桥梁施工课件

• 对于深水航道和江海中的墩台施工，采取 的办法一般是由潜水员将制作好的承台底 托板安装在混凝土桩上，预留80cm以上封 底空间，用驳船将做好的钢套箱运到平台 处，精确对中后搁在平台上，浇筑水下混 凝土进行封底，然后抽出套箱内的水，在 箱内浇筑承台和墩身。 •
• 京杭运河主墩双壁围堰图
第二讲：桥梁施工
• 其他如冲击钻成孔、冲抓成孔、旋挖钻成 孔等都采用泥浆护壁，在钻锤和冲抓进尺 达到一定深度时，要求置换泥浆，置换方 法也是将泥浆抽进孔内或抽出孔外，使孔 内泥浆在孔外沉淀后再进入孔内。方法如 正反循环，都是采用泥浆护壁的原理。
• 护筒用钢板卷好成筒状，顶部50cm处预留 一凹槽作泥浆出入通道，然后人工挖孔到 护筒埋设深度后将护筒放入，周边用土夯 实；旱地也可直接用砖砌筑和用混凝土浇 注护壁作为护筒。淤泥地带将护筒定好位 后加压沉入或打入需要深度！当混凝土浇 筑到设计标高后立即用吊车将护筒平稳垂 直向上拔出！对于深水围堰内钻孔，护筒 不能立即拔出，必需待混凝土凝固，甚至 全部墩台桩基施工完成后抽出堰内积水后 用割枪割开焊缝拆除，打入河床底的部分 可能就废掉了。
• 所以一旦开始灌桩，必须保证混凝土连续供应， 确有原因耽误也不能超过1小时以上。如果导 管在灌注过程中突然开始出现水声或看的见泥 水从管内向上升起，那说明导管密封性不好或 拔管过快导致管口已脱离混凝土面！处置办法 唯一就是迅速拔起全部导管，取出清洗后再重 新安装，将已灌混凝土面作临时孔底，使导管 伸到现有混凝土面略下入20~40cm，然后浇注 1~2米高混凝土封住管口，再将导管下落1~2 米，使导管埋入下层混凝土中，然后按正常灌 注，但始终应将二次封口的那1~2米混凝土作 为废料，不计入桩长！
• 至于开挖办法：主要是机械和人工辅助， 对于地下水较浅地段，则需开挖后设土袋 或板桩围堰，必要时在模板周边设排水沟、 积水井，用潜水泵抽排积水，个别情况严 重地段要设井点降水；对于后面讲到的钻 孔桩承台施工也同此办理，不同之处在于 刚性的混凝土体传递的荷载大部分传递给 了桩基础；而其施工有水基坑的经验甚至 可以借鉴到沉井基础的封底。
• 1.1.2桩基础：顾名思义，就是在土层中形成 单根或多根刚性竖向条状构件，来承受上部传 递的荷载，使之进一步传递给大地土体！按受 力讲分为端承桩和摩擦桩，摩擦桩靠土体对桩 身摩阻力起作用，端承桩靠桩底嵌入基岩传递 荷载又叫嵌岩桩；按照施工方法讲分为打入桩 和孔桩，打入桩是将预制好的刚性条状体用机 械、物理力学工艺打入地下成为受力体；孔桩 是通过人工或机械在地表至地层深处形成圆孔， 在孔内放入钢筋骨架浇筑混凝土成桩的方法。 当然在地表至地下深处形成一个大孔如不采取 措施一般会造成塌孔，这就是我们要讲到的重 点：孔桩施工：
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• 1.2墩台身施工：墩台身施工主要注意模板拼 接缝的处理、模板表面涂刷脱模剂前要清洁干 净、脱模剂要用新机油和柴油掺配，也可购置 上海等厂家生产的专用脱模漆、乳化脱模剂。 墩身模板安装好后要仔细检查拉杆、螺栓的配 备情况，特别是竖缝的螺栓必须配足，防止混 凝土浇筑过快导致下部压强太大而爆模。 • 对于承台施工，现在都倡导大块整体钢模板， 应注意边长过大时中部需设2~3处对拉杆，一 方面防跑模，一方面也保护了模板不受力过大 损坏。 • 承台顶部的预埋钢筋位置要校核准确并焊牢。
孔桩的混凝土浇筑：是利用导管下送混凝土，因 为混凝土密度比泥浆大，从而混凝土在桩底慢慢 上涨，同时托举泥浆流出孔外完全被混凝土置换 的原理。确保导管任何接头都密封良好不漏水漏 气，第一次钻孔前应做导管水密试验；灌注时必 须保证第一罐混凝土埋住导管底口1米以上，然 后浇注过程根据混凝土上涨的速度逐节拆卸导管， 始终保证管口埋在混凝土面下2～8米；当混凝土 坍落度和其它原因造成导管内混凝土不下落时， 一定不可过于慌张，可适当提升导管或使导管上 下抖动。同时要探明孔内混凝土面高程从而确定 导管埋深。
• 基坑开挖: • 基坑开挖时四周坑壁需要放坡，土质不好的坑壁 应采取打入工字钢、钢板桩或其它加固防护措施， 浅基坑也可以用草袋装土码护！机械开挖到基底 20~50cm时最好改为人工清理，防止对基底承载 力造成破坏和扰动，当然，进行小量换填和夯实、 浇筑垫层等方法施工则不受此严格限制，现场灵 活掌握。基坑底面长宽应放大约1米左右，一方面 方便模板安装和拆卸、另一方面有水基坑可以在 四周设排水沟阻水，集中到基水井抽排。
1.1基础施工：
• 桥涵的基础按照目前分类主要有：扩大刚性基础、桩基、 沉井、管柱、地下连续墙等；我们常用的是刚性扩大基 础、桩基、沉井； • 1.1.1刚性扩大基础要求基底土质较好，基础埋藏浅，地 下水位低，地基承载力在150kpa以上，一般用于建筑 和不重要的公路墩台施工，铁路小桥涵也大量采用，这 种基础实际上就是在地表挖基坑后再安装模板（部分基 础有钢筋），最后浇筑混凝土，靠这个扩大基础来传递 上部荷载到基底，这种基础优点是方便施工、结构物重 心低，抗侧向倾覆性好，技术含量低，所需工期短，深 受施工单位欢迎。而缺点也是显而易见的：混凝土和钢 筋使用量都很大，施工单位唯一必须有所准备的是：大 体积混凝土的来源，如果夏季浇筑还需考虑水化热降温 措施！
• 桥梁的施工主要可分为预制架设和支架现 浇两种，而桥梁是上部荷载的受体，上部 荷载必须通过桥梁转化成竖向集中荷载传 递到墩台上；而桥梁自身的受力可以简化 成弯矩和剪力；剪力是容易克服的，主要 研究各种复杂力叠加产生的弯矩，而弯矩 会造成桥梁上部混凝土受压，下部混凝土 受拉开裂，即使配置钢筋，混凝土开裂后 空气和水分会很快腐蚀混凝土内的钢筋， 从而减少结构寿命；桥梁施加预应力后可 以有效抵消一部分弯矩，延迟混凝土开裂 的荷载量。
• 人工挖孔桩施工：对于桩身较浅、地层大部为土质、 地下水不丰富的地方是可以大量使用这种施工方法 的，这种方法每个工作面仅需2人，机械仅一台简 易绞车，挖桩员携带小镐、工兵铲即可作业。现场 控制为：井口适当加高10~20cm，防止落土和物件、 井下照明用35v以下安全电压、每次下井先用蜡烛 在下探路防煤气瓦斯、下井人员腰部始终系安全绳 头戴安全帽、现场配备空压机或鼓风机等送风设备 定时向深井补风、层层做好衬砌护圈、井上人员定 期检查提篮索扣和钢绳，不合格时坚决更换。有水 井底要定时用小型潜水泵抽水，抽水时井下人员离 开水面爬到上层井围暂避防漏电！当然潜水泵电源 必须设漏保。所以组合人员最好是亲属。最适合我 国西北黄土高原一带。
• 正循环时泥浆通过钻杆进入孔底，钻渣被 泥浆托举顺孔口流出；沉淀后被循环利用； 这也因此造成钻渣必须被切削的充分粉碎 才能随泥浆流出孔口，所以糊钻卡钻较常 发生，成孔速度较慢，但因其所需设备简 单、钻机小、设备故障少、可倾斜钻孔等 灵活特点，对于填土层、淤泥层、其他软 质土层成孔时还经常用到。由于泥浆被动 挤压孔壁，不宜坍孔。
• 同一敦台的群桩施工无论采用何种成孔方 式都应按照梅花形顺序跳钻施工，严禁相 邻桩顺序施工！实在避不开时必需待前桩 混凝土浇筑完毕不少于24小时或待混凝土 强度达到2.5MPa后方可开钻，以免扰动混 凝土或导致邻孔孔壁坍塌（针对旋挖钻， 先后挖好2个以上孔后一起下钢筋笼再浇筑 混凝土）。
• 质量控制: • 1成桩孔径需不小于设计值,方法是成桩后吊放 探笼! • 2对于粘土和淤泥质土,如果施工时周边有堆载, 应防止缩孔,如果产生,只好钻机重新就位扫孔! 对于扩孔则既成事实就无法弥补了,如果扩得 厉害可以回填重钻!所以控制泥浆比重很重要! 但还要在开钻前设计好钻孔平台与护筒\泥浆 池三者之间的标高关系,确保护筒内水头压力 对护壁有反压力,防止地下水反渗造成孔壁侵 蚀性坍塌! • 3及时测控桩底标高,成孔后及时报检,下钢筋笼 浇灌混凝土!混凝土上升过程中拔管速度始终 保证管口埋深在2米以上,所以要用测绳和探锤 在每次拔管时检测。也可根据混凝土量计算。
• 4首罐混凝土的储备量计算原理是：剪断管口堵球 吊线或活门打开后，混凝土一次性冲入孔底需要埋 住管口1米以上,而水头压力作用下导管内会有相应 高度存量混凝土,所以混凝土储备量为孔底至埋管深 度的量加上导管存量! • 5混凝土灌注开始后要保持混凝土供应的连续,中断 时间不可太长!混凝土需要有良好坍落度,否则很容 易堵管。出现混凝土不下时，可能是埋管太深，可 以适当上提或抖动导管，如果属于停止时间太长， 用这种方法无法解决时，也不能太惊慌，盲目无节 制上提导管，当导管上提到埋深小于1米时决不能 再提。但特殊情况导管埋深不宜大于8米，否则很 易出现导管提不动的情况。 • 6混凝土到顶后的超灌问题：超灌0.5～1米，保证 桩头质量。最好超灌桩径的1.2倍以上。
• 钻孔时，孔内水位要高出护筒底脚不少于0.5米或 地下水位1.5米以上，冲击钻取渣和停钻间隙需不 断向孔内补充泥浆，因故停钻时要将钻头提离开 孔底5米以上，防止泥浆沉淀埋钻。钻孔过程中详 细记录进尺情况，出渣土样、孔深等并作出土层 分析。 • 冲击钻的钢绳强度要足够，定期检查，储备安全 系数不小于12的同向捻制、优质柔软、无死弯无 断丝钢绳；开钻时应采用小冲程开孔，正常后应 勤松绳，适量松绳，不打空锤、勤抽渣，连续冲 击6小时必须提钻检查修补钻头、检查钢绳磨损情 况，对钻机离合器等部位进行一次简单保养。
第一讲：桥涵下部结构施工
桥梁下部结构总的来说是指墩台身以 下的部分，而基础以下则属通常所说的隐 蔽工程，下部结构在整个工程质量中起到 至为关键的作用，是上部结构承载的主体， 为何如此说：例如提篮拱、斜拉索桥、悬 索桥的一部分荷载就是通过拱体、拉索传 递到支座、塔座上的；所以按照常规说法， 下部结构施工主要讲述墩台身和基础施工。
• 反循环与正循环泥浆流动方式相反，是通 过钻杆将孔底泥浆和钻渣抽出孔外，沉淀 好的泥浆通过护筒预留口流回孔内循环的 过程，由于钻杆主动抽吸钻渣，对于较大 块径的碎石泥块都可直接被吸出，大大加 快了成孔速度，采用不同的钻头甚至可在 岩层中钻进，但容易造成扩孔和塌孔；适 合于砂土层和软岩层，但不适合湿陷性黄 土和大粒径卵石层。
• 钢筋焊接：搭接焊时，起弧应从端头起，焊完收弧也应向 端头靠，以免烧伤主筋 • • • 钢筋搭接长度可比规范增加1~2cm；对焊钢筋要对齐，烧 透后再加力融接，用力要适当，初始融合时开关仍然闭合 1~2秒继续加温到紫红色再松开按钮，同步加力融合墩粗； 不同直径用力不一样，否则容易将细钢筋压弯错头！焊好 的钢筋接头抬到铁砧上用锤趁热打掉毛刺，可以进一步促 进融接质量并修正弯曲和错头。但红热的接头不可以被雨 淋或放入水中防止淬火；冬季有冻害时焊完后要放在砂盘 内保温慢慢冷却。对支座预埋件等的焊接为防止变形，需 要对焊条和钢板进行加热后施焊，先点焊，再从中间向四 周加密焊缝，最后满焊。
1.3水中墩台的基础施工：
• 水中墩台对于浅水区主要采取围堰筑岛的方案， 以我公司承建京杭运河两个主墩为例，用土石 筑岛超过1米后很容易造成边坡失稳，岛舌也 会延出河道较远，对航道不利，也浪费土石方， 河流和行船的浪涌会对边坡土石淘涮使边坡进 一步失稳；而单纯用钢板桩围堰，一是成本太 高，二是靠河心一侧需用驳船打桩，运河行船 密度太大也不安全；经综合考虑后我们提出了 外围采用型钢和草袋结合围堰，中心填土筑岛 钻孔灌桩，打钢板桩开挖施工承台的方案，该 方案基本不占用航道，对河流污染几乎没有！ 也大大节省了施工投入，方便了施工，很快得 到了河道管理部门的认可。见下图：
• 机械钻孔：机械钻孔常见的是冲击钻成孔、回 旋钻机成孔、潜孔钻机成孔、旋挖钻机成孔、 冲抓成孔，这些成孔方式的护孔措施都是采用 泥浆护壁。施工方法大同小异，主要是掏挖孔 底的土石方法不同，当然需要根据地层土质情 况灵活选用，对于有噪音污染限制的居民区应 选配噪音较小的成孔机械。这里仅就回旋钻机 成孔作讲述。 • 回旋钻机成孔根据泥浆和钻渣排除孔外的方式 又分为正循环和反循环；是利用钻杆带动钻头 回转切削孔底，岩土与泥浆搅拌后通过泥浆的 运动带出钻渣的成孔方式；也有称为回转法成 孔；