橋梁基礎工程施工的常用方法

橋梁基礎工程施工的常用方法

1．擴大基礎

所謂擴大基礎，是將墩（臺）及上部結構傳來的荷載通過其直接傳遞至較淺的支承地基的一種基礎形式，一般采用明挖基坑的方法進行施工，故又稱之為明挖擴大基礎或淺基礎。其主要特點是：

(1)由于能在現場直觀確認支承地基的情況下進行施工，因而施工質量可靠；

(2)施工時的噪聲、振動和對地下污染等建設公害較少；

(3)與其他類型的基礎相比，施工所需的操作空間較??；

(4)在多數情況下，比其他類型的基礎造價省、工期短；

(5)易受凍脹和沖刷影響。

擴大基礎施工的順序是開挖基坑，對基底進行處理（當地基的承載力不滿足設計要求時，需對地基進行加固），然后砌筑圬工或立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土。其中，開挖基坑是施工中的一項主要工作，而在開挖過程中，必須解決擋土與止水排水的問題。

當土質堅硬時，對基坑的坑壁可不進行支護，僅按一定坡度進行開挖。在采用土、石圍堰或土質疏松的情況下，一般應對開挖后的基坑坑壁進行支護加固，以防止坑壁坍塌。支護的方法有擋板支護加固、混凝土及噴射混凝土加固等。

擴大基礎施工的難易程度與地下水處理的難易有關。當地下水位高于基礎的設計底面高程時，施工時則須采取止水排水措施。如打鋼板樁或考慮采用集水坑用水泵排水、深井排水及井點法等使地下水位降低至開挖面以下，以使開挖工作能在干燥的狀態下進行。還可采用化學灌漿法及圍幕法（凍結法、硅化法、水泥灌漿法和瀝青灌漿法等）進行止水。但擴大基礎的各種施工方法都有各自的制約條件，因此在選擇時應特別注意。

2．樁基礎

樁是深入土層的柱類構件，其作用是將作用于樁頂以上的荷載傳遞至地基較深處，以承受較大的荷載。根據不同情況，樁可以有不同的分類法?，F按成樁方法對樁進行分類，并分別敘述其不同的施工方法和工藝。

(1)沉入樁

沉入樁是將預制樁用錘擊打或振動法沉入地層至設計要求高程。預制樁包括木樁、混凝土樁和鋼樁，一般有如下特點：

①因在預制場內制造，故樁身質量易于控制，質量可靠；

②沉入施工工序簡單，工效高，能保證質量；

③易于水上施工；

④多數情況下施工噪聲和振動的公害大、污染環境；

⑤受運輸、起吊設備能力等條件限制，其單節預制樁的長度不能過長；沉入長樁時要在現場接樁；樁的接頭施工復雜、麻煩，且易出現構造上的弱點；接樁后如果不能保證全樁長的垂直度，則將降低樁的承載能力，甚至在沉入時造成斷樁；

⑥不易穿透較厚的堅硬地層，當堅硬地層下仍存在較弱層，設計要求樁必須穿過時，則需輔以其他施工措施，如射水或預鉆孔等；

⑦當沉入地基的樁超長時，需截除其超長部分，不經濟。

沉入樁施工方法主要有：錘擊沉入樁、振動沉入樁、靜力壓樁法、輔助沉樁法、沉管灌注法以及錘底沉管法等。

(2)灌注樁

灌注樁是在現場采用鉆孔機械（或人工）將地層鉆挖成預定孔徑和深度的孔后，將制作成一定形狀的鋼筋骨架放人孔內，然后在孔內灌人流動性的水下混凝土而形成樁基。水下混凝土多采用垂直導管法灌注。灌注樁的特點是：

①與沉入樁的錘擊法和振動法相比，施工噪聲和振動要小得多；

②能修建比預制樁的直徑大、入土深度大、承載力大得多的樁；

③與地基土質無關，在各種地基上均可使用；

④在粉砂中施工時應特別注意孔壁坍塌形成的流砂，以及孔底沉淀等的處理，施工質量的好壞，對樁的承載力影響很大；

⑤因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土質量較難控制。

灌注樁因成孔的機械不同，通常采用①旋轉錐鉆孔法；②潛水鉆機成孔法；③沖擊鉆機成孔法；④正循環回轉法；⑤反循環回轉法；⑥沖抓鉆機成孔法；⑦人工挖孔法等。

(3)大直徑樁

一般認為，直徑2.5m以上的樁可稱為大直徑樁。目前最大樁徑已達6m。近年來，大直徑樁在橋梁基礎中得到廣泛應用，結構形式也越來越多樣化，除實心樁外，還發展了空心樁；施工方法上不僅有鉆孔灌注法，還有預制樁殼鉆孔埋置法等。根據樁的受力特點，大直徑樁多做成變截面的形式。大直徑樁與普通樁在施工上的區別主要反映在鉆機選型、鉆孔泥漿及施工工藝等方面。

3．沉井基礎

沉井基礎是一種斷面和剛度均比樁大得多的筒狀結構，施工時在現場重復交替進行構筑和開挖井內土方，使之沉落到預定的地基上。在岸灘或淺水中建造沉井時，可采用“筑島法”施工；在深水中建造時，則可采用浮式沉井，即先將沉井浮運至預定位置，再進行下沉施工。按材料、形狀和用途不同，可將沉井分成很多類型，但各種沉井基礎有如下的共同特點：

(1)沉井基礎的適宜下沉深度一般為10 - 40m;

(2)與其他基礎形式相比，沉井基礎的抗水平作用能力及豎直支承力均較大：

(3)由于剛度大，其變形較小，故沉井基礎一般適用于對基礎變位要求較高的拱橋、斜拉橋和吊橋等橋型。

沉井基礎施工的難點在于沉井的下沉，主要是要求通過從井孔內除土，清除刃腳正面阻力及沉井內壁摩阻力后，依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分為排水開挖下沉和不排水開挖下沉，但其基本施工方法應為不排水開挖下沉。只有在穩定的土層中，而且滲水量不大時，才采用排水開挖法下沉。另外還有壓重、高壓射水、炮震（必要時），降低井內水位減小浮力以增加沉井的有效自重，采用泥漿潤滑套或空氣幕等一些沉井下沉的輔助施工方法。

4．管柱基礎

管柱基礎因其施工的方法和工藝相對來說較復雜，所需的機械設備也較多，一般的橋梁極少采用這種形式的基礎，僅當橋址處的水文地質條件十分復雜，應用通常的基礎施工方法不能奏效時，方采用這種基礎形式。因此，對于大型的深水或海中基礎，特別是深水巖面不平、流速大的地方采用管柱基礎是比較適宜的。

管柱基礎的施工一般包括管柱預制、圍籠拼裝、浮運和下沉定位、下沉管柱，在管柱底基巖上鉆孔，在管柱內安放鋼筋籠并灌注水下混凝土等內容。管柱有鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土和鋼管三種。其下沉與前述的沉入樁類似，大多采用振動并輔以射水、吸泥等措施。管柱的下沉必須要有導向裝置，淺水時可用導向架，深水時則用整體圍籠。

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