一、橋梁基礎(chǔ)施工的重要性
1、基礎(chǔ):用來支承橋跨結(jié)構(gòu),把上部結(jié)構(gòu)、墩臺(tái)自重及車輛荷載傳遞給地基的結(jié)構(gòu)物。
2、作用及重要性:橋梁的主要組成部分;支承橋跨;傳遞荷載;
施工質(zhì)量好壞影響橋梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、安全度;屬隱蔽工程,出現(xiàn)問題不易發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。
二、橋梁基礎(chǔ)的一般形式
明挖重力式擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、組合式基礎(chǔ)。
三、擴(kuò)大基礎(chǔ)或直接基礎(chǔ)
明挖基礎(chǔ)以石砌、混凝土或鋼筋混凝土建造。其平面形狀有圓形、圓端形、矩形、八角形、T形和U形等。
明挖基礎(chǔ)的厚度除要求保證地基有足夠承載力外,還要求基礎(chǔ)底面低于沖刷線和土壤凍結(jié)線,以保證橋梁不受沖刷和凍害影響。
地質(zhì)良好的無水地段,可采用除去表土,整平地基的方法,以便修建基礎(chǔ);有水地段可根據(jù)水的深淺,分別采用土、草袋或打樁等辦法,筑成圍堰,然后抽水,以便修建基礎(chǔ)。
地質(zhì)不良地段可采用更換填土,或用物理、化學(xué)方法加固地基。明挖基礎(chǔ)由于施工簡(jiǎn)便,傳力明確且能直接觀察到地基原形,因此不僅用于中、小橋梁,
而且逐步用于一些大橋,并在施工技術(shù)上有所發(fā)展。例如中國(guó)采用噴混凝土護(hù)壁開挖基坑的施工技術(shù),于1973年建成了塘壩橋(位于宜賓到珙縣的鐵路線上),其基坑深度為7.9~13.6米;1975年又建成東河橋,其基坑直徑為8.8米,坑深10米。
四、旱地基礎(chǔ)的基坑開挖
土質(zhì)基礎(chǔ)施工
1、準(zhǔn)確施工放樣(基礎(chǔ)軸線、邊線、標(biāo)高、固定中心位置、設(shè)置護(hù)樁)
2、開挖基坑:垂直開挖、放坡開挖、坑壁防護(hù)支撐。
3、地基處理加固:換填土、擠密樁、夯實(shí)法、生石灰樁、化學(xué)加固法,巖石地基開挖,人工開挖、機(jī)械開挖,選擇持力層,適當(dāng)爆破防護(hù)支撐。
五、水中地基的基坑開挖
圍堰(類型);基坑排水;基坑挖基
六、基礎(chǔ)施工
1、漿砌片石
2、加石混凝土與片石混凝土
3、鋼筋混凝土基礎(chǔ)
七、樁基礎(chǔ)的分類:
1、按承受荷載的工作原理不同分:
摩擦樁、柱樁、嵌巖樁。
2、按施工方法不同分:鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、打入樁。
3、按樁在平面上的布置方式分:?jiǎn)螛丁闻艠、多排樁?/p>
4、按樁軸方向分:豎直樁、單向斜樁、多向斜樁。
八、摩擦樁、柱樁
是以樁體外壁與其周圍土壤的摩擦力或樁尖的承載力來傳力的基礎(chǔ)。
這種基礎(chǔ)由承臺(tái)和樁群組成。
承臺(tái)是連接樁群和橋墩的平臺(tái),多用鋼筋混凝土建造。樁群是若干根埋入地基的樁,樁一般可分為預(yù)制樁和就地灌注樁兩種。
預(yù)制樁有木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁。
木樁由于木材較缺,已較少采用。鋼樁品種很多,常用的有型鋼、鋼管以及型鋼組合樁。
九、管柱基礎(chǔ)
直徑較大的空心圓形樁稱為管柱,用管柱修建的樁基礎(chǔ),又稱管柱基礎(chǔ)。管柱基礎(chǔ)一般適用于深水、無覆蓋層、厚覆蓋層、巖面起伏等橋址條件。管柱可以穿越各種土質(zhì)覆蓋層或溶洞,支承于較密實(shí)的土上或新鮮巖面上。一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土管柱或鋼管柱。
十、沉井基礎(chǔ)
用開口沉井或氣壓沉箱施工法建造的橋梁基礎(chǔ)。
這種基礎(chǔ)現(xiàn)采用較少。由于它整體性好、剛度大、傳力可靠,因此在長(zhǎng)大跨度和深水地區(qū)修橋仍被采用。
開口沉井是一個(gè)井筒,最下一節(jié)的下端設(shè)有鋼制或鋼筋混凝土刃腳。其平面形狀可根據(jù)墩臺(tái)外形作成矩形、圓形、圓端形等等,中間加隔墻,成為雙孔或多孔式。建造材料可用木、鋼、混凝土、鋼筋混凝土等。
開口沉井在淺水地區(qū)可在墩位就地筑島制造,深水地區(qū)可在岸邊預(yù)制,然后以浮運(yùn)等辦法運(yùn)到墩位。
開口沉井基礎(chǔ)施工程序一般是在井壁內(nèi)挖土,井筒靠自重或加壓逐漸下沉,一節(jié)井筒快沉入土中再接一節(jié),直至最后一節(jié)下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高,
然后將井底土清理干凈,灌注一層水下混凝土把井底封住,再抽水并在井內(nèi)填充混凝土或沙石,或作成空心沉井,最后在頂上灌筑鋼筋混凝土蓋板,并在其上修筑墩臺(tái)。
在施工過程中,為了減少井筒下沉?xí)r井壁與土間的摩擦力,可在筒壁內(nèi)預(yù)埋鋼管并壓入高壓水、泥漿或高壓氣流輔助下沉。
1936年美國(guó)建造的舊金山奧克蘭海灣懸索橋錨固墩的沉井基礎(chǔ)首先使用充氣浮運(yùn)、放氣下沉的圓蓋沉井,平面尺寸為60×28米,有井筒55個(gè)。
中國(guó)南京長(zhǎng)江橋、枝城長(zhǎng)江橋等也采用過這種重型沉井基礎(chǔ)。
南京長(zhǎng)江橋的沉井下沉深度達(dá)54.87米;枝城長(zhǎng)江橋墩位處巖面高差3.7米,設(shè)計(jì)時(shí)打破了傳統(tǒng)垂直平面做法,按巖面斜度造成高低刃腳,使沉井底面與巖面吻合。
氣壓沉箱是一個(gè)無底箱形結(jié)構(gòu),頂上有雙門通廊,以便人和材料進(jìn)入。沉箱下沉至水底后,注入壓縮空氣以阻止水進(jìn)入。人在其內(nèi)開挖地基,使沉箱繼續(xù)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
氣壓沉箱基礎(chǔ)在施工過程中,可處理下沉的障礙物,可直接觀察到地基原形,也不用灌注水下混凝土,質(zhì)量比較可靠。
但施工者需要在高壓空氣中工作,不但效率不高,而且對(duì)身體有害。中國(guó)早期修建的橋梁,如杭州錢塘江橋曾采用這一技術(shù)。
十一、鉆孔灌注樁施工
由于其施工速度快,質(zhì)量穩(wěn)定,受氣候環(huán)境影響小,故普遍使用。
1、施工前的準(zhǔn)備工作
(1)施工放樣
樁中心的位置(設(shè)護(hù)樁),測(cè)量地面標(biāo)高以確定鉆孔深度。
(2)確定鉆孔方法及設(shè)備
(3)埋設(shè)護(hù)筒
(4)制備泥漿
(5)鋼筋籠制作
護(hù)筒的作用是:
(1)保護(hù)孔口,防止孔口土層坍塌
(2)固定樁位,并作鉆孔導(dǎo)向
(3)隔離孔內(nèi)外表層水,并保持孔內(nèi)水位高出施工水位已穩(wěn)固孔壁。要求埋設(shè)時(shí)穩(wěn)固、準(zhǔn)確。