承桩：（2）摩擦桩：2、位移桩和非位移桩（1）位移桩（排土或低排土）：是指桩沉入土中造成地层土体位移的桩，如锤击沉桩、振动沉桩、振动或锤击配合射水沉桩、静力压桩以及沉管灌注桩。（2）非位
25、移桩（非排土）：在地层中钻孔或挖孔达到要求深度后放入钢筋笼灌注混凝土成桩，成孔时不会造成土体位移。,四、桩基础施工,（二）施工方法分类1、沉入桩（1）锤击沉桩：使用桩锤击打的沉桩方法，一般适用于松散、中密砂土、粘性土。桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油机锤、液压锤等。（2）振动沉桩：使用机械振动的沉桩方法，一般适用砂土、硬塑及软塑的粘性土和中密及松散的碎石土。（3）射水沉桩：配合锤击和振动沉桩的辅助方法，在密实砂土、碎石土的土层中，以上2方法沉桩有困难时可用射水配合。（4）静力压桩：在标准贯入度N20的软粘性土中，可用特制的液压或千斤顶或卷扬机设备等直接压桩。2、灌注桩（1）人工挖孔桩：利用
26、人工挖孔，再下钢筋笼浇注桩基混凝土的桩。（2）钻孔灌注桩：利用专用钻机成孔，再下钢筋笼浇注混凝土的桩。,四、桩基础施工,3、人工挖孔桩优缺点：（1）优点：工艺简单、不需要设备、对水电要求不严、对施工道路与场地要求很低、不采用泥浆护壁，因此一般不采用水下混凝土，混凝土质量有保证，也不需要复杂的水下混凝土浇注设备，对环境影响很小、噪音小、对地质情况了解充分、桩与桩之间基本没有干扰、对临近建（构）筑物影响小、可以平行组织施工，甚至可以所有桩基础同时施工，进度快。（2）缺点：单桩进度慢、机械化程度低、地质不好的需要砖或混凝土护壁，成本高、不实用地下水位高且丰富的地段、安全性差，特别对深桩，有水和有毒气
27、体的地段，地质不好有流沙的地段、岩石地段需要爆破。（3）适用范围：地质好且孔不深（一般25m内）。,四、桩基础施工,4、钻孔灌注桩优缺点：（1）优点：机械化程度高、施工速度快、可以适用不同地质条件、钻孔深度大。（2）缺点：对场地和施工道路要求高、对环境有污染、对临近建（构）筑物可能有影响、需要大型设备、工艺比较复杂、对水和电的要求大、一般需采用水下混凝土，质量控制难度大。（3）适用范围：采取措施一般都可以适应。,四、桩基础施工,（三）钻孔桩施工工艺1、施工准备（1）场地平整 钻孔桩在钻孔前应清除场地，整平夯实，水中墩宜采用筑岛法施工，围堰中心部分可填筑粘土，堆码的沙袋上下层和内层应相互错缝，堆
28、放应密实平整。精确测定桩位并标识,安排好钻孔顺序，如果两台钻机在同一个墩台上施工时，应间隔一个孔位施工，防止在钻进过程中因振动过大而引起串孔或塌孔。,四、桩基础施工,（2）筑岛与围堰 -筑岛一般适用于靠近岸边的浅水区，直接填筑出工作平台。-施工围堰属于临时围堰，主要作用是确保主体工程及附属设施在修建工程过程中不受水流浸袭，保证正常的施工条件。*围堰的要求：防水严密、尽量减少渗漏、减轻排水工作；一般应在枯水季节施工，否则应采取周密措施。*围堰的尺寸：堰顶宜高出施工期间可能出现的最高水位50-70cm，用于防御地下水位的宜高出水位或地面20-40cm；外形应考虑围堰压缩水面后，流速增大引起水流对围
29、堰、河床的集中冲刷及对航运、导流、农灌的影响；围堰内面积应能满足施工需要；围堰断面应能满足自身的强度和稳定性，防止滑动和倾覆。,四、桩基础施工,*围堰的种类及适应范围：土石围堰： *土围堰：水深1.5m内，流速0.5m/s内，河边浅滩，河床渗透性较小；*土袋围堰：水深3m内，流速1.5m/s内，河床渗透性较小或淤泥较浅；*木桩竹条土围堰：水深1.5-7m内，流速2m/s内，能打桩，当地竹木丰富；*竹篱土围堰：水深1.5-7m内，流速2m/s内，能打桩，当地竹木丰富；*竹（铅丝）笼围堰：水深4m内，难能打桩，流速较大；*堆石土围堰：流速3m/s内，河床渗透性很小，当地有石料。板桩围堰：*钢板桩围
30、堰：深水或深基坑，流速较大的砂类土、粘质土、碎石土和风化岩等坚硬河床。特点防水性能好，整体刚度较强，可周转使用。*钢筋混凝土板桩围堰：深水或深基坑，流速较大的砂类土、粘质土、碎石土河床。特点除用作防水外还可作为基础结构，可周转使用。钢套箱围堰：流速2m/s内，覆盖层薄，平坦的岩石河床，埋置不深的水中基础，也可用于承台。双壁围堰：大型河流的深水基础，覆盖层薄，平坦的岩石河床。,四、桩基础施工,*土袋围堰的施工：技术要求：*袋内装粘土：顶宽1-2m，内侧坡度1：0.2-1:0.5,外侧坡度1：0.5-1:1。*有粘质土芯墙、内外侧袋内装粘土或砂土：顶宽2-2.5m，内侧坡度1：0.2-1:0.5,
31、外侧坡度1：0.5-1:1。施工布置：不影响通航的可在墩位局部设置围堰，如影响的则必须另考虑临时导流河道，上下游拦河筑堰。 施工方法：*先清除堰底河床上的淤泥、杂物等，减少渗漏。*用草袋、麻袋或编织袋装松散的粘土，装土量为袋容的1/2-2/3，用麻丝或铁丝扎紧，在有粘土芯的围堰中也可采用砂土（在流速较大的水中，外围应采用小卵石或粗砂，必要时抛片石或竹篓或框装片石）。*堆码土袋时要求上下左右相互错缝，并尽量堆码整齐，在水中堆码时可以采用带钩的杆子。从上游开始向下游填筑。*在内外圈堆码到一定高度或出水面后，可填粘土芯。填粘土芯时不要直接向水中倒土，而应将土倒在已填好的堰体上，顺坡送入水中，以免离析
32、造成渗漏，水面以上填土应分层夯实。*在水不深但河床中有一层不厚的透水层时，可在外圈围堰完成后抽水至水深约50cm，挖出透水层再堆码内圈土袋，填芯以防止渗漏。,四、桩基础施工,2、钻孔方法及适用范围（1）旋挖钻孔-原理：通过钻杆和钻斗的旋转利用钻斗底刀片切削土体并旋入斗内，土装满后提升钻斗出孔外卸土，经过多次反复循环达到设计深度而成孔。-分类：分全套管钻进法和泥浆护壁法。-优缺点：*优点：振动小，噪音低；施工速度快；机械移位快；对场地和道路要求不高；混凝土超灌不大；无地下水地质好的可以干钻。*缺点：不适应岩石和漂石层；不适应有承压水的地层；对护壁泥浆要求高；提钻时容易形成副压容易造成坍孔；沉渣处
33、理难度大，需要配清孔设备。-适用地层：填土、粘土、粉土、淤泥、砂土及含部分卵石碎石地层。-施工工艺： 场地准备-施工放样-埋护筒-钻进-成孔-清孔-下钢筋笼-下导管-第2次清孔-浇注混凝土。,四、桩基础施工,四、桩基础施工,-护筒：*护筒的作用：固定桩位；隔离地表水免其流入孔内；保证孔口不坍塌；保持孔内水位高出地下水一定高度，形成水头压力。*一般要求：护筒本身满足强度、刚度要求，不能漏水；护筒应比桩径稍大，一般大20-40cm；护筒顶高应满足高出地下水位1.5-2m以上，水中应高出最高水位1.5-2m ；护筒埋深一般1-2m，冰冻地区应埋入冻土层以下0.5m，深水及河床软土、淤泥较深的应埋入不
34、透水层粘质土内1-1.5m，有冲刷的河床应埋入冲刷线以下1-1.5m。,四、桩基础施工,-泥浆：*泥浆的作用：旋挖钻泥浆主要起护壁、润滑和冷却作用，清孔阶段才起携渣作用，钻孔过程中泥浆不循环。*泥浆的要求：旋挖施工对泥浆的要求比较高，一般需要膨润土造浆，地质较差的需要加纤维素。*泥浆的技术指标：*相对密度：与4水的质量比。相对密度增大对孔的侧压力也增大，孔壁更稳定，悬浮钻渣能力也大；但过大的相对密度，其失水量也大，泥皮加厚，增加泥浆材料消耗，加大钻进难度，降低钻进速度（正反循环最明显），机械磨损大，降低桩身摩擦力，更重要的是增加浇注难度容易造成堵管。*黏度：液体运动时各分子或颗粒间的内摩擦力。
35、黏度大的泥浆泥皮厚，有利于防止翻砂、渗漏，增加悬浮能力，对正循环有利；但黏度过大可能糊钻，影响泥浆泵的工作，增加泥浆净化难度，降低钻孔速度；黏度过小则不容易悬浮钻渣，泥皮薄，不利于防止翻砂、渗漏。,四、桩基础施工,*静切力：静止泥浆受外力开始流动所需最小的力，又称滑动静应力，表示泥浆的结构强度，以破坏1cm2面积上的泥浆颗粒结构所需的力表示。泥浆静切力应适当，太大则流动阻力大，钻渣不易沉淀，影响净化速度，泥浆相对密度大，钻进速度慢；太小则悬浮钻渣效果不好，钻进速度也会降低，因故停钻或浇注时间过长时，容易加大沉渣厚度，造成埋钻或卡导管事故。*含砂率：泥浆内所含砂和粘土颗粒的体积百分比。含砂率大时
36、会降低黏度，增加沉淀，容易磨损设备，停钻时容易造成埋钻、卡钻事故。*胶体率：泥浆静止后，其中呈悬浮状粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示。胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之。正循环的泥浆要求高。,四、桩基础施工,*失水率：又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用在一定时间内渗入地层的水量，以Ml/30min为单位。失水率小的泥浆有利巩固孔壁和保护基岩，特别遇水软化的泥质页岩；失水率大的泥浆形成孔壁泥皮过厚使孔径缩小，特别是泥岩地层易造成其遇水软化膨胀而塌孔。故失水率越小越好。*酸碱度：以PH值表示，等于7时为中性，小于7为酸性，反之为碱性。一般8-10
37、比较适当，这时粘土颗粒可进行分散，水分子进入其内部使膨胀，颗粒表面形成一层吸附性水化膜，相当于增加了泥浆中的固相成分，使失水率小，能较快形成薄而坚硬的泥皮，固壁性能好。水化膜还可阻止粗土颗粒粘结在一起沉淀，增加稳定性和胶体率。PH过小，失水率急剧上升； PH过大，泥浆滤液会渗透到孔壁的粘土中，使表面软化，凝聚力减弱，造成破解塌孔。,四、桩基础施工,（2）正循环回转、反循环回转与潜水钻孔-原理：*正循环：用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆的底部射出，底部的钻头在回转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆浮悬，随泥浆上升而溢出流到孔外的泥浆池，经沉淀后，泥浆再循环使用。*反循环：与正循环相反，泥浆沿孔壁
38、流入孔内，用真空泵或空气吸泥机将钻渣从钻杆中吸出，由于钻杆内径比孔径小得多，故钻杆内泥浆上升速度比正循环快得多，就是清水都可以把泥浆带出孔外，泥浆沉淀后再循环使用。*潜水钻：工作原理与正反循环一致，它的主要特点是把钻机的动力装置与钻头连成一体，其防水密封式钻机安装在钻头顶，泥浆通过胶管与孔外相连。,四、桩基础施工,四、桩基础施工,-优缺点：*正循环：*优点：钻进与排渣同时进行，成孔速度快；钻孔深，一般可达100m；*缺点：需要设置泥浆池、沉淀池和贮浆池等，施工场地占地面积大，需要大量的水和泥浆原料；机具设备比较复杂，机械故障多；最大的缺点是由于泥浆较稠，故泥浆护壁层厚，大大降低桩周摩擦力。*反
39、循环：*优点：排渣连续性好，成孔比正循环快，功效高；钻孔深，一般可达80-120m；排渣不需要泥浆，在孔壁很稳定的情况下甚至可用清水，造浆材料的质量和数量远小于正循环；最大优点是护壁层薄，不减弱桩的摩擦力。*缺点：扩孔率大于正循环，钻机结构更复杂，造价偏高。*潜水钻：*优点：不管是正、反循环，其效率都比一般正反循环钻高；钻具简单、轻便、易搬运、噪声小，操作条件有所改善；成孔垂直度优于其他钻机。*缺点：一旦发生坍孔事故容易埋钻，难于取出，造成大的损失。,四、桩基础施工,（3）螺旋钻孔：螺旋钻成孔多属于干法作业，成孔方法与原理随螺旋钻具的长短不同。-长螺旋钻机：整个钻具，即钻头和钻杆均带有螺旋叶片
40、，钻孔时在桩位就地切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿带有长螺旋叶片的钻杆上升，输送到出土器后，自动排出孔外。特点：钻孔连续性好。-短螺旋钻机：钻具只有临近钻头2-3m内装有带螺旋叶片的钻杆，钻孔时在桩位就地切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿带有少量螺旋叶片的钻杆上升，聚集在短螺旋叶片上形成土柱，此后靠提钻、反转、甩土，将钻屑撒落在四周。特点：每钻0.5-1m就要提钻一次。,四、桩基础施工,四、桩基础施工,（4）冲抓钻孔：用冲抓锥张开抓瓣冲入土石中，收紧锥瓣绳，抓瓣就将土抓入锥中，提升冲抓锥出孔外，松绳卸土。井壁保护同回转钻。（5）冲击钻孔：分实心锥和空心锥2种。-实心锥：用冲击式装置或
41、卷扬机提升实心钻锥，上下反复冲击，将土石劈裂、劈碎、部分被挤入孔壁内。由泥浆悬浮钻渣，使钻锥每次均能冲入到孔底新土中。冲击一定时间后提出钻头，放入掏渣筒掏渣。-空心锥：钻孔原理与实心的一样，只是钻头是空心的，在上下反复冲击中，其锥尖刮刀将孔底冲碎，冲击中把钻渣挤入锥内，冲击一定时间后把钻头提出孔外，倒掉钻渣，再将钻头放入孔底继续冲击，如此循环反复直到成孔。,四、桩基础施工,四、桩基础施工,3、旋挖钻孔事故及处理（1）塌孔：-表征：孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，出渣但不进尺，钻机负荷显著增加。-原因：*泥浆相对密度及其他性能不符合要求（包括清孔后），未形成坚实泥皮；*出渣后未及时补充泥浆或河
42、水上涨等使孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层孔内水流失造成孔内水头不够；*护筒埋置不够造成孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动造成孔口坍塌；*在松软砂层中进尺太快，特别是提钻头太快形成孔底负压；*吊入钢筋笼后碰撞孔壁；*泥浆与地质不合。-预防与处理：*采用合适的泥浆，并保证泥浆指标；*在松软砂层中注意进尺速度，特别是提钻头速度，使泥浆能及时回流入孔底补充；*保证护筒的合适埋深，发生孔口或护筒倾斜、脱空时应立即回填，拆除护筒并重新埋设；*钻进时及时补充泥浆，保证水头压力，供浆管不能直接冲刷孔壁；*出现塌孔应查明位置，采取回填砂和粘土混合物回填到塌孔处以上
43、1-2m再钻进，严重的全部回填并沉淀密实后钻进。,四、桩基础施工,（2）钻孔倾斜：-原因：*钻孔中遇到较大的孤石或探头石；*有倾斜的地质交界处，或粒径不均匀的砂砾层，钻头受力不匀；*扩孔或塌孔位置，钻头偏向一边；*钻机底座不平或不均匀沉降、位移，钻杆本身未校正、弯曲；-预防与处理：*处理好地基，调平钻机，校正钻杆，并经常检查；*碰到软、硬交界地质应控制进尺，减压低速钻进；*发生倾斜后，用验孔器检查位置和情况，采用吊钻杆反复扫孔，严重时回填再重新钻孔。,四、桩基础施工,（3）卡钻、埋钻和吊钻头：-原因：*塌孔或缩颈；*卡钻时强提强扭，操作不当，钻杆或钢丝绳断裂；*钻杆接头不良或滑丝；*钢丝绳破损
44、严重；*碰到孤石卡住；*碰到缩孔或塌孔。-预防与处理：*经常检查钻机及钻杆；*碰到下钻头过程有难度应及时分析原因，采取相应措施，不应强制下；*卡钻时强提强扭，分析原因采取措施；*处理卡钻过程应保证泥浆循环，防止沉淀埋钻；*用压缩水或空气向钻头四周冲一段时间。,四、桩基础施工,（4）扩孔与缩孔：-扩孔： 一般表现为局部孔径过大，与塌孔原因相同，轻的为扩孔，严重的为塌孔。-缩孔：*一般表现为卡钻、卡钢筋笼。*原因：*钻头磨损；*地层中有软塑土（橡皮土）、遇水膨胀后缩孔。*预防措施：*及时补焊钻头;*使用优质泥浆造孔；*快转慢进。,四、桩基础施工,4、清孔：（1）清孔目的：-降低泥浆相对密度、粘度和
45、含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止沉淀过厚影响桩基承载力；-为灌注水下混凝土创造良好条件，防止堵管和断桩，确保混凝土质量。（2）方法：-抽浆法：利用泥浆泵持续抽浆清孔，不适用易塌孔的地质。-换浆法：用纯泥浆或清水置换，适应正循环。-掏渣法：适用造孔液。-喷射法：浇注混凝土前用高压射水或射风数分钟，使沉淀物漂浮，立即浇注混凝土，常配合其他方法或用于浅桩。-砂浆置换法：掏渣干净后在孔底灌特殊砂浆（炉灰与水泥加水拌和），插入搅拌器把钻渣搅拌进去，由于特殊砂浆轻，会悬浮于混凝土上，加缓凝剂后初凝时间达6-12h。,四、桩基础施工,5、钢筋笼：（1）对钢筋笼加工场地认真进行平整、压实、硬化。
46、特别是钢筋笼骨架焊接场地要做到平整、坚固、抹面平整。（2）主筋的连接一般都采用绑条焊接或螺纹套筒机械连接。（3）主筋和环形加强箍筋焊接时,要调整好电流,不能烧伤母材。环形加强箍筋接头搭接焊,焊缝长度不小于110mm,焊缝饱满,高出母材2mm左右，不得有夹渣。（4）钢筋笼骨架焊接时,加强环形箍筋、各个主筋要准确放好位置,每个主筋都要拉线检查,保证主筋顺直。主筋和加强箍筋间距要逐个量测,不得超过设计和规范要求。主筋作到端部平齐,长度不小于设计。要求制作钢筋笼加工专用工具,切实保证质量。（5）螺旋箍筋在绑扎时要划线定位,绑扎时要边绑边量,作到螺旋筋圆顺,相互位置平行,间距符合设计和规范要求。绑扎螺旋
47、筋的扎丝不能少于3根,每个绑扎点都要用扎丝绑扎牢固。不得有连续两个交点不绑扎。螺旋筋接头要曲线圆顺,焊接牢固。,四、桩基础施工,（6）焊接完毕后要认真清除焊渣。（7）钢筋笼存放时要认真支垫调平,支垫点距离不得大于1.5m。存放时环形加强箍筋要十字支撑可靠,保证钢筋笼不变形。并且要用防雨布覆盖,存放时间不得超过10天。（8）钢筋笼在移位、运输、安装时要合理选择支撑点及吊绳位置,不使钢筋笼变形，吊装措施，钢筋笼箍筋外设置4根60钢管与钢筋笼捆扎牢固确保钢筋笼吊装时不发生扭曲变形。（9）钢筋笼在车间分节制造，安装时采用单面搭接焊，其焊缝长度不小于10d，焊缝宽度不小于0.3d。 （10）钢筋笼应严格
48、按照设计图制作，焊接牢固后采用汽车吊分节吊装。预埋的检测管随钢筋笼一次就位。检测管上下口封闭严密，且每接头也同样封闭严密。钢筋笼就位后应予以固定，以防止灌注砼时，钢筋笼下落或上浮。吊入钢筋笼时，对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可旋转并徐徐下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。钢筋笼安装过程应严格控制其顶面标高。,四、桩基础施工,6、浇注水下混凝土：（1）水下混凝土的配制及灌注-灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。-水下混凝土的塌落度以180220毫米为宜，并有一定的流动度，灌注水下混凝土的工作应迅速、连续进行，防止塌孔和泥浆沉淀过厚。（2）导管
49、埋深控制 灌注砼时导管埋入砼的深度，一般控制在2m4m，在任何情况下，不得小于1m或大于6m。小于1m时，易发生拔导管时拔漏（拔出砼外）事故，大于6m以上时，易发生埋管拔不出来的事故。拔管前须仔细测探砼面深度。用测探锤测探时，须由2人分2次测探，防止误测。,四、桩基础施工,（3）导管法水下砼灌注-导管使用前均应调直、试拼组装，并做水密承压试验，准确记录试压编号及自下而上标示尺度。漏斗和储料斗需有足够的容量，即混凝土的初存量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定，如超出规定厚度，必须进行二次清孔，使沉淀悬浮后立即灌注首批混凝土。-拔活
50、塞，将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应停止灌注，进行处理。,四、桩基础施工,-灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测探不准确。应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时暂停灌注，先取走漏斗
