第7章 桥梁基础施工

(2)大、中桥和填土12m以上涵洞的地基，一般由检验人员用直观、触探、挖 试坑或钻探(钻深至少4m)试验等方法，确定土质容许承载力是否符合设计要 求。对地质特别复杂，或在设计文件中有特殊要求，或虽经加固处理又经触 探、密实度检验后尚有疑问时，需进行荷载试验，确认符合设计要求后，方 可进行基础结构物施工。
图7.1 基础的表面 排水设施
2)井点法降低地下水位
井点降水是人工降低地下水位的一种方法。故又称“井点 降水法”在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水 管(井)，利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态 的方法。所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电 渗井点、管井井点、深井井点等。如图7.2所示。
1)表面排水法
它是基坑整个开挖过程及基础砌筑和养护期间，在基坑四周开挖集水沟开挖 集水沟汇集坑壁和基底的渗水，并引向一个或多个比集水沟挖得更深一些的 集水坑，集水沟和集水坑应在基础范围以外，在基坑每次下挖以前，必须先 挖沟与坑，集水坑的深度要大于抽水机吸水龙头的高度，在吸水龙头上罩竹 筐围护，以防土体塞入龙头，这种排水方法设备简单、费用低，一般土质条 件下均可以采用，当地基土为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细料土层时，由 于抽水会引起流砂现象，造成基坑的破坏与坍塌，因此应避免采用表面排水 法。如图7.1所示。
6 基础的施工
与一般建筑物基础相比，桥梁基础埋置较深，由于作用在基础上的荷载集中 而强大，加之浅层土一般比较松软，很难承受住这种荷载，故有必要把基础 向下延伸，使置于承载力较高的地基上；对于水中墩台基础，由于河床受到 水流的冲刷，桥梁基础必须有足够的埋深，以防冲刷基础底面(简称基底)而造 成桥梁沉陷或倾覆事故。一般规定桥梁的明挖、沉井、沉箱等基础的基底按 其重要性和维修加固难易，应埋置在河床最低冲刷线以下至少2~5m。
4)所有从挖方中挖出的材料，如果监理工程师认为适用， 可用作回填或铺筑路提；或按监理工程师批示的其他方法 处理。
5)在基桩处的基坑开挖，应在打桩之前完成。
6)必要时，挖方的各侧面应始终予以可靠的支撑，并使监 理工程师认可。
7)所有基础挖方都应始终保持良好地排水，在挖方的整个 施工期间都不致遭受水的危害。凡是低于已知地下水位的 地方进行开挖并构成基础时，承包人必须提交一份建议用 于每个基础的排水方法以及为此而采取的各项措施的报告， 并取得监理工程师的批准。
图7.4 钢板桩围堰
锁口管柱围堰——中国1957年在湖北省明山水库，将有 锁口的直径1.55米的钢筋混凝土管柱联成一排，作为防渗 墙。60年代以后，日本发展的钢锁口管柱围堰是将钢管 柱联锁成为一个整体，可建成任何形状。若将它作为永久
基础使用，则称钢锁口管柱沉井基础，如1978年开始建 造的大和川斜张桥，水中三个主墩就是用锁口钢管柱围成
确定基础类型方案主要取决于地质土层的工程性质与水文 地质条件、荷载特性、桥梁结构形式及其使用要求，以及 材料的供应和施工技术等因素。
桥梁基础的设计、施工都应紧密结合桥梁结构的特点和要 求，全面分析、综合考虑。
7.2 明挖扩大基础施工
1 一般基础的开挖的规定 （9点） 1)承包人应在基础开挖开始之前通知监理工程师，以便检
重点： 明挖扩大基础施工 钻孔桩基础施工 沉井基础施工
难点： 沉入桩施工 沉井与沉箱基础施工
7.1 概述
桥梁基础是桥梁结构物直接与地基接触的部分，是桥梁下 部结构的重要组成部分。
桥梁基础根据埋置深度分浅置基础和深置基础两类，浅置 基础是在桥台或桥墩下直接修建的埋深较浅的基础(一般 小于5m)。设置深基础时，则常采有桩基础或沉井基础， 特殊桥位也可能采用其他大型基础或组合形式。
第7章 桥梁基础施工
内容及要求
介绍明挖扩大基础、沉入桩基础、钻孔桩基础、沉井与沉 箱基础及地下连续墙基础的施工工艺流程、施工注意事项 和检查处理措施等内容。
通过本章的学习，应了解明挖扩大基础施工、沉入桩基础 施工、钻孔桩基础施工、沉井与沉箱基础施工及地下连续 墙基础施工，需要掌握明挖扩大基础施工、钻孔桩基础施 工及沉井基础施料强度、结构稳定性及防止冲 刷等方面应有足够的可靠性；尽量减少渗漏水；水中围堰 的堰顶标高一般要求在施工水位0.5~0.7m以上。围堰可 用土、石、木、钢、混凝土等材料或预制件修建，在基础 工程中并冠以材料命名，也有以结构形式命名的。
常用的围堰有下列七种：
基底检验根据桥涵大小、地基土质复杂情况(如溶洞、断层、软弱夹层、易溶 岩等)及结构对地基有无特殊要求等，按以下方法进行：
(1)小桥涵的地基，一般采用直观或触探方法，必要时进行土质试验。特殊设 计的小桥涵对地基沉陷有严格要求，且土质不良时，宜进行荷载试验。对经 加固处理后的特殊地基，一般采用触探或作密实度检验等。
由于定位桩随着基坑的开挖，必将被挖去，所以还必须在基坑位置以 外不受施工影响的地方，订立定位桩的护桩，以备在施工中能随时检 查基坑和基础位置是否正确，而基坑外围通常可用龙门板固定，或在 地面上以石灰线标出。为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水， 截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土
土围堰——用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的边坡不宜陡于 1:2(竖横比，下同),基坑侧边坡不宜陡于1:1.5，通常用砂质粘土填筑。 土围堰仅适用于浅水、流速缓慢及围堰底为不透水土层处。为防止迎 水面边坡受冲刷，常用片石、草皮或草袋填土围护。在产石地区还可 做堆石围堰，但外坡用土层盖面，以防渗漏水。如图7.3所示。
混凝土围堰——一般在河床无覆盖层的岩面，且水压较高处使用。它 的主要特点是耐冲刷，安全性大，防透水性好，可以考虑作为永久性 结构物的一部分，但施工较困难。一般主要用于水工建筑中，其它土 木工程中较少采用。如图7.6所示。
图7.6 混凝土围堰
2)其它分类 按围堰与水流方向的相对位置分为横向围堰和纵向围堰；按导流期间
图7.2 基础的井点 排水设施
4 水中围堰的修建 围堰是指在水力工程建设中，为建造永久性水力设施，修建的临时性
围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰 内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为 正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。在桥梁基础施工中， 当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形 式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩(单层 或双层)围堰，目前多使用双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、 围水，又可以支撑基坑的坑壁。
测量放线
围堰拆除
清除堰底处河床上的淤泥杂 物
堆码装土竹笼或草袋
施工堰内其余项目
抽水
粘土填心
图7.7 土围堰的施工工序
5 基底检验规定与处理
1)基底检验
主要内容应包括检查基底平面位置、尺寸大小，基底标高；检查基底 土质均匀性，地基稳定性及承载力等；检查基底处理和排水情况；检 查施工日志及有关试验资料等。按《桥涵施工技术规范》的要求，基 底平面周线位置允许偏差不得大于20cm，基底标高不得超过 +5cm(土质)、+5cm~-20cm(石质)。
直径30~33m，入土深40~50m的这种基础。如图7.5所示。
图7.5 锁口管柱围堰
钢筋混凝土(或预应力混凝土)板桩围堰，一般在围堰建成后仍需长期 保留时才使用。板桩截面两侧用榫槽或钢件连接，桩底部向一面倾斜， 便于打入地内，同时易使两相邻桩密合。主要用于港湾码头的驳岸及 水工建筑的截水墙等。
质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm，便于设置排水沟和安装 模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸
开挖。
3 基础的排水
基础工程必须防止地下水和地表水的渗透和浸湿，由于各 种水流经基础有侵蚀、解体等作用，会导致构筑物质量受 到较大的影响，以致破坏；此外，在施工中将会遇到很多 困难，特别是深水区操作，既影响工期，又不能保证质量。 因此，基础施工的防水和排水极为重要。现在应用最多的 有表面排水和井点法降低地下水位两种。
基坑是否允许淹没分为过水围堰和不过水围堰。 围堰施工应严格按照施工方法和施工工艺流程组织施工，尚应注意以
下几点：堰底内侧坡脚距基坑顶缘距离不应小于1.0m；围堰填筑前应 清理堰底处的树根、草皮、石块等杂物，如有冰块必须彻底清除，填 筑时应自上游开始至下游合拢；应先在顶部支撑，才可抽水逐层安设 支撑；应防止锁口损坏和由于自重而引起变形，在堆存期间应防止变 形和锁口内积水，并采用坚固夹具；应在锁口内填充防水混合料，再 用油灰和棉絮填赛接缝。
修建水中基础，一般工期长，技术复杂，易出事故，工程量大，造价常常占 到整个桥梁造价的一半，故桥梁基础的修建，在整个桥梁工程中占有很重要 的地位。
基坑采用机械挖土，挖至距设计标高约0.3m时，应采用人工补控修整，以保 证地基土结构不被扰动破坏。具体工序如下（2点）：
8)在施工期间，承包人应维护天然水道并使地面排水畅通。
9)基坑开挖至图纸规定基底标高后，如发现基底承载力达 不到图纸规定的载力要求时，承包人应根据实际钻探(或 挖探)及土壤实验资料提出地基处理的方案，报告监理工 程师审查，并按监理工程师的批示处理。
2 基础的定位放样及施工
基础定位放样，就是将设计图纸上的墩、台位置和尺寸标 定到实际工地上去，这主要是测量问题。定位工作可分为 垂直定位和水平定位两个方面。垂直定位是定出墩台基础 各部分的标高，可借助于施工现场的水准基点进行；水平 定位是定出基础在平面上的位置。
查、测量基础平面位置和现有地面标高。 2)开挖应进行到图纸所示或监理工程师所指定的标高，最
终的开挖深度要依设计期间所进行的钻探和土工试验，并 结合基础开挖的实际调查资料来确定，在开挖的基坑未经 监理工程师批准之前，不得浇筑混凝土或砌筑圬工。
3)在原有建筑物附近开挖基坑时，应按《公路工程施工安 全技术规程》的规定，采取有效防护措施，使开挖工作不 致危及附近建筑物的安全，所采用的防护措施须经监理工 程师同意。
钢板桩围堰——最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型 钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。 常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点为：强度高，容易打入坚 硬土层；可在深水中施工，防水性能好；能按需要组成各种外形的围 堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。在桥梁施工中常用于 沉井顶的围堰，管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。常用的有圆 形及隔壁形等形式。如图7.4所示。
木板桩围堰——深度不大，面积较小的基坑可采用木板桩围堰。为了 防渗漏，板桩间应有榫槽相接。当水不深时，可用单层木板桩，内部 加支撑以平衡外部压力。水较深时，可用双壁木板桩，双壁之间用铁 拉条或横木拉紧，中间填土。其高度通常不超过6~7m。
图7.3 土围堰
木笼围堰——在河床不能打桩、流速较大，同时盛产木材 和石料的地区，可用木笼做围堰的堰壁。最常用的形式是 用方木做成透空式木笼，迎水面设多层木板防水，就位后， 在笼内填石。为减少与河床接触处的漏水，一般用麻袋盛 土或混凝土堆置在木笼堰壁外侧。近代也有用钢筋混凝土 预制构件装配的笼式围堰。
2)基底处理 基底处理的主要方法有：换填土法、桩体挤密法、砂井法、袋装砂井法、预
压法加固地基、强夯法、电渗法、振动水冲法、深层搅拌桩法、高压喷射注 浆法、化学固化剂法等。对于一般软弱地基土层加固处理方法可归纳为以下 四种类型： (1)换填土法：将基础下软弱土层全部或部分挖除，换填力学物理性质较好的 土。 (2)挤密土法：用重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板等方法，使软 弱土层挤压密实或排水固结。 (3)胶结土法：用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法，使土壤颗粒胶结硬化， 改善土的性质。 (4)土工聚合物法：用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体， 以限制土体的侧向变形，增加土的周压力，有效提高地基承载力。