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1、桥涵工程基础施工方法及工艺1.1.1.1. 明挖基础本标段部分桥梁基础设计为明挖扩大基础。明挖基础施工工艺流程见图2-2.2-1。基坑防护、排水测量放样基坑开挖监理工程师检查签认混凝土配合比设计拌制混凝土混合料制作混凝土试块基底检查基底处理绑扎钢筋钢筋绑扎、模板安装钢筋加工清理场地底层基础满灌混凝土浇筑混凝土拆模、养生基坑回填图2-2.2-1 明挖基础施工工艺流程图2.2.6.1.1. 基坑开挖及防护基坑采用机械开挖，人工配合。开挖根据设计基础大小、放坡宽度和基底预留工作面的宽度来进行。基坑底四周设置排水沟和集水井及时排除积水，保证基坑干燥。如果地下水位较高，先降水后开挖。为防止基坑开挖过程中
2、坍塌，根据地质和实际情况进行加固防护。基坑开挖须连续施工，机械开挖至基底面时，预留30cm人工清底，以免扰动原地基。2.2.6.1.2. 基底检验基坑开挖完成后，对天然基底进行检验，合格后方可进行基础施工。基底检验的内容为：基底平面位置、尺寸和基底标高；基底地质均匀性、稳定性，承载力是否符合设计要求。2.2.6.1.3. 基底处理基底地质情况与设计相符时，将表面松裂碎石块清除并清理平整基底地质情况与设计不符时，则检验判定地基承载力能否满足设计和保证墩台的稳定，当不能满足要求时，与业主、设计、监理人员协商确定处理方法。2.2.6.1.4. 基础钢筋绑扎钢筋外侧绑扎与混凝土同级别的砂浆垫块，以确保
3、保护层厚度满足要求。钢筋绑扎按顺序进行，自下向上，从内而外，逐根安装到位，避免混乱。若采用点焊固定时，不得烧伤主筋。安装成型的钢筋笼应做到整体性好，尺寸、位置、高程符合验收标准。同时应避免施工过程中踩踏钢筋。2.2.6.1.5. 基础混凝土浇筑底层混凝土满灌施工，其余各层基础采用组合钢模板现场拼装。混凝土浇筑前，请监理工程师进行基础钢筋检验，并进行隐蔽工程的签证认可。混凝土由输送车自拌和站运送至浇筑地点，泵送入模，人工分层摊铺，机械振捣密实，按每次浇筑混凝土的数量由试验员做好混凝土试件。2.2.6.1.6. 基坑回填报请监理工程师检查验收合格后，按照设计要求材料回填基坑，确保基坑回填密实。1.
4、1.1.2. 钻孔桩本工程桩基主要采用1.0m、1.25m、1.5m、2.0 m四种桩径的钻孔桩，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，本工程拟采用冲击钻、回旋钻，钢筋笼集中分节制作，现场吊装接长。混凝土由拌和站集中生产、混凝土运输车运输、导管法水下灌注。位于水中基础视现场水深分别采用草袋筑岛或搭设栈桥和钻孔平台，水中钻孔桩施工见“3.1.6.下部结构施工”相关内容。钻孔灌注桩施工工艺详见图2-2.2-2。本部分地区有岩溶现象，岩溶地段易塌孔、漏浆，采取溶洞内注水泥浆、灌填素混凝土、抛投片石及粘土块、护筒跟进等措施，防止塌孔和漏浆，保护孔壁。2.2.6.2.1. 冲击钻
5、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1.52.0m，并防止溢出，掏碴后及时补水。护筒底脚以下24m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。2.2.6.2.2. 回旋转成孔施工准备场平、筑岛或搭设平台放桩位、埋设护筒护筒制作修整
6、钻机就位、对中桩位复测钻进、掏碴制作泥浆泥浆净化清孔成孔检查测量孔深、斜度、直径安放钢筋笼钢筋笼制作下导管导管制作、检验、维修灌注混凝土前的准备工作测量沉碴安装清孔设备钻机移位汽车吊就位灌注水下混凝土拆、拔护筒清理桩头下一根桩混凝土运输制作凝土试件钻孔钢筋骨架灌注混凝土移位清理 图2-2.2-2 钻孔桩施工工艺流程图回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
7、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
8、来确定钻进速度，以确保成孔质量。2.2.6.2.3. 岩溶发育地段成孔本标段部分桥梁通过岩溶发育地段，部分桩基穿过溶洞，施工难度较大，为保证钻孔顺利进行，采用冲击钻成孔，护筒跟进的施工方法。其施工工艺见图2-2.2-3。钻孔前的溶洞处理方法开钻前，设计单位未逐根钻探的钻孔位置用地质钻机补探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前
9、在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。根据岩溶发育程度,拟定六种处理方案。对于已探明较小封闭型溶洞在钻孔前可用注浆加固法处理。对于遇到未探明岩隙: 发现孔内泥浆面较慢下降时采用优质膨润土配置5%的CMC外加剂并加入锯木灰拌成软塑状，分批投入孔内，再用11.5m小冲程进行冲钻，使锯木灰和粘土挤入岩石裂隙，隔断泥浆漏失的通道。研究设计和地质资料，踏堪，确定溶有洞尺寸制定详细的施工方案以及质量和安全保证措施埋设护筒钻机就位、钻孔安装导管灌注桩身水下混凝土拔除护筒测量放样清孔桩身钢筋笼安放场地清理，按环保要求进行地表恢复处理钻孔通过溶洞顶板下沉内护筒随钻进随检孔，继
10、续钻进至孔底制备泥浆、建循环系统 制作钢筋笼并移至孔位处量测混凝土面高度及埋管深导管试拼装，做密封试验混凝土试件制作图2-2.2-3 岩溶地质钻孔桩施工工艺框图对于遇到未探明的小溶洞:如突然发现孔内泥浆面较快下降，用小片石（直径1020cm）和粘土，按1:1 的比例迅速回填，并用小冲程挤压密实。同时迅速补水，直到泥浆面不再下降。 较大封闭型溶洞:先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会迅速下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥抛入孔中直到泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、
11、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔。对于单级串通型溶洞：采取用12mm厚钢板加工成的双护筒跟进方法解决,大护筒跟进至溶洞顶岩石上, 小护筒跟进至溶洞下0.5米，大护筒比设计孔径大0.4米, 小护筒比设计孔径大0.2米.大小护筒需用等直径钻头冲孔。对于多级串通型的溶洞:同单级串通型溶洞处理方案类似,只是采用多级护筒跟进方法解决,最内侧小护筒跟进到最下层溶洞底以下0.5m。护筒跟进法施工要点岩溶地区钻孔桩基础施工工艺与一般地层区别极大，也困难得多。采用冲击成孔工艺，以十字型钻头冲击成孔，泥浆护壁，下沉与冲孔直径相同的钢护筒达基岩面，其作用是防止孔壁坍塌。当进
12、尺接近溶洞顶部2m左右时，要求钻机操作人员改用低冲程（11.5m）冲击，以防止击穿溶洞顶板时卡钻，这是岩溶钻孔的特殊性所决定的。当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将小于上述钢护筒直径20cm的钢护筒沉入岩溶层，并随钻孔跟进至稳定性岩面。小钢护筒作用是防止溶洞中填充物涌入钻孔，并为钻孔过程中清碴和终孔后清孔创造较好条件(岩溶地层钻孔时取碴和终孔后取碴清孔时极易塌孔，甚至导致墩位地表发生大塌陷)。最后，冲击钻进至设计标高，清孔、安放钢筋笼、灌注水下混凝土，钢护筒则留在岩溶地层中与水下混凝土结合成为一根“钢护筒混凝土桩”。跟进的钢护筒底要进行加固处理:用旧钢轨与钢护筒底焊接劳固插打钢护筒。钢护筒跟进要安装桩
13、帽及桩锤，桩锤用B-3型复打气锤。锤击钢护筒下沉过程中，要严格控制钢护筒的倾斜度和锤击贯入度，中心偏差不得大于5cm，斜度不得大于1%。钻孔内投放的片石及粘土数量要作好记录，钻进资料应齐全完整，并应有岗位负责人签字。钢护筒跟进先利用振动锤打入，然后边冲孔边跟进，直到穿过易坍塌的地层。护筒到位后，当钻头钻至护筒底脚以上0.5m时，投入15cm直径以下块石和优质粘土,在不掏渣的情况下钻至护筒以下0.5m，掏出泥浆，再投入同样数量的块石和粘土，利用钻头的冲击力将块石和粘土造成一个高质量的壳体孔壁，使护筒底脚与孔壁结合紧密。岩溶区或溶洞处理后钻进成孔时注意事项冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，一般等待
14、时间为10左右。为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行。加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力。当岩面的倾斜较大时，钻头摆动撞击护筒或孔壁，这时，回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔或采取孔内爆破。接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。当孔深达到设计要求，检孔合格后，即可进行清孔、下钢筋笼、下导管、混凝土水下灌注等工序。2.2.6.2.4. 检孔及清孔桩
15、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，减少沉渣厚度。保证混凝土灌注质量，沉渣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，测量沉渣厚度，合格后开始下钢筋笼。2.2.6.2.5. 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
16、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。2.2.6.2.6. 水下混凝土灌注混凝土灌注采用下导管水下灌注，导管采用壁厚6mm无缝钢管，底部距孔底3050cm，导
17、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
18、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26m，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
19、余量。2.2.6.2.7. 桩基检测根据设计要求，在监理工程师在场的情况下，对桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测；并委托有资质的单位，按要求进行静载抗压试验或全长钻孔取样试验。1.1.1.3. 承台承台施工工艺流程见图2-2.2-。陆地墩承台根据土层性质和实际情况，一般地段基坑采取放坡开挖或根据地下水情况带挡板支护基坑开挖，地下水位较高或渗透性很强时采取井管、排水管降排水施工，确保基坑作业环境和施工安全。测设基坑平面位置、标高挖掘机开挖凿除桩头检测桩基基底检测及处理绑扎钢筋安装模板灌筑混凝土与墩台身接缝处理基坑防护制作混凝土试件降排水混凝土拌制、输送施工准备 图2-2.2- 承台施工
20、工艺流程图水中墩承台根据具体的场地施工条件，选择草袋围堰、钢板桩围堰或双壁钢围堰结构进行施工。一般水深在2m以内的承台采用草袋围堰施工；水深在2m5m的承台采用钢板桩围堰施工；水深在5m以上的承台采用采用双壁钢围堰施工。水中承台施工详见“3.1.6.下部结构施工”相关内容。跨公路段、江河大堤段承台施工，要加强基坑防护，基坑开挖后及时进行防护，确保既有公路和江河大堤安全。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。2.2.6.2.2.2.6.2.1. 模板、钢筋安装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
21、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。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拼，拼接表面必须平整、支撑牢靠。支模前用全站仪测放承台四角点，墨线弹出模板的边线，支模后再用仪器进行复核校正。22.2.6.1.2.2.6.2.2.2.6.2.1.2.2.6.2.2. 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
22、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32mm钢管（t4mm），上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.21.5m。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
23、。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。2.2.6.2.3. 混凝土灌注及养护混凝土由混凝土拌和站集中拌和，混凝土输送车运输，经混凝土输送泵泵送入模，混凝土分区布料、分层浇筑，采用插入式振捣器振捣，当混凝土自由落体高度超过2m时，采用串筒下料，防止混凝土离析。混凝土浇筑完毕后，在顶部混凝土初凝前，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；混凝土初凝后，加强保湿养护，防止水分蒸发。大体积混凝土采用低水化热水泥，并采用“双
24、掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），降低混凝土的入仓温度等措施，以改善混凝土的性能，减小混凝土的水化热。气温较高时，泵送管加盖草袋，并在拌和水中投放冰块，以降低混凝土入模温度。2.2.6.2.4. 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2.5mm2.5mm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0.500.60MPa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、膨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3050s，水泥浆抗压强度不得小于同级混凝土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，结构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。