桥梁基础、墩台施工方法

3.3.2桥梁基础施工方法及工艺3.3.2.1钻孔灌注桩施工本工程桩基采用Φ1.0m、Φ1.25m钻孔桩为主，部分大跨桥墩采用Φ1.5m钻孔桩。

根据桩基分布、现场地质条件、设计桩径、桩长等情况进行钻机选型，本工程拟采用旋挖钻、回转钻、冲击钻成孔。

原则上土质、砂质和软岩地段钻孔施工，采用旋挖钻机或正反循环旋转钻机成孔；对于穿越漂石或卵石含量大的土层，选用冲击式钻机成孔。

本标段大部分墩台位于旱地上，按常规方法施工。

位于小河、鱼塘等浅水段的基础采用草袋围堰筑岛构筑钻孔平台。

施工前核对墩台里程、高程、地面高程、地质状况、查明墩台位置及周围地下管线，无误后再进行施工。

钻孔灌注桩施工工艺流程见图3.3.2-1。

图3.3.2-1 钻孔桩施工工艺框图3.3.2.1.1旋挖钻机成孔旋挖钻机采用回转斗取土成桩。

具有成孔质量好、速度快、无噪音、无污染等优势。

泥浆采用人工搅桨泥浆护壁，在钻进过程中不可进尺太快，保证充足的护壁时间。

在钻进过程中，一定要保持泥浆面不得低于护筒顶40cm。

在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

钻进过程，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比；每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故；同时应适当控制回转斗的提升速度。

提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。

3.3.2.1.2正、反循环旋转成孔正、反循环旋转钻机用于一般粘土、砂土、砂砾土等土层，在砂砾或风化岩层中亦可应用机械旋转钻孔。

但砾石粒径超过钻杆内径时不宜采用反循环钻孔，旋转钻机钻孔时主要控制钻压和转速，钻头在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。

为此钻进时需有一定的钻压，钻压太小，钻进速度慢；钻压太大，钻具磨耗严重。

因此应根据桩位地质情况，钻杆直径、桩径、钻头形式、钻头刀具数目、钻具强度等因素综合考虑，合理确定钻压。

钻杆转速要考虑满足碎岩土的扭矩需要，又要考虑钻具的磨耗及孔壁稳定等情况。

钻具强度一定时，钻头直径越大，转速应越慢。

开钻时，先使钻头降至距孔口5cm左右启动泥浆泵，待泥浆循环几分钟后，再启动钻机慢度回转，同时慢慢降下钻头，孔口位置先慢转，孔口稳定后逐渐增加转速正常钻进。

钻后，转速的控制对成孔及后期水下混凝土浇筑有其重要的影响，进尺速度过快，孔壁难以形成一定厚度的泥浆护壁层，易形成塌孔等事故的发生；进尺速度过慢，可能形成扩孔，影响整个分项工程施工速度，亦不可取。

因此在钻孔过程中，针对地质具体情况来确定钻进速度，以确保成孔质量。

3.3.2.1.3冲击钻机成孔当桩位地层中有硬岩、孤石、大粒径的卵石层时采用冲击钻。

开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。

开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m，并防止溢出，掏碴后及时补水。

护筒底脚以下2-4m范围内一般比较松散，采用浓泥浆（或按1:1投入粘土和小片石）、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”。

避免护筒底口漏浆。

冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。

3.3.2.1.4检孔及清孔桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标，并做好记录，合格后进行清孔换浆。

桩径、垂直度采用检孔器检查，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4-6倍。

如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时，应重新钻孔。

清孔的目的是降低孔内泥浆比重，减少沉碴厚度。

保证混凝土灌注质量，沉碴厚度必须控制在规范或设计要求范围内。

清至泥浆比重为1.05左右，测量沉碴厚度，合格后开始下钢筋笼。

3.3.2.1.5钢筋笼制作安装按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼四周对称焊接耳朵或按设计要求设置圆形混凝土垫块，保证钢筋笼的定位并有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接至少4根加长钢筋，以固定钢筋笼。

钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求和施工规范执行。

钢筋笼制作完成后，运到现场，利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。

为保证成孔质量，必须缩短下笼时间，尽可能增大钢筋笼的长度，较长钢筋笼分节制作，每节长15m左右, 钢筋笼接头采用直螺纹套筒连接,以减少下笼时间。

为了防止钢筋笼放置偏心，以及保证混凝土保护层的厚度，每隔2m设一组定位钢筋或绑扎圆形垫块。

钢筋笼吊放时按挂牌编号逐节起吊骨架就位。

先两点水平起吊，待骨架立直后由上吊点吊入孔内。

3.3.2.1.6水下混凝土灌注混凝土灌注采用下导管水下灌注，导管采用无缝钢管，底部距孔底30～50cm，导管要有足够的刚度和强度，导管使用前和使用一个时期后应做压水试验，并试验隔水栓能否顺利通过。

水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3 倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。

导管自下而上作标尺和编号，灌注前还要进行升降试验。

混凝土灌注要及时进行，若时间过长须再测沉渣，沉渣厚度超过设计要求需重新清孔。

混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定。

为防止水下混凝土在灌注过程时间较长，混凝土凝固而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性及节约水泥。

混凝土集中搅拌，泵送浇筑。

首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。

灌注过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。

浇注开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。

导管底端要始终埋入混凝土面以下2～6m，严禁把导管提出混凝土面。

混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固措施。

在浇注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，导管内混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。

若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减少泥浆比重，使浇注工作顺利进行。

灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量。

3.3.2.2承台施工承台施工工艺流程见图3.3.2-2。

图3.3.2-2 承台施工工艺框图陆地墩承台根据土层性质和实际情况，基坑采取放坡开挖或支护基坑开挖，地下水位较高时采取井管和排水管降排水，确保基坑作业环境和施工安全。

水中墩承台根据具体的水文地质条件，选择草袋围堰围水支挡结构进行施工。

跨越高等级公路、铁路的桥墩施工要尽量减少对交通的干扰，基坑开挖采用钢板桩防护。

承台基坑开挖，为确保施工安全，做到边监测边施工，根据监测信息对可能发生的问题提前采取措施。

承台混凝土为大体积混凝土，施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管级化学侵蚀地段的承台按设计要求采取和保温等措施，确保混凝土内在质量。

处于H3涂装混凝土保护剂等防腐措施。

3.3.2.2.1围堰施工水深在2m以内、流速在1.5m/s以内，河床渗透性较小时，采用草袋围堰筑岛。

围堰截面大小根据水深、流速等计算后确定，注意坡角与基坑上边缘距离，根据河床土质及坡度而定，最近不得小于2～3m如环境许可应尽量远离基坑。

⑴围堰砌筑用亚粘土或粘土装袋，袋装土量一般为2/3，袋口用麻线或铁丝缝合。

堆码在水中的草袋，上下层和内外层应互相错缝，堆码密实整齐。

如在水位低时，则在水上之草袋应码一层加一薄层土，随码随用脚踏实草袋。

⑵抽水围堰堆码完成后，用抽水机抽干围堰内的水。

施工期间围堰内挖积水坑，随时将水抽干。

为防止发生管涌或流土现象，在堰外侧坡脚向上加设防水的彩条布或薄膜。

抽水作业完成后，即可开挖至设计标高，浇注混凝土硬化垫层，凿桩后进行承台施工。

3.3.2.2.2钢板桩支护钢板桩沿基坑边布置，横向距结构1.0m，纵向间距1.5m。

为Ⅰ22工字钢，挡土面焊接厚6mm的钢板，钢板桩顶端用6φ25间距@=10cm的钢筋连接。

钢板桩支护各项参数，根据现场的地质、环境等条件检算后确定。

钢板桩结构形式如图5.5.2-1所示。

(1)钢板桩的加工、检验与矫正钢板桩按设计尺寸下料、加工，工字钢的对接、钢板与工字钢的连接，必须焊接牢固。

钢板桩加工完成进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。

有严重锈蚀，量测断面实际厚度，予以折减。

(2)导架安装本工程采用单层双面导架，导架位置不能与钢板桩相碰。

导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。

(3)沉桩机械的选择用振动锤打设钢板桩。

在桩锤和钢板桩之间设桩帽，以使冲击均匀分布，保证桩顶免遭损坏。

1m 钢板桩桩尖设计图钢板桩断面图0.85m 0.85m 工字钢(Ⅰ22)钢板(厚6mm)工字钢(Ⅰ22)钢板(厚6mm)工字钢(Ⅰ22)钢板(厚6mm)620mm地面线钢板桩连接钢筋φ25图3.3.2-3 钢板桩支护示意图(4)钢板桩打设为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。

先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。

在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。

为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。

打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次。

3.3.2.2.3基坑开挖水中墩承台基坑由人工开挖，旱地上基坑人工配合机械开挖，机械挖至基底30cm 由人工清基，防止扰动基底。

基坑开挖到位，破除桩头，进行基底处理。

3.3.2.2.4模板、钢筋安装⑴钢筋安装承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎。

承台钢筋按规范进行焊接，钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度。

为了加快钢筋安装速度，减少基坑暴露时间，可事先在基坑外初步绑扎成形后，由汽车吊或其他吊装设备吊装入模。

墩身预埋筋及其他预埋件按规定位置安装并牢固定位。

⑵模板安装模板全部采用钢模板，并保证模板强度、刚度和稳定性。

模板安装必须严格按铁冷却循环水管采用φ40mm黑铁管，上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.0～1.5m。

进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。

冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层水管内通水。

通过阀门调节循环冷却水的流量。

循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前，不得排至混凝土顶面。