桥梁基础知识(共8页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上桥梁基础知识二、桥梁的分类(一)桥梁的基本体系按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥四种基本体系，其他还有几种由几种基本体系组合而成的组合体系等。1.梁式体系梁式体系是古老的结构体系。梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。悬臂梁、固端梁和连续梁都是利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩，使梁跨内的内力分配更合理，以同等抗弯能力的构件断面就可建成更大跨径的桥梁。2.拱式体系拱式体系的主要承重结构是拱肋(或拱箱)，以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料(石、混凝土与钢筋混凝土)来修建。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。拱是有水平推力的结构，对地基要求较高，一般常建于地基良好的地区。3.刚架桥刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，它是由受弯的上部梁(或板)与承压的下部柱(或墩)整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构。刚架分直腿刚架与斜腿刚架。刚架桥施工较复杂，一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。4.悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。其受力特征是：荷载由吊索传至缆，再传至锚墩。传力途径简捷、明确。悬索桥的特点是：构造简单，受力明确；在同等条件下，跨径愈大，单位跨度的材料耗费愈少、造价愈低。悬索桥是大跨桥梁的主要形式。5，组合体系(1)连续钢构：连续钢构是由梁和钢架相结合的体系，它是顶应力混凝土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种新体系。(2)梁、拱组合体系：这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。(3)斜拉桥：它是由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。(二)桥梁的其他分类1.按用途划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等)。2.按桥梁全长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。3.按主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋棍凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。4.按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥(立体交叉)、高架桥和栈桥。5.按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。2B 掌握桥梁基础施工技术一、桥梁基础分类桥梁基础分为：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。二、适用条件1.刚性基础：适用于各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法开挖。2.桩基础：按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩。其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。(1)沉桩：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；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；射水沉桩法适用在密实砂土，碎石上的土层中。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；钻孔埋置桩为钻孔后.将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人，并在桩周压注水泥砂浆固结而成，适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。(2)钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层；挖孔灌注桩适用于上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。(3)管柱、沉井适用于各种土质的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可采用。(4)地下连续墙适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础，可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类上层中施工。三、明挖扩大基础施工明挖扩大基础施寸：的内容包括：基础的定位放样、墓坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。(一)准备工作在开挖基坑前，应做好复核基坑中心线、方向和高程，并应按地质水文资料，结合现场情况，决定开挖坡度、支护方案以及地面的防水、排水措施。放样工作足根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线，推算出基础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。基坑底部的尺寸较设计平面尺寸每边各增加0.51.0m，以便于支撑、排水与立模板(坑壁垂直的无水基坑坑底，可不必加宽，直接利用坑壁作基础模板亦可)。(二)基坑开挖1.坑壁不加支撑的基坑对于在干涸河滩、河沟中，或经改河或筑堤能排除地表水的河沟中，在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定，以及基础埋置不深，施工期较短，挖基坑时，不影响邻近建筑物安全的场所，可选用坑壁不加支撑的基坑。黏性土在半干硬或硬塑状态，基坑顶无活荷载，稍松土质，基坑深度不超过0.5m，中等密实(锹挖)土质基坑深度不超过1.25m，密实(镐挖)土质基坑深度不超过2.0m时，均可采用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以内，土的湿度正常时，采用斜坡坑壁开挖或按坡度比值挖成阶梯形坑壁，每梯高度为0.51.0m为宜，可作为人工运土出坑的台阶。基坑深度大于5m时，坑壁坡度适当放缓，或加做平台。土的湿度影响坑壁的稳定性时，心采用该湿度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。当基坑的上层土质适合敞口斜坡坑壁条件，下层土质为密实黏性土或岩石，可用垂直坑壁开挖，在坑壁坡度变换处，应保留有至少0.5m的平台。2.坑壁有支撑的基坑当基坑壁坡不易稳定并有地下水，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深工程数量较大，不符合技术经济要求时，可根据具体情况，采取加固坑壁措施撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。混凝土护壁一般采用喷射混凝土。根据经验，一般喷护厚度为58cm，一次喷护约需12h。一次喷护如达不到设计厚度。应等第一次喷层终凝后再补喷，直至达到要求厚度为止。喷护的基坑深度应按地质条件决定，一般不宜超过l0m。(三)基坑排水桥梁基础施了中常用的基坑排水方法有：1.集水坑排水法。除严重流沙外，一般情况下均可适用。2.井点排水法。当土质较差有严重流沙现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，用普通排水方法难以解决时，可采用井点排水法。3.其他排水法。对于土质渗透性较大、挖掘较深的基坑，可采用板桩法或沉井法，此外，视上程特点、工期及现场条件等，还可采用帐幕法，即将基坑周围土层用硅化法、水泥灌浆法及冻结法等处理成封闭的不透水的帐幕。(四)基坑施工过程中注意要点1.在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟.并防止水沟渗水，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性；2，坑壁边缘应留有护道，静荷载距坑边缘不小于0.5m，动荷载距坑边缘不小于1.0m，垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽，水文地质条件欠佳时应有加固措施；3.应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生；4.基坑施工不可延续时间过长，自开挖至基础完成，应抓紧时间连续施工；5.如用机械开挖基坑。挖至坑底时，应保留不小于30cm厚度的底层，在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高；6.基坑应尽量在少雨季节施工；7.基坑肩：用原土及时回填，对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑，应分层夯实。四、桩基础施工(一)沉入桩施工沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩(包括普通的和预应力的)一般由工厂以离心成型法制成。沉人桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介绍锤击沉桩的施工方法。1.概述锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏性土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入士中，因此一般桩径不能太大(不大于0.6m)，入土深度在40m左右，否则对沉桩设备要求较高。沉桩设备是桩基施寸：质量与成败的关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择2.施工要点(1)沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽以及送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能：用坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过0.50m；用双动气锤时，可少开气阀降低气压和进气量，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量；当桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到：沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩锤有严重的回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。(2)沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5l0mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上下活动自由；顶制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩边破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。3.锤击沉桩的停锤控制标准(1)当设计桩尖标高处为硬塑黏性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉人该土层，贯入度已达到控制贯人度。(2)当贯人度已达到控制贯人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10rn左右(或锤击3050次)，如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应报有关部门研究确定。(3)当设计桩尖标高处为一般黏性土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯人度。(4)在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近.而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大，致使各桩贯人度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制定停锤标准。对于特殊设计的桩.桩尖设计标高有高低时(如拱桥的桥台桩等)，应按设计要求处理。从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中，不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。(二)钻孔灌注桩施：1.钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。2.钻孔灌注桩施工的主要工序钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋没护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。(1)埋设护筒：护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。护简要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm)，每节长度约23m。一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用，钻孔完成，可取出重复使用。在深水中埋设护筒时，先打入导向架，再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒人土深度视土质与流速而定。护筒平面位置的偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。(2)泥浆制备：钻孔泥浆由水、黏土(膨润土)和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。通常采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm的黏土颗粒含量大于50%的黏土过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。(3)钻孔：一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔，或用旋转机具辅以高压水冲成孔用的方法是：止循环回转法，反循环回转法，潜水电钻法，冲抓锥法，冲击锥法。1)正循环回转法：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷人钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流人泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等。施工占地较多，且机具设备较复杂。2)反循环回转法：与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内，然后从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，囚泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆。(4)孔径检查与清孔：钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查，符合设计要求后，填写"终孔检查证"。1)清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底，适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止坍孔。2)清孔的质量要求：对摩擦桩：孔底沉淀土的厚度，中、小桥不得大于(0.40.6)d(d为桩的直径)，大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标：含砂率为4%8%，相对密度为1.10一1.25，黏度为1820s。对支承桩(柱桩、嵌岩桩)，宜用抽浆法清孔，并宜清理至吸泥管出清水为止。灌注混凝土前，孔底沉淀土厚度不得大于50mm。若孔壁易坍塌，必须在泥浆中灌注混凝土时，建议采用砂浆置换钻渣清孔法，清孔后的泥浆含砂率不大于4%。其他泥浆性能指标同摩擦桩要求。对于沉淀土厚度的测量，用冲击、冲抓锤时，沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起。沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒(开口铁盒)吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，直接测量沉淀在盒内的沉渣厚度。(5)灌注混凝土：在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架(笼)吊入井孔中，灌注混凝土。2B 掌握桥梁下部结构施丁技术一、承台施工(一)围堰及开挖方式的选择1，当凉台处于于处时，一般直接采用明挖基坑，井根据基坑状况采取一定措施后在其上安装模板，浇筑承台混凝土。2，当承台位于水中时，一般先设围堰(钢板桩围堰或吊箱围堰)将群桩围在堰内，然后在堰内河底灌注水下混凝土封底，凝结后，将水抽干，使各桩处于干处，再安装承台模板.在干处灌筑承台混凝土。3，对于承台底位于河床以上的水中.采用有底吊箱或其他方法在水中将承台模板支撑和固定，如利用桩基，或临时支撑。承台模板安装完毕后抽水，堵漏，即可在干处灌筑承台混凝土。4.承台模板支承力式的选择应根据水深、承台的类型、现有的条件等因素综合考虑。(二)开挖墓坑1.基坑开挖一般采用机械开挖，并辅以人工清底找平，基坑的开挖尺寸要求根据承台的尺寸，支模及操作的要求，设置排水沟及集水坑的需要等因素进行确定。2.基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则。3.基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的措施，如截水沟等。4.当基坑地下水采用普通排水方法难以解决时，可采用井点法降水(三)承台底的处理1.低桩承台：当承台底层土质有足够的承载力，又无地下水或能排干水时，可按天然地基上修筑基础的施工方法进行施工。当承台底层土质为松软土，且能排干水施工时，可挖除松软土，换填1030cm厚砂砾土垫层，使其符合基底的设计标高并整平，即立模灌筑承台混凝土。2.高桩承台：当承台底以下河床为松软土时，可在板桩围堰内填人砂砾至承台底面标高。填砂时视情况决定.可抽干水填入或静水填入，要求能承受灌注封底混凝土的重量。(四)模板及钢筋1.模板一般采用组合钢模，纵、横椤木采用型钢，在施工前必须进行详细的模板设计，以保证使模板有足够的强度、刚度和稳定性，能町靠的承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构各部形状、尺寸的准确。模板要求平整，接缝严密，拆装容易，操作方便。一般先拼成若干大块，再由吊车或浮吊(水中)安装就位，支撑牢固。2.钢筋的制作严格按技术规范及设计图纸的要求进行，墩身的预埋钢筋位置要准确、牢固。(五)混凝土的浇筑1.混凝土的配制除要满足技术规范及设计图纸的要求外，还要满足施工的要求泵送对坍落度的要求。为改善混凝土的性能，根据具体情况掺加合适的混凝土外加剂减少剂、缓凝剂、防冻剂等。-2.混凝土的拌合采用拌和站集中拌合，混凝土罐车通过便桥或船只运输到浇筑位置采用流槽、漏斗或泵车浇筑。也可由混凝土地泵直接在岸上东3，混凝土浇筑时要分层，分层厚度要根据振捣器的功率确定，要满足技术规范的要求。(六)混凝土养生和拆模混凝土浇筑后要适时进行养生，尤其是体积较大，气温较高时要尤其注意，防止混凝土开裂。混凝土强度达到拆模要求后再进行拆模。二，墩台施工(一)钢筋混凝土墩台施工1.在承台顶面准确放出墩台中线和边线，考虑混凝土保护层后，2.将加工好的钢筋运到工地现场绑扎，在配置第一层垂直筋时，应使其有不同的长度，以符合同一断面筋接头的有关规定。随着绑扎高度的增加，用圆钢管搭设绑扎脚手架，做好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块。3.条件许可时，可事先加工成钢筋网片或骨架，整体吊装焊接就位。4.将标准钢模组合成分块模板片，板片高度及宽度视墩台身尺寸和吊装能力确定。5.用夹具将工字钢立柱和板片竖向连接，横向用销钉和槽钢横肋，将整个模板连成整体，安装就位，用临时支撑支牢，待另一面模板吊装就位后，用圆钢拉杆外套塑料管井加设锥形垫，外加垫块螺帽，内加横内撑，将二面模板横向连成整体，校正定位。6.端头模板要和墙面模板牢固连接，认真采取支撑、加固措施，防止跑模、漏浆。7.施工脚手架用螺栓连接在守柱上，立柱下部设置可调斜撑，以确保模板位置的正确。8.安装直坡式墩台模板，为便于提升，宜有0.5%l%模板高度的锥度，在制作模板时可根据锥度要求加工一定数量的梯形模板，为适应空心墩台，还要制作收坡式模板。9.统筹安排混凝土拌和站的位置.拌和站的拌合能力必须满足施工需要，原材料质量、混凝土施工配合比、坍落度等必须符合设计要求。10.混凝土浇筑前应将模板内杂物、已浇混凝土面上泥土清理干净，模板、钢筋检查合格后。方可进行混凝土的浇筑。11.墩台身高度不大时，可搭设木板坡道，中间钉设防滑木条，用手推车运输混凝工浇筑。当墩台身高度较大，混凝土下落高度超过2m时，要使用漏斗、串筒。12.拼装式模板用于高墩台时，应分层支撑、分层浇筑，在浇筑第一层混凝土时，在墩台身内顶埋支承螺栓，以支承第二层模板的安装和混凝土的浇筑。13.浇筑墩台混凝土通常搭设普通外脚手架，浇筑高墩台混凝土时，须采用简易活动脚手或滑动脚手。浇筑空心高墩台混凝土宜搭设内脚手，并兼作提升吊架。14.混凝土应分层、整体、连续浇筑，逐层振捣密实，轻型墩台需设置沉降缝时，缝内要填塞沥青麻絮或其他弹性防水材料，并和基础沉降缝保持顺直贯通。15.混凝土浇筑时要随时检查模板、支撑是否松动变形、预留孔、预埋支座钢板是否移位，发现问题要及时采取补救措施。(二)石砌墩台施工1.墩台砌筑施工要点(1)在砌筑前应按设汁图放出实样，挂线砌筑。(2)砌筑基础的第一层砌块时，如基底为土质，只在已砌石块的侧面铺上砂浆即可，不需坐浆：如基底为石质，应将其表面清洗、润湿后，先坐浆再砌石。(3)砌筑斜面墩台时，斜面应逐层放坡，以保证规定的坡度。(4)砌块间用砂浆粘结并保持一定的缝厚.所有砌缝要求砂浆饱满。对于形状比较复杂的工程，应先作出配料设计图.注明块石尺寸。2.砌筑方法同一层石料及水平灰缝的厚度要均匀一致，每层按水平砌筑，丁顺相间，砌石灰缝互相垂直。砌石顺序为先角石、再镶面、后填腹。填腹石的分层高度应与镶面相同。圆端、尖端及转角形砌体的砌石顺序，应自顶点开始，按丁顺排列接砌镶面石。圆端形桥墩的圆端顶点不得有垂直灰缝，砌行应从顶端开始先砌，然后依丁顺相间排列，按砌四周镶面石。3.砌体质量应符合以下规定(1)砌体所用各项材料类别、规格及质量符合要求；(2)砌缝砂浆或小石子混凝土铺填饱满，强度符合要求；(3)砌缝宽度、错缝距离符合规定，勾缝坚固、整齐.深度和形式符合要求；(4)砌筑方法正确：(5)砌体位置、尺寸不超过允许偏差。特别声明：1：资料来源于互联网，版权归属原作者2：资料内容属于网络意见，与本账号立场无关3：如有侵权，请告知，立即删除。专心-专注-专业