‘壹’ 桥梁基础施工方法汇总
本文重点包括：桥梁基础按施工方法，桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，下面分别介绍各类基础的分类及受力特点。
一、扩大基础
所谓扩大基础，是将墩（台）及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式，一般采用明挖基坑的方法进行施工，故又称为明挖扩大基础或浅基础。
扩大基础按其施工方法分为:机械开挖基坑浇筑法、人工开挖基坑浇筑法、土石围堰开挖基坑浇筑法、板桩围堰开挖基坑浇筑法。
扩大基础按其材料性能特点可分为配筋与不配筋的条形基础和单独基础。无筋扩大基础常用的有混凝土基础、片石混凝土基础等，不配筋基础的材料都具有较好的抗压性，但抗拉、抗剪强度不高，设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值。钢筋混凝土扩大基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载下使用。
扩大基础是由地基反力承担全部上部荷载，将上部荷载通过基础分散至基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。扩大基础主要承受压应力，一般用抗压性能好，抗弯拉、抗剪性能较差的材料（如混凝土、毛石、三合土等）建造，适用于地基承载力较好的各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、挖掘机、爆破等设备与方法开挖。
扩大基础在埋置深度和构造尺寸确定以后，应先根据最不利而且有可能情况下的荷载组合，计算出基底的应力，然后进行基础的合力偏心距、稳定性以及地基的强度（包括持力层、弱下卧层的强度）的验算，需要时还应进行地基变形的验算。
二、桩基础
桩基础是深入土层的柱形结构，其作用是将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深的地基持力层中去。当荷载较大或桩数量较多时需在桩顶设承台将所有基桩联接成一个整体共同承担上部结构的荷载。
桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆仵，它的横截面尺寸比长度小得多，其所承受的荷载由桩侧土的摩阻力及桩端地层的反力共同承担。
1、桩的分类
(1)按桩的使用功能分类
竖向抗压桩：主要承受竖向下压荷载（简称竖向荷载）的桩，应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩基沉降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。
竖向抗拔桩；主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。
水平受荷汪孙桩：主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。
复合受荷桩：承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压（或抗拔）桩及水平受荷桩的要求进行验算。
(2)按桩承载性能分类
摩擦桩：当软土层很厚，桩端达不到坚硬土层或岩层上时，则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承，桩尖处土层反力很小，可忽略不计。
端承桩：桩穿过软弱土层，桩端支承在坚硬土层或岩层上时，则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承，桩侧摩擦力很小，可以忽略不计。
摩擦端承桩：桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩端阻力承受。
端承摩擦桩：桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩侧阻力承受。
(3)按桩身材料分类
可分为木桩，混凝土桩，钢桩，组合桩等。
(4)按桩径大小分类
←小—250←中→800—大→
小桩；桩径d≤250mm。
中等直径桩：250mm<d<800mm。
大直径柱：桩径d≥800mm。因为桩径大且桩端还可以扩大，因此，单桩承载力较高。此类桩除大直径钢管桩外，多数为钻、冲、挖孔灌注桩，近年来的发展较快，应用范围逐渐增大，并可实现柱下单桩的结构型式。
(5)按施工方法分类
可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。
沉桩：分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。
锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土，桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油机锤、液压锤等，可根据土质情况选用适用的桩锤闷盯；
振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；
射水沉困罩链桩法适用在密实砂土，碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行；
静力压桩法在标准贯入度n<20的软黏土中，可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩；
挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层，如空气污染物超标，必须采取通风措施。
2、桩基础的受力计算
基桩的计算，可按下列规定进行：
承台底面以上的竖直荷载假定全部由基桩承受；
桥台土压力可按填土前的原地面起算.当基桩上部位于内摩擦角小于20°的软土中时，应验算桩因该层土施加于基桩的水平力所产生的挠曲；
在一般情况下，桩基不需进行抗倾覆和抗滑动的验算；但在特殊情况下，应验算桩基向前移动或被剪断的可能性.
在软土层较厚，持力层较好的地基中，桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位下降所引起的负摩阻力的影响.
钻（挖）孔灌注摩擦桩单桩轴向受压容许承载力[p]可按下列方法计算，
支承在基岩上或嵌入基岩内的钻（挖）孔桩、沉桩和管柱的单桩轴向受压容许承载力[p]，可按下式计算；
[p]=(c1a+c2uh)ra
式中[p]-单桩轴向受压容许承截力(kn)；
ra-天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(kpa)，试件直径为7～l0cm，试件高度与试件直径相等；
h-桩嵌入基岩深度(m)，不包括风化层；
u-桩嵌入基岩部分的横截面周长(m)，对于钻孔桩和管柱按设计直径采用；
a-桩底横截面面积(it12)，对于钻孔桩和管柱接设计直径采用；
c1、c2-根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数，按表1b413012-4采用.
三、管柱（薄皮大径）
管柱基础是由管柱群和钢筋混凝土承台组成的基础结构，也有由单根大型管柱构成基础的。它是一种深基础，埋入土层一定深度，柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中，作用在承台的全部荷载，通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。
管柱基础因其施工方法和工艺较为复杂，所需机械设备较多，所以较少采用。但当桥址处的地质水文条件十分复杂，如大型的深水或海中基础，特别是深水岩面不平、流速大或有潮汐影响等自然条件下，不宜修建其他类型基础时，可采用管柱基础。管柱基础主要适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底，并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上，不适用于有严重地质缺陷的地区，如断层挤压破碎带或严重的松散区域。
管柱按材料分类有由○1钢筋混凝土管柱、○2预应力混凝土管柱及○3钢管柱三种。
管柱基础按地基土的支承情况可分为以下两种：
(1)如管柱穿过土层落于基岩上或嵌于基岩中，则柱的支承力主要来自柱端岩层的阻力，称为支承式管柱基础；
(2)如管柱下端未达基岩，则柱的支承力将同时来自柱侧土的摩擦力和柱端土的阻力，称为摩擦式或支承及摩擦式管柱基础。
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‘肆’ 桥梁桩基的施工工艺
桥梁桩基的施工工艺如下：
（一）钻孔灌注桩
根据地质情况，本工程钻孔桩采用CZ30型冲击钻管锥分次成孔法钻进成孔，施工方法如下：
1．测量定位
采用全站仪坐标法对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。
2．钻孔前准备
（1）平整场地，围堰筑岛
旱地岛面高于地面10～20cm，水中筑岛岛面标高应高于施工水位1.0～1.5m，筑岛顶面面积应满足钻机和吊机行走需要。
（2）埋设护筒
护筒用6～10mm钢板卷制，护筒直径较钻孔直径大20～25cm，长度视地质条件不同而异，一般采用开挖埋设法，开挖直径应比护筒外径大80～100cm，吊装就位后，对中检查，平面中心位移不大于50cm，保持垂直，用粘土沿四周对称分层填压夯实，护筒的埋深旱地不少于1m，护筒顶面应高于岛面0.2～0.5m，并高于施工水位或地下水位1.5～2.0m，水中墩、护筒底应进入河床底不少于0.5m。
（3）粘土选备：
钻孔前贮备足够数量的粘土，以满足造浆需要，粘土以造浆能力强，粘度大为好。
（4）钻机就位
钻机就位对钻孔质量和能否顺利钻进关系重大，就位时应保证管锥中心对准桩位中心，并将钻机支垫牢固。
3．钻进
（1）泥浆配制
分次成孔工艺有自身造浆的功能，不需要在孔外先制备泥浆，可直接往孔内加粘土，通过管锥的冲压作用，自身造浆。施工中，每工班至少测定两次泥浆性能。
（2）开孔
为保证钻孔能顺利进行，须对护筒底孔壁进行处理，开孔时，不要急于进尺，在护筒底1m范围内，多填粘土，用直径50cm实心钻头反复冲挤以加固护筒底孔壁，护筒底孔壁加固好后，即可进行小管锥钻进。
（3）小管锥钻进
护筒底孔壁加固处理完成后，即用小管锥（锥径0.46m）钻进，管锥边钻进边出碴，钻进时可一次钻至孔底，也可分段成孔。
（4）扩孔：
当小管锥完成小孔钻进后，用与钻孔直径相匹配的管锥，逐级更换管锥，进行扩孔，直至TRANBBS设计孔径，扩孔时应按小管锥的钻进方式一次到底或分段钻进。
（5）冲程选定
孔壁稳定、钻进正常时，一般选用0.6～1.0m，易塌孔地层或有塌孔迹象时选用0.35～0.6m。
（6）保持水头高度
由于分次成孔每次钻孔扩孔时都要将上次钻扩时护好的孔壁破坏，所以必须随时注意保护水头高度。水头高度应高于施工水位或地下水位1.5～1.8m，并不低于护筒上口10～20cm，掏碴时及时补水，通过透水性强的地层或有塌孔迹象时，可加大水头高度。
（7）粘土投入量
在需要泥浆护壁的地层，钻进时应经常向孔内投放粘土，以保证泥浆的质量。砂土、卵石土层直径为0.75～1.25m的孔，每延长米成孔投入粘土0.5～1.0m3；直径为1.5～2.0m的孔，每延米成孔投入粘土1.0～1.2m3。
4．清孔
成孔后，用管锥将钻碴基本掏净，然后按离子悬浮法进行清孔处理，即清孔前24h，按1（木屑）：0.3（烧碱）：1（水泥）：30（粘土）适量水的比例配成膏状混合物，配制数量1m成孔体积，清孔时将膏状混合物，分三次抛入孔底，并用管锥冲砸5～10min，使膏状混合物均匀地溶于孔底泥浆中，用管锥掏渣，当捣至泥浆比重为1.03～1.06时，清孔终了。
5．吊装钢筋笼
钢筋笼由钢筋班负责分段制作，用钻架或吊车安装，钢筋笼接长用2台电焊机焊接，逐段连接逐段下放。钢筋笼定位后，及时浇注混凝土，以防止坍孔。
6．灌注水下混凝土
采用导管法进行水下混凝土的灌注，导管直径为250mm，壁厚8mm，一般节长2.0m，另外配置1节长4m，2节长1m的导管，以方便调节导管长度。导管接头处有胶圈密封防水，水下砼现场拌合，钻架起吊入仓。
灌注首批混凝土其数量须经过计算，使其有一定的冲击能量，把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼，其深度不少于1m。当混凝土装满漏斗后，剪断隔水栓上的铁丝，混凝土即随隔水栓一起下入到孔底，排开泥浆。在整个浇注过程中，导管在混凝土中埋深2～6m，利用导管内混凝土的超压力使砼的浇注面逐渐上升，直至高于设计标高1m。
冲击钻施工工艺流程图《钻孔桩施工工艺流程图》。
（二）墩台施工方法
岸上承台、系梁基坑采用挖机开挖，人工清理余土；一般水中墩采用草袋围堰施工系梁。用风镐凿除桩头砼，修复桩基变形钢筋，并焊接立柱钢筋，按设计铺设垫层，绑扎承台、系梁钢筋，模板采用组合钢模。
对本工程内圆柱式墩，根据其截面尺寸制作相应的定型钢模板，柱高小于10m的采用一模到顶，大于10m的采用两节整体钢模，模板拼好后三个方向用Ф8钢筋借助手拉葫芦定于地锚上，以便调整模板中心及垂直度，在得到监理工程师批准后一次浇筑成型。
对桥台台身采用涂塑竹胶板，内置Ф14拉模钢筋，砼一次浇注成型。
盖梁支架双柱盖梁拟采用托架式，即在立柱内预留孔洞，插入Ф32精轧螺纹钢筋作支承，上置I36a工字钢，铺设方木和底模；对独柱盖梁，拟采用满堂支架，盖梁底模采用涂塑竹胶板，侧模采用大块钢模，上、下设Ф20体外拉模钢筋。
（三）盖梁及台帽施工
采用门式支架来进行盖梁和墩台帽的施工。门架搭设密度纵向间距1.0m，横向间距为1.5m，贝雷梁钢支墩设置于承台上，在贝雷梁与钢支墩间设砂板，以便脱模、落架。
1．地基处理
原地面用砂砾回填夯实、整平，场地四周设60cm×40cm深的排水沟，钢支墩置于承台上，门式支架基础采用宽×高=25cm×10cm的条形砼基础。
2．支架搭设
门式支架沿桥横向搭设，纵向间距1m，在墩柱处间距0.5m，门式支架横向间距为1.5m，门式支架采用Ф4.8cm钢管纵横连接加固，门式支架顶托上设I14工字钢。支架标高控制：贝雷梁支架，首先测出基础标高，配好钢支墩高度，通过基础砼调平块初步控制，再由砂板控制好标高；门式支架通过下底座和上托座螺栓调节控制标高。。
3．模板铺设及预压
贝雷梁跨及门式支架跨均沿顺桥方铺设方木，规格10×10×400cm，间距20cm，方木搭接保持50～100cm。底模采用1.2cm厚的涂塑竹夹板，电钻打孔用圆钉固定在方木上，确保模板平整不曲挠，接缝严密。模内铺彩条布，用水准仪观测地基沉降和支架变形，待沉降稳定后卸载。测出底模标高与设计底模标高对比，进行调整底模标高至设计要求为止。
4．钢筋加工安装
钢筋骨架在砼地坪上放大样，严格按设计图加工制作，汽车吊吊装，钢筋绑扎要求整齐、牢固，可采用绑扎和焊接相结合的原则。
5．砼浇筑
砼采用JS500型强制式搅拌机拌和，在施工中选用425#普硅水泥，坍落度控制在14～16cm，并掺入早强减水剂，泵送砼入模，用Z50插入式振动棒捣固密实。板顶用平板振动器拖平，人工收面抹平，并进行二次收面，横向拉毛。砼养生采用塑料布覆盖，洒水保湿养生。
6．支架拆除
当砼的强度达到设计强度后，按图纸要求扭松顶托螺栓落架，然后进行支架拆除。
（三）后张法预应力板梁施工
本工程湘表大桥，上部结构设计为30m和16m预应力砼空心板梁，后张法预制空心板梁共计81片。
1．预制场地的选择
根据湘青大桥的位置、地形特点，拟在县委党校附近设置板梁预制厂。预制厂设6套定型钢模，1台JS500型强制式搅拌机，3套钢筋加工设备，4套预应力张拉设备，2台30T自制简易门吊。
2．制梁台座
预制厂底座沿线路纵向设置成一排，两台座间距为4m。
首先对地基进行压实，整平，浇筑10cm厚C25素砼垫层，在素砼垫层上按所定间距浇筑15cm厚底座砼，在砼表面铺设δ=8mm钢板，并与两侧预埋的角钢焊结，形成制梁台座，由于板梁在施加预应力时会产生上拱度，形成两端为支点的简支梁，在底模两端各2.0m范围内进行加厚处理，厚度由15cm加厚到30cm，增设两层Ф10的10cm×20cm的钢筋网片，同时在砼台座内用PVC管预留加固侧模用拉模钢筋孔洞。
3．钢筋加工及绑扎
钢筋在预制厂钢筋加工厂集中下料，加工成型。
在底板上先绑扎腹板和底板钢筋，支立两端端模，按图纸设计的坐标准确安放波纹管，波纹管定位筋在直线段100cm一道，曲线段50cm一道，以保证预应力孔道的标准度，波纹管接头处用塑料胶带裹紧，以防水泥浆堵塞，顶板钢筋待底板砼浇筑完成，放入内模后再绑扎成型。
4．立模
为保证砼外观质量，外模采用定型钢模板，内模采用伞状支撑抽拉式木模，钢模支立由龙门吊配合人工进行。模板加固采用设上、下体外拉模钢筋，侧面为方木作支撑。
5．砼浇筑
砼采用预制厂设置的JS500型强制式拌合机拌合，机动翻斗车运输龙门吊起吊入模，浇筑时先浇底板砼，捣固密实，整平收光后迅速安装内模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板及顶板，腹板采用一端自另一端连续浇注，两侧对称，斜向分段，水平分层进行。采用插入式振捣棒振捣，顶板人工收面拉毛。
6．预应力张拉
当板梁砼强度达到设计强度后，方可进行后张法预应力筋的张拉。张拉采用两台YCK-2000型千斤顶和2台YBZ2×2/50型电动油泵，张拉前，对锚具有表面清洗干净，并对千斤顶、油泵、油表进行配套标定。
预应力张拉按两端左右对称张拉，采用张拉力和伸长值双控。张拉时，两端千斤顶升降压，标以记号，测延伸量要保持一致，保证施工张拉时平稳均匀，且在张拉过程中，分阶段读出油表压力和延伸量的读数，作好施工记录，其张拉程序为：
0→初应力（10%бk）→103%бk（锚固）
7．孔道压浆
在张拉后尽快进行压浆，水泥选用普硅525#，为保证必要的性能，经监理工程师同意后，可在水泥内掺带减水剂和微膨胀作用的外加剂，水灰比控制在0.35～0.4之间，保证水泥浆强度不低于50Mpa，压浆利用水泥砂浆封锚头，将进浆口球阀和出浆口球阀与锚垫板压浆孔拧紧，从一端将灰浆压入，待另一端流出浓浆后，将出浆口阀门关闭，压力升至0.6～0.7Mpa后持压3分钟，关闭进浆口阀门,卸压。
8．板梁架设
板梁自预制厂由2台40T自制、简易龙门吊起吊至80T平板拖车上，在桥头路基处采用自制简易门吊起吊至运梁轨道平车上，通过卷扬机牵引至双导梁架桥机下喂梁架设。
首先在桥头路基上拼装，进行架设6#台～5#墩板梁，然后在板梁上铺设双导梁纵移轨道及板梁拖运轨道，将架桥机运行至已安装好的板梁上，板梁通过轨道平车利用卷扬机牵引至双导梁下喂梁，逐孔进行主梁安装，置于临时支座上成为简支状态。