桥梁基础施工探析

【摘 要】桥梁基础是支撑桥跨重量的结构,因此桥梁的基础的施工在桥梁结构施工中,占有极为重要的地位,笔者通过对桥梁基础施工的分类,着重对明挖重力式扩大基础和桩基础的施工方法和要点进行了深入分析,为今后桥梁基础施工提供一些帮助.

【关 键 词】桥梁基础施工扩大基础桩基础

桥梁基础是支撑桥跨重量的结构,它起着维持桥体稳定的作用,通过桥梁基础把桥梁上部结构、墩台自重及车辆荷载传递给地基,是桥梁建设的关键,桥梁基础决定了整个桥梁刚度、稳定性、耐久性和安全度,因此,桥梁的基础的施工在桥梁结构施工中,占有极为重要的地位.

1.桥梁基础施工的分类

根据桥梁基础施工方法不同可将桥梁基础施工分为：明挖重力式扩大基础、桩基础、沉井基础、低下连续墙基础、组合式基础等.

2.明挖重力式扩大基础

在桥梁基础施工中最为常见的就是明挖重力式扩大基础,对于地质条件稳定的施工地点这种施工难度相对较低,技术比较成熟,同时便于大型机械进行作业.这种施工方法根据施工条件不同又分为旱地基础和水中基础两种.

2.1明挖重力式扩大基础施工的主要内容

包括基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑（浇筑）基础结构物等.

2.2基础的定位放样

在基坑开挖前,首先要进行桥梁基础的定位放样,这个过程就是将设计图上的桥梁基础位置准确落实到实际的桥梁地址上,放样中根据桥梁设计图纸中桥梁中心线与墩台的纵横轴线,对桥梁基础边线定位,再根据图纸中基础的大小放线画出基坑的开挖范围通过水准测量的方法确定基坑的定位点的标高.

2.3基坑开挖

基坑开挖的大小应满足基础施工要求,一般基坑开挖尺寸比设计图的基础宽0.5-1米,在基坑开挖中应杜绝超挖,并根据基坑的土质条件确定垂直开挖或是边坡开挖、无支撑加固或有支撑加固的开挖方法,在施工过程中根据桥址的具体地质条件、基坑深度和土质渗透率等现场因素来确定.

2.3.1土质地基开挖：

如果桥址位于干涸无水河床,地下水位低于基底、地质稳定和桥梁基础不深,在基坑开挖时基坑壁可以不设加固支撑,如果基坑深度大于5m时、当基坑土质不稳定并有地下水渗入,或基坑附近有其他施工相互影响和施工受限基坑壁应加设挡板支撑,必要时采用混凝土护壁.如果基坑开挖至新鲜基岩、微风化或弱风化岩层,也应采用人工机械开挖,必要时采用爆破.在基坑开挖过程中要控制好开挖的量,避免超挖.如果施工时间长遇到暴雨天气,基坑应设置截水沟或排水沟.基坑开挖至设计高程后,应立即开展桥梁基础的下一施工环节,避免基坑长时间暴露,使基坑土质受到扰动或雨水侵泡而削弱其承载能力.

2.3.2水中地基的基坑开挖

如果桥梁墩台基础位于地表水位以下,水流较大的河床,施工条件是无水或水流相对静止时,在基础施工前应先建设围堰,围堰的作用主要是基坑的防水和围水,同时也能够完成支撑施工平台和基坑坑壁的功能.

围堰建设要便于水的排泄,最大限度的减小流水断面,同时不影响河道的通航、导流,围堰内部必须满足基础施工的要求,堰体有足够的强度和稳定性,不至发生围堰破裂或倾覆,围堰建成后其顶部要高出当地最高水位0.7米,用于地下水的围堰也应高出地面0.2-0.4米.围堰防水必须严密,使渗漏降到最小或无渗漏,以减轻排水工作.围堰施工应安排在枯水期间进行.

在围堰的选取上要根据地下水和水流来确定,当水深在1.5m内,流速小于0.5m/s,河床土质渗水较小时可选用土石围堰,堰顶宽度1-2m,围堰外部边坡坡度为1：2-1：3,围堰内部边坡坡度为1：1-1：1.5；当水深在3m内,流速小于1.5m/s,可选用草麻袋围堰,围堰外部边坡坡度为1：0.5-1：1,围堰内部边坡坡度为1：0.2-1：0.5；当水深10-30m且河床为砂类土、粘性土、碎石土或风化岩时选用钢板桩围堰和钢筋混凝土板桩围堰.

2.4基坑排水

为提高桥梁基础的稳定性,基坑一般都比较深,坑底经常会有地下水渗进坑内,或围堰完工后需排堰内积水,这样必须把坑内的水排除,以便施工.基坑排水首先要估算好涌水量,从而选用适当的排水设备和排水方法.

一般情况采用倒流槽与集水坑相结合的排水法,但是基坑内流沙严重土质较差、地下水位较高、挖基较深、坑壁不易稳定时和普通排水方法难以解决的基坑用井点排水法.

2.5基底检验与处理

2.5.1基底检验

基坑施工结束混凝土浇筑前必须对基底进行检验.通过对基底平面位置、尺寸、标高、土质均匀性、地基稳定性及承载力等项目的检验来判定地基的容许承载力、基坑位置与标高是否符合设计要求,以确保基础的强度和稳定性.

2.5.2基底处理

当基底为未风华岩石,在浇筑前要清除杂物洗净岩面,如果岩层倾斜,需将岩层凿成台阶形或水平形.当基底为风化岩层,将岩层表面风化部分凿除；如果基底为软土及承载力很低的地基要进行换土回填真空预压等处理.

2.6基础混凝土浇筑

基础混凝土浇筑必须在无水状态下进行,禁止带水作业,基础边缘应严密隔水；如果是水下部分圬工必须待水泥沙浆或混凝土终凝后才允许浸水.浇筑基础时,应做好与台身、墩身的接缝联结,在接缝处应预埋直径不小于16mm的钢筋或其他铁件,埋入与露出的长度不应小于钢筋直径的20倍.

3.桩基础施工

当桥梁地基荷载较大,地基而上部土层软弱,持力层较深,或是河床冲刷大,采用浅基础施工困难或不够安全,结构对不均匀沉降敏感时,施工水位过高,避免水下施工,或桥址位于地震区时可采用桩基础.

3.1桩基础施工

桩基础施工按施工方法分为沉入桩、钻孔灌注桩、管柱桩等几种.

3.2沉入桩

沉入桩的基桩主要为预制的钢筋混凝土和预应力混凝土桩.截面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种.管桩一般由工厂以离心成型法制成.沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩及静力压桩等.

3.2.1锤击沉桩

锤击沉桩一般适用于基础位于为中密砂类土、粘性土河床上,桩径不大于0.6m,入土深度在40米的基础.锤击沉桩施工前,应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查,确定桩锤、桩帽或送桩与桩中轴线一致,锤击沉桩时,如果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.

3.2.2射水沉桩

射水沉桩施工,一般是射水与锤击相互配合使用,当基础为砂夹卵石层或坚硬土层时,一般以射水为主,锤击或振动为辅；在亚粘土或粘土中,一般以锤击或振动为主,以射水为辅,并应适当控制射水时间和水量；下沉空心桩,一般用单管水.

射水沉桩的施工要点控制水压和桩下沉的速度.施工初期桩身下沉不宜过快,下沉过快易造成射水管嘴堵塞,同时不易控制盒校正桩的方向；当桩沉至8-10米时,桩身稳定后,可逐渐加大水压和锤的冲击动能；沉桩至距设计标高2.0米停止射水,拔出射水管,进行锤击或振动使桩下沉至设计要求标高.

桥梁基础的施工时桥梁建设的关键,同时桥梁基础的施工与桥梁的类型、桥址的地质环境、施工技术等方面有着密切的关系,因此在桥梁基础的施工中要根据这些因素应用不同的施工方法和工艺,来保证桥梁基础施工的质量,保证桥梁的安全运行.