橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討
2015-05-26
0 前言
橋梁基礎(chǔ)的選擇根據(jù)載荷性質(zhì)和大小、地理位置、水文條件、橋體長度、施工難易條件、交通運(yùn)輸條件等綜合決定。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，建筑物的事故將近90%是由于基礎(chǔ)的失敗引起。因此。橋梁基礎(chǔ)的選擇和施工就非常重要了。
1 地基承載力的探討
地基承載力的探討是一個(gè)工程可靠性分析的重點(diǎn)，基礎(chǔ)應(yīng)力的大小，不僅僅隨著上部結(jié)構(gòu)傳來的載荷的方向、大小和性質(zhì)變化，并且隨著地基沉降大小、均勻變化而變化。因此，地基承載力具有眾多不確定性。例如：一，載荷不確定性 載荷主要是又橋體和上部土體自重和結(jié)構(gòu)決定，土體 自重有很小的變異性，上部的結(jié)構(gòu)也根據(jù)情況的改變而可能有巨大的變化。二，測試不確定性 在進(jìn)行巖土工程測試時(shí)，必須要控制初始條件和邊界條件等，操作起來比較困難、復(fù)雜，與真實(shí)情況有可能差別很大，所以，測試的結(jié)果經(jīng)常很難反映實(shí)際情況。三，計(jì)算不確定性 地基載荷的計(jì)算選擇和算法多種多樣，以及不同的人處理數(shù)據(jù)的不同，導(dǎo)致結(jié)果不盡相同。
2 明挖基礎(chǔ)
橋梁基礎(chǔ)一般可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩種。明挖基礎(chǔ)的平面形狀多分為圓形、八角形、圓端形、T形等。為保基礎(chǔ)具有足夠的承載力和基礎(chǔ)底面低于沖刷線和土壤凍結(jié)線，要求明挖基礎(chǔ)應(yīng)具有一定的厚度，并根據(jù)不同地段的特點(diǎn)，進(jìn)行表土、整平等，以便于修建基礎(chǔ)。
2.1 坑壁不加固的基坑
此時(shí)，有放坡開挖和垂直開挖兩種不同的施工，其中，垂直開挖的坑壁應(yīng)該滿足：土質(zhì)的結(jié)構(gòu)均勻，濕度合適，深度一般小于2米。當(dāng)達(dá)到計(jì)劃高度時(shí)，應(yīng)該馬上砌筑基礎(chǔ)。基礎(chǔ)砌筑后，將基坑回填，并將其分層夯實(shí)。
2.2 坑壁加固的基坑
如果基坑比較深，或基坑地址松軟時(shí)應(yīng)該采用坑開挖后護(hù)壁加固的方法施工，加固時(shí)可利用擋板支撐混凝土圍圈護(hù)壁等護(hù)壁。
2.3 匯水井排水
在基礎(chǔ)外圍匯水井時(shí)，使流進(jìn)坑中的水匯入水井，當(dāng)?shù)鼗鶠榧?xì)砂等不易透水的土層時(shí)，涌砂現(xiàn)象就有可能發(fā)生，使地基坍陷、下陷。
2.4 井點(diǎn)降水法
在基坑周圍，打入井點(diǎn)管，把集水管和地面連起來，可以形成抽水系統(tǒng)。橋梁墩臺(tái)通常處于河流、或海峽中，如果基礎(chǔ)底面離河底不深，則在開挖基坑的周邊，先建起一道擋水的圍堰。
3 樁基礎(chǔ)探討
樁基礎(chǔ)是指樁體外壁與其周圍土壤的摩擦力或樁尖的承載力來傳遞力的基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)主要是由承臺(tái)和樁群組成。樁基礎(chǔ)是目前橋梁基礎(chǔ)中最常用的型式之一。如果地基上面土層較較厚時(shí)，地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性通常不容易達(dá)到要求。此時(shí)，用樁基礎(chǔ)是最好的方案。水流較深的江河道上的橋梁一般也應(yīng)用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的每根樁的全部或部分沉入地基內(nèi)，其作用是將墩臺(tái)傳來的力和力矩經(jīng)過上部軟土層傳到深處的地層中。承臺(tái)將外力傳遞給各樁起到箍住樁頂使各樁共同工作的作用。所以樁基礎(chǔ)通常具有高承載力、強(qiáng)穩(wěn)定性、沉降均勻等優(yōu)點(diǎn)。按照成樁的方式不同又可以分為幾種：一、錘擊沉樁，通常適用于黏性土等。因?yàn)殄N擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中，所以樁的直徑徑不能大，入土深度要小于50米。鉆孔樁施工順序是：準(zhǔn)備場地、埋設(shè)護(hù)筒、泥漿制備、鉆孔、鋼筋籠入孔和澆筑水下混凝土等步驟。鉆孔的方法有：沖抓法和沖擊法等。二，反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔，泥漿先流入鉆孔中，并同鉆渣混合。在真空泵抽吸力作用下，混合物進(jìn)入鉆頭的進(jìn)渣口，通過鉆桿內(nèi)腔，泥石泵和出漿控制筏排泄到沉淀池中凈化，以便以后再用。三，爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)施工。首先挖孔成方形或圓形，直徑或者變成通常大于1.2米，不超過3.5米?？咨钔ǔ２怀^15米。挖孔時(shí)應(yīng)該采取孔壁支護(hù)?？變?nèi)爆破應(yīng)采用淺眼爆破，成孔后要馬上澆筑樁身混凝土。四，旋挖鉆施工，適用于地質(zhì)較為單一沒有巖石或的地層。施工范圍控制在樁徑2.2米之內(nèi)，樁長不超過85米。其特點(diǎn)是成本高，但進(jìn)度快。
4 沉井基礎(chǔ)探討
深井是一種形如井筒的無底無蓋的結(jié)構(gòu)物，我最常見的一種橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)施工時(shí)，依靠其自身質(zhì)量，克服井壁模阻力逐步下沉，直至到達(dá)設(shè)計(jì)位置，經(jīng)過混凝土封底，并通過填充井孔后成為墩臺(tái)的基礎(chǔ)。按 照下沉方法，沉井可分為就地下沉、浮運(yùn)兩種形式。一，就地下沉沉井，首先場地必須具備必要的承載力，然后整平場地。二，浮式沉井，通常在人工人工筑島遇到困難時(shí)，就會(huì)應(yīng)用到浮式沉井。它是把沉井做成空體結(jié)構(gòu)或采用其他措施，使其能在水中漂??；可以首先在岸邊做成后，滑入到水中，然后拖運(yùn)至設(shè)計(jì)墩位。三，壓氣沉箱工法（圖1），該方法的原理主要是防止地下水涌入實(shí)現(xiàn)無水挖掘。近年來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人沉箱工法被視為最有前途的工法之一，尤其在大深度基礎(chǔ)施工領(lǐng)域。遙控?zé)o人挖掘沉箱工法，利用安裝在沉箱工作室中挖掘機(jī)的立體攝像機(jī)，拍攝箱內(nèi)土質(zhì)現(xiàn)狀，然后發(fā)回工作指令，進(jìn)行遙控作業(yè)。挖掘作業(yè)結(jié)束后，挖掘機(jī)自動(dòng)收縮進(jìn)入回收架，然后整機(jī)從回收閘自動(dòng)退回到地面。運(yùn)用遙控?zé)o人挖掘沉箱工法，工作人員不受高壓影響，效率顯著提高，安全性好，非常適合深度施工。
5 基礎(chǔ)類型選擇技術(shù)的原則
5.1 橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)選擇
橋梁基礎(chǔ)施工的基礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗某休d力較高或者相當(dāng)高時(shí)，應(yīng)該用平底基礎(chǔ)常用的平底基礎(chǔ)是淺平基、沉井基礎(chǔ)、氣壓沉箱基礎(chǔ)。但當(dāng)土層較厚、其摩阻力可以利用時(shí)，可以用打入樁或鉆孔樁基礎(chǔ)；當(dāng)土層較軟時(shí)，適宜于用鉆孔樁基礎(chǔ)；如果其下的硬層是巖石，則宜于用嵌巖的管柱。對(duì)于這些樁類基礎(chǔ)，若能用高樁承臺(tái)以及斜樁，其工程數(shù)量將有顯著的節(jié)省?，F(xiàn)今只是打入樁可以打斜樁。
5.2 水下基礎(chǔ)類型的選擇
一般根據(jù)：環(huán)境條件；地質(zhì)條件；結(jié)構(gòu)體系及荷重性質(zhì)；水文條件；施工條件等諸因素。并經(jīng)過綜合考慮和反復(fù)論證以后才能加以確定。因?yàn)樗禄A(chǔ)類型不僅關(guān)系到造價(jià)的高低、工期的長短，而且還關(guān)系到施工的難易程度甚至成敗。
6 橋梁基礎(chǔ)施工相關(guān)技術(shù)探討
6.1 支架搭設(shè)
橋梁基礎(chǔ)施工工程中可以用鋼管施工腳手架作為操作平臺(tái)；預(yù)埋墩臺(tái)身鋼筋要保證測設(shè)的墩臺(tái)身的位置十分精確，預(yù)埋后墩臺(tái)身鋼筋的加牢用地錨拉線進(jìn)行固定及找正。
6.2 鋼筋工程
鋼筋工程施工中骨架第一節(jié)人孔以后，用支撐桿固定骨架于井口中心位置，并吊起另外一節(jié)骨架與第一節(jié)骨架相接，用電弧焊對(duì)接頭進(jìn)行焊接。
6.3 提高混凝土的強(qiáng)度
利用添加外加劑的方法可以提高和改善混凝土的技術(shù)特性，通過添加早強(qiáng)劑和減水劑可以增加混凝土早期強(qiáng)度及強(qiáng)度。
7 結(jié)束語
橋梁下部基礎(chǔ)施工是橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要保障，橋梁基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)一般是在天然地貌上，因此，設(shè)計(jì)方案及技術(shù)非常重要，這就要求施工人員根據(jù)前期的勘察選擇所需要的技術(shù)，并充分考慮各種可能的安全因素和各種因素，設(shè)計(jì)出合理的技術(shù)方案。保證橋梁及車輛的正常運(yùn)行。
