『壹』 橋梁基礎施工方法匯總
本文重點包括：橋梁基礎按施工方法，橋梁基礎按施工方法可分為擴大基礎、樁基礎、管柱、沉井、地下連續牆等，下面分別介紹各類基礎的分類及受力特點。
一、擴大基礎
所謂擴大基礎，是將墩（台）及上部結構傳來的荷載由其直接傳遞至較淺的支承地基的一種基礎形式，一般採用明挖基坑的方法進行施工，故又稱為明挖擴大基礎或淺基礎。
擴大基礎按其施工方法分為:機械開挖基坑澆築法、人工開挖基坑澆築法、土石圍堰開挖基坑澆築法、板樁圍堰開挖基坑澆築法。
擴大基礎按其材料性能特點可分為配筋與不配筋的條形基礎和單獨基礎。無筋擴大基礎常用的有混凝土基礎、片石混凝土基礎等，不配筋基礎的材料都具有較好的抗壓性，但抗拉、抗剪強度不高，設計時必須保證發生在基礎內的拉應力和剪應力不超過相應的材料強度設計值。鋼筋混凝土擴大基礎的抗彎和抗剪性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載下使用。
擴大基礎是由地基反力承擔全部上部荷載，將上部荷載通過基礎分散至基礎底面，使之滿足地基承載力和變形的要求。擴大基礎主要承受壓應力，一般用抗壓性能好，抗彎拉、抗剪性能較差的材料（如混凝土、毛石、三合土等）建造，適用於地基承載力較好的各類土層，根據土質情況分別採用鐵鎬、十字鎬、挖掘機、爆破等設備與方法開挖。
擴大基礎在埋置深度和構造尺寸確定以後，應先根據最不利而且有可能情況下的荷載組合，計算出基底的應力，然後進行基礎的合力偏心距、穩定性以及地基的強度（包括持力層、弱下卧層的強度）的驗算，需要時還應進行地基變形的驗算。
二、樁基礎
樁基礎是深入土層的柱形結構，其作用是將作用於樁頂以上的結構物傳來的荷載傳到較深的地基持力層中去。當荷載較大或樁數量較多時需在樁頂設承台將所有基樁聯接成一個整體共同承擔上部結構的荷載。
樁是垂直或微斜埋置於土中的受力桿仵，它的橫截面尺寸比長度小得多，其所承受的荷載由樁側土的摩阻力及樁端地層的反力共同承擔。
1、樁的分類
(1)按樁的使用功能分類
豎向抗壓樁：主要承受豎向下壓荷載（簡稱豎向荷載）的樁，應進行豎向承載力計算，必要時還需計算樁基沉降，驗算軟弱下卧層的承載力以及負摩阻力產生的下拉荷載。
豎向抗拔樁；主要承受豎向上拔荷載的樁，應進行樁身強度和抗裂計算以及抗拔承載力驗算。
水平受荷汪孫樁：主要承受水平荷載的樁，應進行樁身強度和抗裂驗算以及水平承載力和位移驗算。
復合受荷樁：承受豎向、水平荷載均較大的樁，應按豎向抗壓（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進行驗算。
(2)按樁承載性能分類
摩擦樁：當軟土層很厚，樁端達不到堅硬土層或岩層上時，則樁頂的極限荷載主要靠樁身與周圍土層之間的摩擦力來支承，樁尖處土層反力很小，可忽略不計。
端承樁：樁穿過軟弱土層，樁端支承在堅硬土層或岩層上時，則樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅硬岩土層提供的反力來支承，樁側摩擦力很小，可以忽略不計。
摩擦端承樁：樁頂的極限荷載由樁側阻力和樁端阻力共同承擔，但主要由樁端阻力承受。
端承摩擦樁：樁頂的極限荷載由樁側阻力和樁端阻力共同承擔，但主要由樁側阻力承受。
(3)按樁身材料分類
可分為木樁，混凝土樁，鋼樁，組合樁等。
(4)按樁徑大小分類
←小—250←中→800—大→
小樁；樁徑d≤250mm。
中等直徑樁：250mm<d<800mm。
大直徑柱：樁徑d≥800mm。因為樁徑大且樁端還可以擴大，因此，單樁承載力較高。此類樁除大直徑鋼管樁外，多數為鑽、沖、挖孔灌注樁，近年來的發展較快，應用范圍逐漸增大，並可實現柱下單樁的結構型式。
(5)按施工方法分類
可分為沉樁、鑽孔灌注樁、挖孔樁。
沉樁：分為錘擊沉樁法、振動沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。
錘擊沉樁法一般適用於鬆散、中密砂土、黏性土，樁錘有墜錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油機錘、液壓錘等，可根據土質情況選用適用的樁錘悶盯；
振動沉樁法一般適用於砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土；
射水沉困罩鏈樁法適用在密實砂土，碎石土的土層中，用錘擊法或振動法沉樁有困難時，可用射水法配合進行；
靜力壓樁法在標准貫入度n<20的軟黏土中，可用特製的液壓機或機力千斤頂或卷揚機等設備沉入各種類型的樁；
挖孔灌注樁適用於無地下水或少量地下水，且較密實的土層或風化岩層，如空氣污染物超標，必須採取通風措施。
2、樁基礎的受力計算
基樁的計算，可按下列規定進行：
承台底面以上的豎直荷載假定全部由基樁承受；
橋台土壓力可按填土前的原地面起算.當基樁上部位於內摩擦角小於20°的軟土中時，應驗算樁因該層土施加於基樁的水平力所產生的撓曲；
在一般情況下，樁基不需進行抗傾覆和抗滑動的驗算；但在特殊情況下，應驗算樁基向前移動或被剪斷的可能性.
在軟土層較厚，持力層較好的地基中，樁基計算應考慮路基填土荷載或地下水位下降所引起的負摩阻力的影響.
鑽（挖）孔灌注摩擦樁單樁軸向受壓容許承載力[p]可按下列方法計算，
支承在基岩上或嵌入基岩內的鑽（挖）孔樁、沉樁和管柱的單樁軸向受壓容許承載力[p]，可按下式計算；
[p]=(c1a+c2uh)ra
式中[p]-單樁軸向受壓容許承截力(kn)；
ra-天然濕度的岩石單軸極限抗壓強度(kpa)，試件直徑為7～l0cm，試件高度與試件直徑相等；
h-樁嵌入基岩深度(m)，不包括風化層；
u-樁嵌入基岩部分的橫截面周長(m)，對於鑽孔樁和管柱按設計直徑採用；
a-樁底橫截面面積(it12)，對於鑽孔樁和管柱接設計直徑採用；
c1、c2-根據清孔情況、岩石破碎程度等因素而定的系數，按表1b413012-4採用.
三、管柱（薄皮大徑）
管柱基礎是由管柱群和鋼筋混凝土承台組成的基礎結構，也有由單根大型管柱構成基礎的。它是一種深基礎，埋入土層一定深度，柱底盡可能落在堅實土層或錨固於岩層中，作用在承台的全部荷載，通過管柱傳遞到深層的密實土或岩層上。
管柱基礎因其施工方法和工藝較為復雜，所需機械設備較多，所以較少採用。但當橋址處的地質水文條件十分復雜，如大型的深水或海中基礎，特別是深水岩面不平、流速大或有潮汐影響等自然條件下，不宜修建其他類型基礎時，可採用管柱基礎。管柱基礎主要適用於岩層、緊密黏土等各類緊密土質的基底，並能穿過溶洞、孤石支承在緊密的土層或新鮮岩層上，不適用於有嚴重地質缺陷的地區，如斷層擠壓破碎帶或嚴重的鬆散區域。
管柱按材料分類有由○1鋼筋混凝土管柱、○2預應力混凝土管柱及○3鋼管柱三種。
管柱基礎按地基土的支承情況可分為以下兩種：
(1)如管柱穿過土層落於基岩上或嵌於基岩中，則柱的支承力主要來自柱端岩層的阻力，稱為支承式管柱基礎；
(2)如管柱下端未達基岩，則柱的支承力將同時來自柱側土的摩擦力和柱端土的阻力，稱為摩擦式或支承及摩擦式管柱基礎。
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『肆』 橋梁樁基的施工工藝
橋梁樁基的施工工藝如下：
（一）鑽孔灌注樁
根據地質情況，本工程鑽孔樁採用CZ30型沖擊鑽管錐分次成孔法鑽進成孔，施工方法如下：
1．測量定位
採用全站儀坐標法對鑽孔樁樁位放樣，埋好護筒後在護筒四周標記。
2．鑽孔前准備
（1）平整場地，圍堰築島
旱地島面高於地面10～20cm，水中築島島面標高應高於施工水位1.0～1.5m，築島頂面面積應滿足鑽機和吊機行走需要。
（2）埋設護筒
護筒用6～10mm鋼板卷制，護筒直徑較鑽孔直徑大20～25cm，長度視地質條件不同而異，一般採用開挖埋設法，開挖直徑應比護筒外徑大80～100cm，吊裝就位後，對中檢查，平面中心位移不大於50cm，保持垂直，用粘土沿四周對稱分層填壓夯實，護筒的埋深旱地不少於1m，護筒頂面應高於島面0.2～0.5m，並高於施工水位或地下水位1.5～2.0m，水中墩、護筒底應進入河床底不少於0.5m。
（3）粘土選備：
鑽孔前貯備足夠數量的粘土，以滿足造漿需要，粘土以造漿能力強，粘度大為好。
（4）鑽機就位
鑽機就位對鑽孔質量和能否順利鑽進關系重大，就位時應保證管錐中心對准樁位中心，並將鑽機支墊牢固。
3．鑽進
（1）泥漿配製
分次成孔工藝有自身造漿的功能，不需要在孔外先制備泥漿，可直接往孔內加粘土，通過管錐的沖壓作用，自身造漿。施工中，每工班至少測定兩次泥漿性能。
（2）開孔
為保證鑽孔能順利進行，須對護筒底孔壁進行處理，開孔時，不要急於進尺，在護筒底1m范圍內，多填粘土，用直徑50cm實心鑽頭反復沖擠以加固護筒底孔壁，護筒底孔壁加固好後，即可進行小管錐鑽進。
（3）小管錐鑽進
護筒底孔壁加固處理完成後，即用小管錐（錐徑0.46m）鑽進，管錐邊鑽進邊出碴，鑽進時可一次鑽至孔底，也可分段成孔。
（4）擴孔：
當小管錐完成小孔鑽進後，用與鑽孔直徑相匹配的管錐，逐級更換管錐，進行擴孔，直至TRANBBS設計孔徑，擴孔時應按小管錐的鑽進方式一次到底或分段鑽進。
（5）沖程選定
孔壁穩定、鑽進正常時，一般選用0.6～1.0m，易塌孔地層或有塌孔跡象時選用0.35～0.6m。
（6）保持水頭高度
由於分次成孔每次鑽孔擴孔時都要將上次鑽擴時護好的孔壁破壞，所以必須隨時注意保護水頭高度。水頭高度應高於施工水位或地下水位1.5～1.8m，並不低於護筒上口10～20cm，掏碴時及時補水，通過透水性強的地層或有塌孔跡象時，可加大水頭高度。
（7）粘土投入量
在需要泥漿護壁的地層，鑽進時應經常向孔內投放粘土，以保證泥漿的質量。砂土、卵石土層直徑為0.75～1.25m的孔，每延長米成孔投入粘土0.5～1.0m3；直徑為1.5～2.0m的孔，每延米成孔投入粘土1.0～1.2m3。
4．清孔
成孔後，用管錐將鑽碴基本掏凈，然後按離子懸浮法進行清孔處理，即清孔前24h，按1（木屑）：0.3（燒鹼）：1（水泥）：30（粘土）適量水的比例配成膏狀混合物，配製數量1m成孔體積，清孔時將膏狀混合物，分三次拋入孔底，並用管錐沖砸5～10min，使膏狀混合物均勻地溶於孔底泥漿中，用管錐掏渣，當搗至泥漿比重為1.03～1.06時，清孔終了。
5．吊裝鋼筋籠
鋼筋籠由鋼筋班負責分段製作，用鑽架或吊車安裝，鋼筋籠接長用2台電焊機焊接，逐段連接逐段下放。鋼筋籠定位後，及時澆注混凝土，以防止坍孔。
6．灌注水下混凝土
採用導管法進行水下混凝土的灌注，導管直徑為250mm，壁厚8mm，一般節長2.0m，另外配置1節長4m，2節長1m的導管，以方便調節導管長度。導管接頭處有膠圈密封防水，水下砼現場拌合，鑽架起吊入倉。
灌注首批混凝土其數量須經過計算，使其有一定的沖擊能量，把泥漿從導管中排出，並能把導管下口埋入砼，其深度不少於1m。當混凝土裝滿漏斗後，剪斷隔水栓上的鐵絲，混凝土即隨隔水栓一起下入到孔底，排開泥漿。在整個澆注過程中，導管在混凝土中埋深2～6m，利用導管內混凝土的超壓力使砼的澆注面逐漸上升，直至高於設計標高1m。
沖擊鑽施工工藝流程圖《鑽孔樁施工工藝流程圖》。
（二）墩台施工方法
岸上承台、系梁基坑採用挖機開挖，人工清理余土；一般水中墩採用草袋圍堰施工系梁。用風鎬鑿除樁頭砼，修復樁基變形鋼筋，並焊接立柱鋼筋，按設計鋪設墊層，綁扎承台、系梁鋼筋，模板採用組合鋼模。
對本工程內圓柱式墩，根據其截面尺寸製作相應的定型鋼模板，柱高小於10m的採用一模到頂，大於10m的採用兩節整體鋼模，模板拼好後三個方向用Ф8鋼筋藉助手拉葫蘆定於地錨上，以便調整模板中心及垂直度，在得到監理工程師批准後一次澆築成型。
對橋台台身採用塗塑竹膠板，內置Ф14拉模鋼筋，砼一次澆注成型。
蓋梁支架雙柱蓋梁擬採用托架式，即在立柱內預留孔洞，插入Ф32精軋螺紋鋼筋作支承，上置I36a工字鋼，鋪設方木和底模；對獨柱蓋梁，擬採用滿堂支架，蓋梁底模採用塗塑竹膠板，側模採用大塊鋼模，上、下設Ф20體外拉模鋼筋。
（三）蓋梁及台帽施工
採用門式支架來進行蓋梁和墩台帽的施工。門架搭設密度縱向間距1.0m，橫向間距為1.5m，貝雷梁鋼支墩設置於承台上，在貝雷梁與鋼支墩間設砂板，以便脫模、落架。
1．地基處理
原地面用砂礫回填夯實、整平，場地四周設60cm×40cm深的排水溝，鋼支墩置於承台上，門式支架基礎採用寬×高=25cm×10cm的條形砼基礎。
2．支架搭設
門式支架沿橋橫向搭設，縱向間距1m，在墩柱處間距0.5m，門式支架橫向間距為1.5m，門式支架採用Ф4.8cm鋼管縱橫連接加固，門式支架頂托上設I14工字鋼。支架標高控制：貝雷梁支架，首先測出基礎標高，配好鋼支墩高度，通過基礎砼調平塊初步控制，再由砂板控制好標高；門式支架通過下底座和上托座螺栓調節控制標高。。
3．模板鋪設及預壓
貝雷梁跨及門式支架跨均沿順橋方鋪設方木，規格10×10×400cm，間距20cm，方木搭接保持50～100cm。底模採用1.2cm厚的塗塑竹夾板，電鑽打孔用圓釘固定在方木上，確保模板平整不曲撓，接縫嚴密。模內鋪彩條布，用水準儀觀測地基沉降和支架變形，待沉降穩定後卸載。測出底模標高與設計底模標高對比，進行調整底模標高至設計要求為止。
4．鋼筋加工安裝
鋼筋骨架在砼地坪上放大樣，嚴格按設計圖加工製作，汽車吊吊裝，鋼筋綁扎要求整齊、牢固，可採用綁扎和焊接相結合的原則。
5．砼澆築
砼採用JS500型強制式攪拌機拌和，在施工中選用425#普硅水泥，坍落度控制在14～16cm，並摻入早強減水劑，泵送砼入模，用Z50插入式振動棒搗固密實。板頂用平板振動器拖平，人工收面抹平，並進行二次收面，橫向拉毛。砼養生採用塑料布覆蓋，灑水保濕養生。
6．支架拆除
當砼的強度達到設計強度後，按圖紙要求扭松頂托螺栓落架，然後進行支架拆除。
（三）後張法預應力板梁施工
本工程湘表大橋，上部結構設計為30m和16m預應力砼空心板梁，後張法預制空心板梁共計81片。
1．預制場地的選擇
根據湘青大橋的位置、地形特點，擬在縣委黨校附近設置板梁預制廠。預制廠設6套定型鋼模，1台JS500型強制式攪拌機，3套鋼筋加工設備，4套預應力張拉設備，2台30T自製簡易門吊。
2．制梁台座
預制廠底座沿線路縱向設置成一排，兩台座間距為4m。
首先對地基進行壓實，整平，澆築10cm厚C25素砼墊層，在素砼墊層上按所定間距澆築15cm厚底座砼，在砼表面鋪設δ=8mm鋼板，並與兩側預埋的角鋼焊結，形成制梁台座，由於板梁在施加預應力時會產生上拱度，形成兩端為支點的簡支梁，在底模兩端各2.0m范圍內進行加厚處理，厚度由15cm加厚到30cm，增設兩層Ф10的10cm×20cm的鋼筋網片，同時在砼台座內用PVC管預留加固側模用拉模鋼筋孔洞。
3．鋼筋加工及綁扎
鋼筋在預制廠鋼筋加工廠集中下料，加工成型。
在底板上先綁扎腹板和底板鋼筋，支立兩端端模，按圖紙設計的坐標准確安放波紋管，波紋管定位筋在直線段100cm一道，曲線段50cm一道，以保證預應力孔道的標準度，波紋管接頭處用塑料膠帶裹緊，以防水泥漿堵塞，頂板鋼筋待底板砼澆築完成，放入內模後再綁紮成型。
4．立模
為保證砼外觀質量，外模採用定型鋼模板，內模採用傘狀支撐抽拉式木模，鋼模支立由龍門吊配合人工進行。模板加固採用設上、下體外拉模鋼筋，側面為方木作支撐。
5．砼澆築
砼採用預制廠設置的JS500型強制式拌合機拌合，機動翻斗車運輸龍門吊起吊入模，澆築時先澆底板砼，搗固密實，整平收光後迅速安裝內模，綁扎頂板鋼筋，再澆築腹板及頂板，腹板採用一端自另一端連續澆注，兩側對稱，斜向分段，水平分層進行。採用插入式振搗棒振搗，頂板人工收面拉毛。
6．預應力張拉
當板梁砼強度達到設計強度後，方可進行後張法預應力筋的張拉。張拉採用兩台YCK-2000型千斤頂和2台YBZ2×2/50型電動油泵，張拉前，對錨具有表面清洗干凈，並對千斤頂、油泵、油表進行配套標定。
預應力張拉按兩端左右對稱張拉，採用張拉力和伸長值雙控。張拉時，兩端千斤頂升降壓，標以記號，測延伸量要保持一致，保證施工張拉時平穩均勻，且在張拉過程中，分階段讀出油表壓力和延伸量的讀數，作好施工記錄，其張拉程序為：
0→初應力（10%бk）→103%бk（錨固）
7．孔道壓漿
在張拉後盡快進行壓漿，水泥選用普硅525#，為保證必要的性能，經監理工程師同意後，可在水泥內摻帶減水劑和微膨脹作用的外加劑，水灰比控制在0.35～0.4之間，保證水泥漿強度不低於50Mpa，壓漿利用水泥砂漿封錨頭，將進漿口球閥和出漿口球閥與錨墊板壓漿孔擰緊，從一端將灰漿壓入，待另一端流出濃漿後，將出漿口閥門關閉，壓力升至0.6～0.7Mpa後持壓3分鍾，關閉進漿口閥門,卸壓。
8．板梁架設
板梁自預制廠由2台40T自製、簡易龍門吊起吊至80T平板拖車上，在橋頭路基處採用自製簡易門吊起吊至運梁軌道平車上，通過卷揚機牽引至雙導梁架橋機下喂梁架設。
首先在橋頭路基上拼裝，進行架設6#台～5#墩板梁，然後在板樑上鋪設雙導梁縱移軌道及板梁拖運軌道，將架橋機運行至已安裝好的板樑上，板梁通過軌道平車利用卷揚機牽引至雙導梁下喂梁，逐孔進行主梁安裝，置於臨時支座上成為簡支狀態。