基礎工程課件

《基礎工程》課件

2B313012掌握橋梁基礎施工技術一、橋梁基礎分類

橋梁基礎分為：剛性基礎、樁基礎、管柱、沉井、地下連續(xù)墻等，其中樁基礎又包括沉入樁、灌注樁。二、適用條件

1．剛性基礎：適用于各類土層，根據土質情況分別采用鐵鎬、十字鎬、爆破等設備和方法開挖。

2．樁基礎：按施工方法可分為沉樁、鉆孔樁、挖孔樁。其中沉樁又分為錘擊沉樁法、振動沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。

(1)沉樁：錘擊沉樁法一般適用于松散、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?？筛鶕临|情況選用適用的樁錘；振動沉樁法一般適用于砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土；射水沉樁法適用在密實砂土，碎石上的土層中。用錘擊法或振動法沉樁有困難時，可用射水法配合進行；靜力壓樁法在標準貫入度N<20的軟黏土中，可用特制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；鉆孔埋置樁為鉆孔后．將預制的鋼筋混凝土圓形有底空心樁埋人，并在樁周壓注水泥砂漿固結而成，適用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直徑圓樁。

(2)鉆孔灌注樁適用于黏性土、砂土、礫卵石、碎石、巖石等各類土層；挖孔灌注樁適用于上地下水或少量地下水。且較密實的土層或風化巖層，如空氣污染物超標，必須采取通風措施。

(3)管柱、沉井適用于各種土質的基底，尤其在深水、巖面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚的自然條件下，不宜修建其他類型基礎時，均可采用。

(4)地下連續(xù)墻適用于作地下擋土墻、擋水圍堰、承受豎向和側向荷載的橋梁基礎、平面尺寸大或形狀復雜的地下構造物基礎，可用于除巖溶和地下承壓水很高處的其他各類上層中施工。三、明挖擴大基礎施工明挖擴大基礎施寸：的內容包括：基礎的定位放樣、墓坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎結構物等。

(一)準備工作

在開挖基坑前，應做好復核基坑中心線、方向和高程，并應按地質水文資料，結合現場情況，決定開挖坡度、支護方案以及地面的防水、排水措施。

放樣工作足根據橋梁中心線與墩臺的縱橫軸線，推算出基礎邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖范圍。基坑底部的尺寸較設計平面尺寸每邊各增加0．5～1．0m，以便于支撐、排水與立模板(坑壁垂直的無水基坑坑底，可不必加寬，直接利用坑壁作基礎模板亦可)。

(二)基坑開挖

1．坑壁不加支撐的基坑

對于在干涸河灘、河溝中，或經改河或筑堤能排除地表水的河溝中，在地下水位低于基底，或滲透量少，不影響坑壁穩(wěn)定，以及基礎埋置不深，施工期較短，挖基坑時，不影響鄰近建筑物安全的場所，可選用坑壁不加支撐的基坑。

黏性土在半干硬或硬塑狀態(tài)，基坑頂無活荷載，稍松土質，基坑深度不超過0．5m，中等密實(鍬挖)土質基坑深度不超過1．25m，密實(鎬挖)土質基坑深度不超過2．0m時，均可采用垂直坑壁基坑?；由疃仍?m以內，土的濕度正常時，采用斜坡坑壁開挖或按坡度比值挖成階梯形坑壁，每梯高度為0．5～1.0m為宜，可作為人工運土出坑的臺階?；由疃却笥?m時，坑壁坡度適當放緩，或加做平臺。土的濕度影響坑壁的穩(wěn)定性時，心采用該濕度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。當基坑的上層土質適合敞口斜坡坑壁條件，下層土質為密實黏性土或巖石，可用垂直坑壁開挖，在坑壁坡度變換處，應保留有至少0．5m的平臺。橋梁基礎施工9.1 旱地基礎施工

旱地基礎的基坑開挖坑壁不加固的基坑垂直開挖

土質濕度正常，結構均勻深度松軟土0.75m，中密1.25m，密實2.0m;放坡開挖坑壁土坑壁坡度基坑頂緣無載重基坑頂緣有靜載基坑頂緣有動載砂土類1∶11∶1.251∶1.5碎石類土1∶0.751∶11∶1.25黏性土、粉土1∶0.331∶0.51∶0.75極軟巖、軟巖1∶0.251∶0.331∶0.67較軟巖1∶01∶0.11∶0.25極硬巖、硬巖1∶01∶01∶0基坑坑壁坡度表橋梁基礎施工9.1 旱地基礎施工

注：坡度＝坡的高度與坡的水平距離之比基坑開挖注意：②邊坡穩(wěn)定③不中斷人工或機械施工棄土、動載開挖、砌筑、回填、夯實①防水反坡、截水溝橋梁基礎施工9.1旱地基礎施工

橋梁基礎施工9.1 旱地基礎施工

2．坑壁有支撐的基坑

當基坑壁坡不易穩(wěn)定并有地下水，或放坡開挖場地受到限制，或基坑較深工程數量較大，不符合技術經濟要求時，可根據具體情況，采取加固坑壁措施撐、鋼木結合支撐、混凝土護壁及錨桿支護等。

混凝土護壁一般采用噴射混凝土。根據經驗，一般噴護厚度為5～8cm，一次噴護約需1～2h。一次噴護如達不到設計厚度。應等第一次噴層終凝后再補噴，直至達到要求厚度為止。噴護的基坑深度應按地質條件決定，一般不宜超過l0m橋梁基礎施工9.1旱地基礎施工

坑壁加固的基坑使用條件：坑深、土方量大、場地窄、土松、水大。加固方式：擋板支撐、噴射混凝土、混凝土圍圈等。橫擋板支撐豎擋板支撐橋梁基礎施工9.1旱地基礎施工

框架式大面積基坑支撐橋梁基礎施工9.1旱地基礎施工

噴射混凝土橋梁基礎施工9.1旱地基礎施工

構造與施工要求：現澆混凝土圍圈基坑垂直開挖，自上而下，逐段立模灌筑混凝土，壁厚8～15cm，每層高1.0～1.5m，24h拆模(三)基坑排水

橋梁基礎施了中常用的基坑排水方法有：

1．集水坑排水法。除嚴重流沙外，一般情況下均可適用。

2．井點排水法。當土質較差有嚴重流沙現象，地下水位較高，挖基較深，坑壁不易穩(wěn)定，用普通排水方法難以解決時，可采用井點排水法。

3．其他排水法。對于土質滲透性較大、挖掘較深的基坑，可采用板樁法或沉井法，此外，視上程特點、工期及現場條件等，還可采用帳幕法，即將基坑周圍土層用硅化法、水泥灌漿法及凍結法等處理成封閉的不透水的帳幕。

基坑排水排水方法：集水排水、井點法降水

集水排水法抽水設備：滲水量約1.5～2.0倍優(yōu)點：設備簡單，費用低；缺點：黏聚力小的土中易涌沙橋梁基礎施工9.2水中基礎的開挖橋梁基礎施工9.2水中基礎的開挖井點降水法類型:抽水:輕型井點、噴射井點、射流泵井點、深井泵井點真空泵、離心泵、多級離心泵或獨立泵(四)基坑施工過程中注意要點

1．在基坑頂緣四周適當距離處設置截水溝．并防止水溝滲水，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩(wěn)定性；

2，坑壁邊緣應留有護道，靜荷載距坑邊緣不小于0．5m，動荷載距坑邊緣不小于1.0m，垂直坑壁邊緣的護道還應適當增寬，水文地質條件欠佳時應有加固措施；

3．應經常注意觀察坑邊緣頂面土有無裂縫，坑壁有無松散塌落現象發(fā)生；

4．基坑施工不可延續(xù)時間過長，自開挖至基礎完成，應抓緊時間連續(xù)施工；

5．如用機械開挖基坑。挖至坑底時，應保留不小于30cm厚度的底層，在基礎澆筑圬工前用人工挖至基底標高；

6．基坑應盡量在少雨季節(jié)施工；

7．基坑肩：用原土及時回填，對橋臺及有河床鋪砌的橋墩基坑，應分層夯實。

(一)沉入樁施工

沉入樁所用的基樁主要為預制的鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝土樁。斷面形式常用的有實心方樁和空心管樁兩種。管樁(包括普通的和預應力的)一般由工廠以離心成型法制成。沉人樁的施工方法主要有：錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁以及靜力壓樁等。這里介紹錘擊沉樁的施工方法。

四、鉆孔灌注樁基礎施工

1．概述

錘擊沉樁一般適用于中密砂類土、黏性土。由于錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入士中，因此一般樁徑不能太大(不大于0．6m)，入土深度在40m左右，否則對沉樁設備要求較高。沉樁設備是樁基施寸：質量與成敗的關鍵，應根據土質、工程量、樁的種類、規(guī)格、尺寸、施工期限、現場水電供應等條件選擇

樁基礎施工10.1沉入樁基礎

混凝土樁的預制樁的堆放與起吊樁基礎施工10.1沉入樁基礎方法錘擊振動射水靜壓沉管灌注施工方法備注：振動、沉管灌注在后面詳細解釋介紹樁基礎施工10.1沉入樁基礎單打汽錘樁基礎施工10.1沉入樁基礎震動打樁機樁基礎施工10.1沉入樁基礎1．鉆孔灌注樁的特點

鉆孔灌注樁樁長可以根據持力土層的起伏面變化，并按使用期間可能出現的最不利內力組合配置鋼筋，鋼筋用量較少，便于施工，故應用較為普遍。

2．鉆孔灌注樁施工的主要工序

鉆孔灌注樁施工的主要工序有：埋沒護筒、制備泥漿、鉆孔、清底、鋼筋籠制作與吊裝以及灌注水下混凝土等。

（二）、鉆孔灌注樁基礎施工(1)埋設護筒：護筒能穩(wěn)定孔壁、防止坍孔，還有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和起到鉆頭導向作用等。

護簡要求堅固耐用，不漏水，其內徑應比鉆孔直徑大(旋轉鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm)，每節(jié)長度約2～3m。一般常用鋼護筒，在陸上與深水中均能使用，鉆孔完成，可取出重復使用。在深水中埋設護筒時，先打入導向架，再用錘擊或振動加壓沉入護筒。護筒人土深度視土質與流速而定。護筒平面位置的偏差不得大于5cm，傾斜度不得大于1％。

埋設護筒護筒的作用護筒的埋置深度固定樁位、導向頭、隔離地面水、保護孔口、提高水位。

黏土、粉土

砂土土島護筒頂護筒厚度鋼4～8mm鋼筋混凝土：8~10cm地下1.0m地下2.0m河床底面以下1.0m高出施工水位2.0m,地面以上0.5m樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎護壁套筒樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎(2)泥漿制備：鉆孔泥漿由水、黏土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔的作用。

通常采用塑性指數大于25，粒徑小于0．005mm的黏土顆粒含量大于50％的黏土過泥漿攪拌機或人工調和，貯存在泥漿池內，再用泥漿泵輸入鉆孔內。

泥漿制備：泥漿比重1.1~1.3護壁機理其它作用土質化學處理劑凈化孔壁土體液態(tài)支撐；形成泥皮穩(wěn)定孔壁懸浮鉆渣、潤滑鉆具、正循環(huán)排渣。膨潤土，水的PH值7～8之間，不含雜質重力沉淀法；振動篩凈孔法。無機：純堿等。促使顆粒分散、防止凝聚下沉有機：丹寧液、拷膠液等降低粘度樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎泥漿池樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎(3)鉆孔：一般采用螺旋鉆頭或沖擊錐等成孔，或用旋轉機具輔以高壓水沖成孔用的方法是：正循環(huán)回轉法，反循環(huán)回轉法，潛水電鉆法，沖抓錐法，沖擊錐法。

1)正循環(huán)回轉法：系利用鉆具旋轉切削土體鉆進，泥漿泵將泥漿壓進泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴人鉆孔內，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿流人泥漿池循環(huán)使用。其特點是鉆進與排渣同時連續(xù)進行，在適用的土層中鉆進速度較快，但需設置泥漿槽、沉淀池等。施工占地較多，且機具設備較復雜。

正循環(huán)鉆結構示意圖樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎2)反循環(huán)回轉法：與正循環(huán)法不同的是泥漿輸入鉆孔內，然后從鉆頭的鉆桿下口吸進，通過鉆桿中心排出至沉淀池內。其鉆進與排渣效率較高，但接長鉆桿時裝卸麻煩，鉆渣容易堵塞管路。另外，囚泥漿是從上向下流動，孔壁坍塌的可能性較正循環(huán)法的大，為此需用較高質量的泥漿。

反循環(huán)鉆結構示意圖樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎

（3）旋轉鉆機鉆孔類型人工推鉆、機械推鉆或螺旋鉆、正循環(huán)旋轉、反循環(huán)旋轉鉆、潛水鉆等。樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎(4)孔徑檢查與清孔：鉆孔的直徑、深度和孔形直接關系到成樁質量，是鉆孔樁成敗的關鍵。為此，除了鉆孔過程中嚴謹操作、密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達到設計要求深度后，應采用適當器具對孔深、孔徑、孔形等認真檢查，符合設計要求后，填寫“終孔檢查證”。1)清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏渣法、噴射清孔法以及用砂漿置換鉆渣清孔法等，應根據設計要求、鉆孔方法、機具設備和土質條件決定。其中抽漿法清孔較為徹底，適用于各種鉆孔方法的灌注樁。對孔壁易坍塌的鉆孔，清孔時操作要細心，防止坍孔。

清孔、鋼筋籠入孔及澆筑水下混凝土目的和方法目的方法減薄沉淀，提高孔底承載力沉渣厚度：柱≯10cm；摩擦柱≯30cm。抽渣法，吸泥法，換漿法。及時清孔防泥漿沉淀；補充清水和新泥漿，保持水位。柱樁灌注前，應射水沖孔3～5min，水壓0.05MPa。清孔施工要點樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎鉆孔樁的質量檢驗檢驗目的質量要求檢測方法①了解樁的承載力大小；②樁的質量是否符合要求。①強度要求；②無夾層斷樁；③無混凝土離析④樁底高程；⑤樁底沉淀層厚度要求。①混凝土試件檢測；②檢測管超聲波檢測；③鉆孔取芯樣檢測。④動力試樁case法檢測承載力樁基礎施工10.2鉆孔灌注樁基礎2)清孔的質量要求：對摩擦樁：孔底沉淀土的厚度，中、小橋不得大于(0．4～0．6)d(d為樁的直徑)，大橋按設計文件規(guī)定。清孔后的泥漿性能指標：含砂率為4％～8％，相對密度為1．10一1．25，黏度為18~20s。對支承樁(柱樁、嵌巖樁)，宜用抽漿法清孔，并宜清理至吸泥管出清水為止。灌注混凝