桥梁基础墩台施工方法.docx

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桥梁基础墩台施工方法

3.3.2桥梁基础施工方法及工艺

3.3.2.1钻孔灌注桩施工

本工程桩基采用Φ1.0m、Φ1.25m钻孔桩为主，部分大跨桥墩采用Φ1.5m钻孔桩。

根据桩基分布、现场地质条件、设计桩径、桩长等情况进行钻机选型，本工程拟采用旋挖钻、回转钻、冲击钻成孔。

原则上土质、砂质和软岩地段钻孔施工，采用旋挖钻机或正反循环旋转钻机成孔；对于穿越漂石或卵石含量大的土层，选用冲击式钻机成孔。

本标段大部分墩台位于旱地上，按常规方法施工。

位于小河、鱼塘等浅水段的基础采用草袋围堰筑岛构筑钻孔平台。

施工前核对墩台里程、高程、地面高程、地质状况、查明墩台位置及周围地下管线，无误后再进行施工。

钻孔灌注桩施工工艺流程见图3.3.2-1。

图3.3.2-1钻孔桩施工工艺框图

3.3.2.1.1旋挖钻机成孔

旋挖钻机采用回转斗取土成桩。

具有成孔质量好、速度快、无噪音、无污染等优势。

泥浆采用人工搅桨泥浆护壁，在钻进过程中不可进尺太快，保证充足的护壁时间。

在钻进过程中，一定要保持泥浆面不得低于护筒顶40cm。

在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

钻进过程，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比；每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故；同时应适当控制回转斗的提升速度。

提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。

3.3.2.1.2正、反循环旋转成孔

正、反循环旋转钻机用于一般粘土、砂土、砂砾土等土层，在砂砾或风化岩层中亦可应用机械旋转钻孔。

但砾石粒径超过钻杆内径时不宜采用反循环钻孔，旋转钻机钻孔时主要控制钻压和转速，钻头在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。

为此钻进时需有一定的钻压，钻压太小，钻进速度慢；钻压太大，钻具磨耗严重。

因此应根据桩位地质情况，钻杆直径、桩径、钻头形式、钻头刀具数目、钻具强度等因素综合考虑，合理确定钻压。

 钻杆转速要考虑满足碎岩土的扭矩需要，又要考虑钻具的磨耗及孔壁稳定等情况。

钻具强度一定时，钻头直径越大，转速应越慢。

开钻时，先使钻头降至距孔口5cm左右启动泥浆泵，待泥浆循环几分钟后，再启动钻机慢度回转，同时慢慢降下钻头，孔口位置先慢转，孔口稳定后逐渐增加转速正常钻进。

钻后，转速的控制对成孔及后期水下混凝土浇筑有其重要的影响，进尺速度过快，孔壁难以形成一定厚度的泥浆护壁层，易形成塌孔等事故的发生；进尺速度过慢，可能形成扩孔，影响整个分项工程施工速度，亦不可取。

因此在钻孔过程中，针对地质具体情况来确定钻进速度，以确保成孔质量。

3.3.2.1.3冲击钻机成孔

当桩位地层中有硬岩、孤石、大粒径的卵石层时采用冲击钻。

开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。

开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m，并防止溢出，掏碴后及时补水。

护筒底脚以下2-4m范围内一般比较松散，采用浓泥浆（或按1:

1投入粘土和小片石）、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”。

避免护筒底口漏浆。

冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。

3.3.2.1.4检孔及清孔

桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标，并做好记录，合格后进行清孔换浆。

桩径、垂直度采用检孔器检查，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4-6倍。

如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时，应重新钻孔。

清孔的目的是降低孔内泥浆比重，减少沉碴厚度。

保证混凝土灌注质量，沉碴厚度必须控制在规范或设计要求范围内。

清至泥浆比重为1.05左右，测量沉碴厚度，合格后开始下钢筋笼。

3.3.2.1.5钢筋笼制作安装

按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼四周对称焊接耳朵或按设计要求设置圆形混凝土垫块，保证钢筋笼的定位并有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接至少4根加长钢筋，以固定钢筋笼。

钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求和施工规范执行。

钢筋笼制作完成后，运到现场，利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。

为保证成孔质量，必须缩短下笼时间，尽可能增大钢筋笼的长度，较长钢筋笼分节制作，每节长15m左右,钢筋笼接头采用直螺纹套筒连接,以减少下笼时间。

为了防止钢筋笼放置偏心，以及保证混凝土保护层的厚度，每隔2m设一组定位钢筋或绑扎圆形垫块。

钢筋笼吊放时按挂牌编号逐节起吊骨架就位。

先两点水平起吊，待骨架立直后由上吊点吊入孔内。

3.3.2.1.6水下混凝土灌注

混凝土灌注采用下导管水下灌注，导管采用无缝钢管，底部距孔底30～50cm，导管要有足够的刚度和强度，导管使用前和使用一个时期后应做压水试验，并试验隔水栓能否顺利通过。

水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。

导管自下而上作标尺和编号，灌注前还要进行升降试验。

混凝土灌注要及时进行，若时间过长须再测沉渣，沉渣厚度超过设计要求需重新清孔。

混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定。

为防止水下混凝土在灌注过程时间较长，混凝土凝固而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性及节约水泥。

混凝土集中搅拌，泵送浇筑。

首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。

灌注过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。

浇注开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。

导管底端要始终埋入混凝土面以下2～6m，严禁把导管提出混凝土面。

混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固措施。

在浇注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，导管内混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。

若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减少泥浆比重，使浇注工作顺利进行。

灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量。

3.3.2.2承台施工

承台施工工艺流程见图3.3.2-2。

图3.3.2-2承台施工工艺框图

陆地墩承台根据土层性质和实际情况，基坑采取放坡开挖或支护基坑开挖，地下水位较高时采取井管和排水管降排水，确保基坑作业环境和施工安全。

水中墩承台根据具体的水文地质条件，选择草袋围堰围水支挡结构进行施工。

跨越高等级公路、铁路的桥墩施工要尽量减少对交通的干扰，基坑开挖采用钢板桩防护。

承台基坑开挖，为确保施工安全，做到边监测边施工，根据监测信息对可能发生的问题提前采取措施。

承台混凝土为大体积混凝土，施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管和保温等措施，确保混凝土内在质量。

处于H3级化学侵蚀地段的承台按设计要求采取涂装混凝土保护剂等防腐措施。

3.3.2.2.1围堰施工

水深在2m以内、流速在1.5m/s以内，河床渗透性较小时，采用草袋围堰筑岛。

围堰截面大小根据水深、流速等计算后确定，注意坡角与基坑上边缘距离，根据河床土质及坡度而定，最近不得小于2～3m如环境许可应尽量远离基坑。

⑴围堰砌筑

用亚粘土或粘土装袋，袋装土量一般为2/3，袋口用麻线或铁丝缝合。

堆码在水中的草袋，上下层和内外层应互相错缝，堆码密实整齐。

如在水位低时，则在水上之草袋应码一层加一薄层土，随码随用脚踏实草袋。

⑵抽水

围堰堆码完成后，用抽水机抽干围堰内的水。

施工期间围堰内挖积水坑，随时将水抽干。

为防止发生管涌或流土现象，在堰外侧坡脚向上加设防水的彩条布或薄膜。

抽水作业完成后，即可开挖至设计标高，浇注混凝土硬化垫层，凿桩后进行承台施工。

3.3.2.2.2钢板桩支护

钢板桩沿基坑边布置，横向距结构1.0m，纵向间距1.5m。

为Ⅰ22工字钢，挡土面焊接厚6mm的钢板，钢板桩顶端用6φ25间距@=10cm的钢筋连接。

钢板桩支护各项参数，根据现场的地质、环境等条件检算后确定。

钢板桩结构形式如图5.5.2-1所示。

（1）钢板桩的加工、检验与矫正

钢板桩按设计尺寸下料、加工，工字钢的对接、钢板与工字钢的连接，必须焊接牢固。

钢板桩加工完成进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。

有严重锈蚀，量测断面实际厚度，予以折减。

（2）导架安装

本工程采用单层双面导架，导架位置不能与钢板桩相碰。

导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。

（3）沉桩机械的选择

用振动锤打设钢板桩。

在桩锤和钢板桩之间设桩帽，以使冲击均匀分布，保证桩顶免遭损坏。

图3.3.2-3钢板桩支护示意图

（4）钢板桩打设

为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。

先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。

在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。

为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。

打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次。

3.3.2.2.3基坑开挖

水中墩承台基坑由人工开挖，旱地上基坑人工配合机械开挖，机械挖至基底30cm由人工清基，防止扰动基底。

基坑开挖到位，破除桩头，进行基底处理。

3.3.2.2.4模板、钢筋安装

⑴钢筋安装

承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎。

承台钢筋按规范进行焊接，钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度。

为了加快钢筋安装速度，减少基坑暴露时间，可事先在基坑外初步绑扎成形后，由汽车吊或其他吊装设备吊装入模。

墩身预埋筋及其他预埋件按规定位置安装并牢固定位。

⑵模板安装

模板全部采用钢模板，并保证模板强度、刚度和稳定性。

模板安装必须严格按铁路客专施工规范和验标进行施工。

模板拼装可利用小型吊具在基坑内逐块组拚，拼接表面必须平整，模型采用横、竖向背杠枋木和设于基坑边坡的短斜木支撑进行加固，立背杠底部及顶部采用对拉螺杆固定。

承台模型安装如下图3.3.2-4所示。

图3.3.2-4承台支模示意图

3.3.2.2.5安装冷却水管及测温元件

大体积混凝土承台，由于结构截面大，混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，通过安装冷却管及时将水泥水化热传导出去，从而控制承台大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差，保证混凝土不因温差效应开裂。

冷却循环水管采用φ40mm黑铁管，上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.0～1.5m。

进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。

冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验

每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层水管内通水。

通过阀门调节循环冷却水的流量。

循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前，不得排至混凝土顶面。

测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”，温度传感器预先埋设在测点位置上，基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、大气温度、冷却水管进、出水温度设置。

测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。

当混凝土内外温差超过控制要求时，系统马上报警。

测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致，应由各区域均匀布置，核心区、中心区为重点。

3.3.2.2.6混凝土灌注及养护

砼由混凝土拌和站集中拌和，砼输送车运输，经砼泵送至施工点，砼分区布料、分层浇筑，采用插入式振捣器振捣，当砼自由落体高度超过2m时，采用串筒下料，防止砼离析。

砼浇筑完毕后，在顶部砼初凝前，对其进行二次振捣，并压实抹平。

控制表面收缩裂纹，减少水分蒸发；砼初凝后，加强保湿养护，防止水分蒸发。

大体积砼采用低水化热水泥，并采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），降低砼的入仓温度等措施，以改善砼的性能，减小砼的水化热。

气温较高时，泵送管加盖草袋，并在拌和水中投放冰块，以降低砼入模温度。

3.3.2.2.7冷却水管压浆

管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。

压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。

压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。

管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后，方可关闭进出口阀门封闭保压。

浆体注满管道后，在0.50～0.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。

管道压浆采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥；掺入的粉煤灰、高效减水剂、彭胀剂等外加剂的含量按规定执行，严禁掺入氯化物或其它有腐蚀作用的外加剂。

水泥浆的水胶比不得超过0.30，且不得泌水，流动度应为30-50s，水泥浆抗压强度不得小于同级砼强度并满足图纸设计要求；压入管道的水泥浆应饱满密实，体积收缩率应小于1%。

水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。

压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5℃。

冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。

水泥浆试件的制备和组数，由试验室按常规办理，标准养护的试件作评定水泥浆强度之用，但检查用的强度试件必须随同梁体在同条件下进行养护。

3.3.3桥梁墩台施工方法及工艺

本工程桥墩主要类型为圆端形实体墩、流线形实体墩、单圆柱式墩、矩形实体墩，桥台采用一字台。

实体墩（台）身采用厂制定型大块钢模板，高度15m以下的整体组模，一次浇筑；高度15m以上的分节施工。

钢筋在加工厂进行加工，现场绑扎。

混凝土集中供应，由混凝土输送车运输，输送泵或输送泵车泵送入模。

无纺土工布覆盖加隔水塑料薄膜保温，保湿法养生。

墩身混凝土属于大体积混凝土，施工中要采取可靠措施降低水化热，控制混凝土裂缝。

3.3.3.1桥墩施工

实体墩施工工艺流程见图3.3.3-5。

图3.3.3-5桥墩施工工艺框图

3.3.3.1.1模板工程

流线形实体墩、圆端实体墩、矩形实体墩墩身采用桁架式整体钢模；单圆柱式墩采用两片组合式整体钢模，模板支立后模板外设加固箍。

模板由具有专业资质的厂家制作，以保证加工精度。

如图3.3.3-6~图3.3.3-8所示。

承台混凝土浇筑前，依据墩身模板结构尺寸在承台上预埋型钢铁件。

模板采用汽车运输至墩位附近，现场拼装成整体，安装桁架支撑，采用QY25或QY50吊车整体吊装就位，与承台预埋型钢连接固定。

图3.3.3-6圆端实体墩、流线形实体墩身模板结构示意图

图3.3.3-7矩形实体墩身模板结构示意图

图3.3.3-8单圆柱式墩身模板结构示意图

模板整体拼装时要求错台<1mm，拼缝<1mm。

安装时，用缆风绳将钢模板固定，利用经纬仪校正钢模板两垂直方向倾斜度。

图3.3.3-9墩身模板支立示意图

3.3.3.1.2钢筋工程

钢筋在加工场按设计图纸集中下料、分型号、规格堆码、编号，平板车运到现场，在桥墩钢筋骨架定位模具上绑扎。

结构主筋接头采用直筒螺纹连接，主筋与箍筋之间采用扎丝进行绑扎。

绑扎或焊接的钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱现象。

混凝土垫块采用高聚脂UPVC垫块。

3.3.3.1.3混凝土浇筑

混凝土采用集中拌和，混凝土输送车运输，输送泵或泵车泵送入模，分层浇筑，连续进行，插入式振捣器捣固。

混凝土浇筑前，将承台与墩身接头处混凝土进行凿毛，清除浮浆及松动部分，冲洗干净，并整修连接钢筋。

浇筑时在墩身整个平截面内对称水平分层进行，浇筑层厚控制在30cm以内，同时注意纠正预埋铁件的偏差，保证混凝土密实和表面光滑整齐，无垫块痕迹。

混凝土浇至支座垫石顶面时注意抹平压实，并特别注意锚栓孔的预留。

如果支座高度与设计预留的高度有变化，则要注意根据支座中心处的梁底标高调整支座垫石的高度，支座垫石的标高按负公差控制。

混凝土浇筑期间设专人看护模板，观察支架、模板、钢筋和预埋件等的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。

墩台混凝土达到拆模强度后拆除模板，拆模时要轻敲轻打，以免损伤主体混凝土的棱角或在混凝土表面造成伤痕。

3.3.3.1.4混凝土养护

根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及混凝土性能的不同提出具体的养护方案，各类混凝土结构的养护措施及养护时间遵守相关规范的规定。

当新浇结构物与流动水接触时，采取防水措施，保证混凝土在规定的养护期之内不受水的冲刷。

拆模后的混凝土立即使用保温保湿的无纺土工布覆盖，外贴隔水塑料薄膜，使用自动喷水系统和喷雾器，不间断养护，避免形成干湿循环，养护时间不少于7d后，拆除养生毯，再用塑料薄膜紧密覆盖，保湿养护14d以上。

养护期间混凝土强度未达到规定强度之前，不得承受外荷载。

当混凝土强度满足拆模要求，且芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均≯15℃时，方可拆模。

3.3.3.1.5混凝土温度测量和控制

本工程墩身混凝土为大体积混凝土。

根据构造物尺寸、环境温度、及浇筑工艺的不同，选取有代表性的结构使用大体积混凝土循环测温仪，及时掌握混凝土内部温度、表层温度，并绘制温度曲线图。

当发现混凝土浇筑温度、内外温差或降温速率出现异常时，应及时处理。

混凝土拌合阶段通过降低材料温度、改进搅拌机投料顺序等措施来降低混凝土出机温度。

浇筑阶段通过降低运输容器温度，适当选择浇筑时间，分层浇筑等技术措施来降低混凝土温度。

养护阶段通过内部降温或外部升温、保温、提高养生水温等措施，使混凝土核心温度、表面温度、外界温度差值控制在规定的范围内。

大体积混凝土尚应避免水化热产生过大的内外温差，经过计算必要时在墩身内预埋冷却管，降低混凝土内部温度。

实施过程中，根据实测混凝土芯部温度，确定参数，调整冷却水管的水平布设间距、竖向间距及管内流速，确保混凝土芯部温度控制在规定的范围内。

3.3.3.1一字形桥台施工

3.3.3.1.1支立模板

桥台模板采用大组合钢模板，模板由具有专业资质的厂家制作，以保证加工精度。

施工时先支立内模，钢筋安装完后再安装外模。

根据梁端线和梁缝准确定出胸墙位置，胸墙必须充分加固，保证其竖直。

防止架梁时出现梁缝与设计相差较大，难以处理的情况。

台身、台顶施工缝要严格按设计和规范进行。

并作好施工缝处理。

3.3.3.1.2.桥台钢筋

钢筋集中在钢筋棚内加工，现场绑扎焊接成型。

依照设计及相关技术标准进行施工，严把质量关。

3.3.3.1.3浇筑混凝土

钢筋、模板经检查合格后，进行混凝土浇注。

混凝土的拌和、运输、及浇注方法同实心墩混凝土施工方法。

拆模后及时进行养护。