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桥梁施工分类和选择方案一.基础工程在桥梁工程中,一般采用的基础有扩大基础、桩基础、沉井基础等(见图1—1)基础的施工措施大体可分类如下:「机械开修旌坑角抗法人工开修整坛浇筑法
七、石城开挖整境浇筑球板桩围堰开挖基坑浇筑诔链市法安动法.一髀力压桩法沉人椎V射水埔副配桩府助配桩法预钻孔辅助玩桩〔近管检注法「人工挖孔桩芨础V[螺旋站机成孔法梏水钻1机或孔球基础冲击钻机成孔法正循环回灌注桃(J-转成反循并回转成\机械成孔Y冲抓钻机成孔秣旋转雉钻孔秣I大直径钻孔埋置空心桩排水开挖下玩法不排水开挖下沉法空气幕下沉法泥浆涧沉舛整础渭套下近法管住基础I地下连续堀析粱基础分类及施工方法
1.扩大基础
③设备故障相对较少,工艺技术成熟,操作简朴,易于掌握;
④有欧I正循环钻机(如日本利根THS—70)可钻倾角10°日勺斜桩;
⑤钻进时,泥浆上返速度低,挟带泥砂颗粒直径较小,排除钻渣能力差,岩土反复破碎现象严重正循环回转法合用于填土层、淤泥层、粉土层和砂土层,也可在卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm日勺部分砂卵砾石层和软质基层、较硬基岩中使用⑸反循环回转法反循环回转是在桩顶处设立比桩径大15%左右的护筒,护筒内的水位要高出自然地下水位2m以上,以保证孔壁的任何部分均保持
0.02MPa以上的静水压力避免孔壁坍塌,然后用旋转钻头持续削孔;与此同步,通过循环水将所削出欧I岩土钻渣由钻杆内部排至孔外其特点是
①有助于大直径桩及长桩日勺施工,最大桩径可达6m;
②施工时的振动和噪声较小;
③由于安附旋转钻头的转台与机架体是分离的,因而能在不便立脚手架的水上或狭窄的场地上进行施工,但临时设施的规模大;
④因钻头不必每次上下排弃钻渣,只要接长钻杆,就可以在深层进行持续钻挖,因此,钻孔效率高,对孔壁损伤小,排渣干净,孔底沉渣较少;
⑤可用于施工上下部直径不同的桩,即能施工变截面桩;采用特殊钻头则可钻挖岩石;
⑥地基中有透水性高日勺夹层、被动水压层时,施工比较困难;如果水压头和泥浆比重等管理不当,将会引起坍孔,且废泥水日勺解决量大;
⑦由于土质不同,钻挖时孔径将比设计桩径扩大10%—20%左右,混凝土的数量将随之增大反循环回转法合用于填土、淤泥、粘土、砂土、砂砾等地层,特别合用于砂土层;不合用于自重湿陷性黄土层,也不适宜用于直径大于20cm的卵石层采用圆锥式钻头可进人软岩,采用滚轮式(牙轮式)钻头可进入硬岩⑹冲抓钻机成孔法冲抓成孔是运用钻机冲抓锥张开的锥瓣向下冲击切入土石中,收紧锥瓣将土石抓入锥中,然后提高出孔外卸去土石,再向孔内冲击抓土,如此循环钻进成孔,孔中泥浆起护壁作用全护筒钻机则是将钢护筒压入到桩底护壁,亦使用冲抓锥钻进冲抓钻机合用于砾类土、粉质土、粘质土、黄土及较松散的砂砾、卵石等土层,不适于在大漂石和岩层中钻孔⑺旋转锥钻孔法此法是用旋转式开挖铲斗去削孔的钻孔桩施工措施其特点是
①施工时的噪声、振动小;
②施工速度快,施工费用一般较其他措施低;
③机械设备简朴且在施工场地内移动以便;
④当开挖深度超过一定限度时,因开挖机械需接长而使其效率大减;
⑤使用膨润土避免孔壁坍塌时,需有膨润土的储存及膨润土泥浆日勺解决设备⑻人工挖孔法是用人力挖土形成桩孔在向下挖进的同步,对孔壁进行支护,以保证施工安全,然后在孔内安放钢筋骨架,灌注混凝土而形成桩基此法可形成大尺寸的桩孔,且桩底可采用扩底的措施以增大桩的支承面积,即所谓扩底桩视桩端土层状况,扩底直径一般为桩身直径的
1.3—
2.5倍人工挖孔法的特点是
①便于检查孔壁和孔底的地层土质状况,能用眼睛直接确认地基;
②施工时的噪声、振动极小;
③便于清底,孔底虚土能清除干净;灌注桩身棍凝土时,人可入孔采用振捣棒捣实,因此施工质量可靠;
④可按施工进度规定分组同步作业,国内因劳力便宜,故人工挖(扩)孔桩造价较低;但因孔内空间狭小,劳动条件差,施工文明限度低,且易发生人身伤亡事故;
⑤涌水量大时,施工操作困难,混凝土用量较大人工挖孔桩合用于无水或少水且较密实的I土或岩石地层,但其孔深不适宜大于15mm3)大直径桩一般觉得,直径
2.5m以上的I桩可称为大直径桩,目前,最大桩径已达6m近年来,大直径桩在桥梁基础中得到广泛应用,构造形式也越来越多样化,除实心桩外,还发展了空心桩;施工措施上不仅有钻孔灌注法尚有预制桩壳钻孔埋置法等根据桩日勺受力特点,大直径桩多做成变截面日勺形式大直径桩与一般桩在施工上日勺区别上要反映在钻机选型、钻孔泥浆及施工工艺等方面
3.沉井基础沉井基础是一种断面和刚度均比桩大得多的简状构造,施工时在现场反复交替进行构筑和开挖井内土方,使之沉落到预定支承地基上在岸滩或浅水中建造沉井时,可采用“筑岛法”施工;在深水中建造时,则可采用浮式沉井,先将其浮运至预定位置,再进行下沉施工按材料、形状和用途的不同,可将沉井提成诸多种类型,但多种沉井基础有如下日勺共同特点⑴功沉井基础的合适下沉深度一般为10m—40m;⑵与其他基础形式相比,沉井基础的抗水平力作用能力及竖直支承力均较大,由于刚度大,其变位较小沉井基础施工的难点在于沉井时下沉,重要是通过从井孔内除土,清除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后,依托其自重下沉;沉井下沉的I措施可分为排水开挖下沉和不排水开挖下沉,但其基本施工措施应为不排水开挖下沉,只有在稳定的上层中,并且渗水量不大时,才采用排水开挖法下沉;此外尚有压重、高压射水、炮震(必要时)、减少井内水位减少浮力以增长沉井自重、采用泥浆润滑套或空气幕等某些沉井下沉的辅助施工措施
4.管柱基础管柱基础因其施工的措施和工艺相对来说较复杂,所需的机械设备也较多,一般的桥梁很少采用这种形式的基础,仅当桥址处的水文地质条件十分复杂,应用一般的J基础施工措施不能奏效时,方采用这种基础形式因此,对于大型的深水或海中基础,特别是深水岩面不平、流速大的地方,采用管柱基础是比较合适的我国日勺武汉、南京长江大桥和乌龙江大桥都曾采用过这种基础管柱基础的施工一般涉及管柱预制、围笼拼装浮运和下沉定位、下沉管桩、在管柱底基岩上钻孔、在管柱内安放钢筋笼并灌注水下混凝土等内容管柱有钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土和钢管三种,其下沉与前述的沉入桩类似,大多采用振动法并辅以射水、吸泥等措施管柱下沉必须要有导向装置,浅水时可用导向架,深水中则用整体围笼
5.地下持续墙地下持续墙Cast sitediaphragms wa是用膨润土泥浆进行护壁,在避免开挖壁面坍塌的同步在设计位置开挖出一条狭长端圆的深槽,然后将钢筋骨架放入槽内并灌注水下混凝土,从而在地下形成持续墙体的I一种基础形式目前国内还多用于临时支挡设施,国外已有作为永久基础的实例地下持续墙有墙式和排柱式之分,但一般多用墙式地下持续墙的特点有⑴施工时的噪声、振动小;⑵墙体刚度大且截水性能优秀,对周边地基无扰动;⑶所获得日勺支承力大,可用作刚性基础,对墙体进行合适日勺组合后可用以替代桩基础和沉井基础;⑷可用于逆筑法施工,并合用于多种地基条件;⑸在挖槽时因采用泥浆护壁,如管理不当,有槽壁坍塌的问题地下持续墙的施工措施种类甚多,根据机械类型和开挖措施可分为抓斗式、冲击式和旋转切削式三类
(二)承台位于旱地、浅水河中采用上石筑岛施工桩基的桥梁,其承台的施工措施与扩大基础的施工措施相类似,可采用明挖基坑、简易板桩围堰后开挖基坑等措施进行施工对深水中日勺承台,可供选择日勺施工措施一般有钢板桩围堰、钢管桩围堰、双壁钢围堰及套箱围堰等不管何种围堰,其目的都是为了止水,以实现承台日勺干处施工钢板桩和钢管桩围堰事实上是同一类型的围堰形式,只但是所用材料不同;双壁钢围堰一般是将桩基和承台时施工一并考虑,即先在堰顶设钻孔平台,桩基施工结束后拆除平台,在堰内进行承台施工;套箱现多采用钢材制作,分有底和无底两种类型,根据受力状况不同又可设计成单壁或双壁
(三)墩(台)身墩(台)身的施工措施根据其构造形式的不同而各异对构造形式较简朴、高度不大的中、小桥墩(台)身,一般采用老式的措施,立模(一次或几次)现浇施工;但对高墩及斜拉桥、悬索桥日勺索塔,则有较多时可供选择的措施而施工措施的多样化重要反映在模板构造形式的不同近年来,滑升模板、爬升模板和翻升模板等在高墩及索塔上应用较多,其共同的特点是将墩身提成若干节段,从下至上逐段进行施工采用滑升模板(简称滑模)施工,对构造物外形尺寸日勺控制较精确,施工进度平稳,安全,机械化限度较高,但因多采用液压装置实现滑升,故成本较高,所需的机具设备亦较多;爬升模板(简称爬模)一般要在模板外侧设立爬架,因此这种模板相对而言需耗用较多的材料,体积亦较庞大,但不需设此外的提高设备;翻升模板(简称翻模)构造较简朴,施工亦较以便,但是需设专门用于提高时起吊设备高墩的施工,应根据现场的实际状况,进行综合比较后来选择合适的施工方案中、小桥中,有的设计为石砌墩(台)身,其施工工艺虽较简朴,但必须严格控制砌石工程的I质量
二、桥梁上部构造桥梁上部构造的形式是多种多样的,其施工措施的种类也较多,但除某些比较特殊的施工措施之外,大体可分为预制安装和现浇两大类现将常用日勺某些施工措施(见图1—2)日勺特点和合用性分述如下:自行式吊,-吊装跨境龙门安装架桥机安装扒杆吊装浮吊架设浮运整孔架设缆索吊装提升施JL方法V I逐孔拼装也曾拼装1国定支架法
一、一连孔现浇‘法、〜屋皆浇笈;法、项推然体汰.劲性骨架法图1-2桥梁上部结构施工力.法
(一)预制安装法预制安装可分为预制梁安装和预制节段式块件拼装两种类型前者重要指装配式的简支梁板,如空心板梁T形梁、I形梁及小跨径箱梁等的安装,尔后进行横向联结或施工桥面板而使之成为桥梁整体;后者则将梁体(一般为箱梁)沿桥轴向分段预制成节段式块件,运至现场进行拼装,其拼装措施一般多采用悬臂法持续梁、T构、刚构和斜拉桥都可应用这种措施进行施工
1.自行式吊车吊装法这种吊装法多采用汽车吊、履带吊和轮胎吊等机械,有单吊和双吊之分此法一般合用于跨径在30m以内的简支梁板的安装作业在现场吊装孔跨内或引道上应有足够设立吊车的场地,同步应保证运梁道路的畅通,吊车的选定应充足考虑梁体日勺重量和作业半径后方可决定
2.跨墩龙门安装法在墩台两侧顺桥向设立轨道,在其上安顿跨墩的龙门吊,将梁体在吊起状态下运至架设地点而安装在预定位置此法一般可将梁的预制场地安排在桥头引道,以缩短运梁距离其长处是施工作业简朴、迅速,可迅速施工,容易保证施工安全;但规定架设地点时地形应平坦且良好,梁体应能沿顺桥向搬运,桥墩不能太高因设备的费用较大,架设安装的孔跨数不能太少
3.架桥机安装法这是预制梁的典型架设安装措施在孔跨内设立安装导梁,以此作为支承梁来架设梁体,这种作为支承梁的安装梁构造称为架桥机目前架桥机的种类甚多,有专用的架桥机设备,也有施工者应用常备构件(万能杆件和贝雷柑片等)自行拼装而成的按形式日勺不同,架桥机又可分为单导梁、双导梁、斜拉式和悬吊式等等悬臂拼装和逐跨拼装的节段式桥梁也常常采用专用的架桥机设备进行施工其特点是不受架设孔跨的桥墩高度影响,亦不受梁下条件的影响;架设速度快,作业安全度高,对于跨数较多时长大桥梁更具优越性
4.扒杆吊装法扒杆吊装是一种较原始但简朴易行的措施,对某些重量轻的小型构件比较合适,目前已很少采用但近年国内亦有采用扒杆吊装大跨径330m桁式拱的经验,单件吊装最大重量达200t.
5.浮吊架设法这种措施一般合用于河口、海上长大桥梁的架设安装,涉及整孔架设和节段式块件的悬臂拼装采用此法工期较短,但梁体的补强、运船的补强及电船、大型吊具、架设用的卡具等设备均较大型化,浮吊所需费用较高,且易受气象、海象和地理条件的I影响梁体安装就位时,浮力的减少会引起浮吊和电船移动,随着而来的是会使梁体摇动,因此应充足考虑其倾覆问题
6.浮运整孔架设法是将梁体用京船载运至架设地点后进行架设安装的措施,可采用两种方式第一种方式是用两套卷扬机或液压千斤顶装置组合提高吊装就位;第二种方式是运用电船的吃水落差将整孔梁体安装就位
7.缆索吊装法当桥址为深谷、急流等桥下净空不能运用时,在桥台上或桥台后方设立钢塔架,塔架上悬挂缆索,以此缆索作为承重索进行架设安装的施工措施缆索吊装法较多地应用于拱桥的拼装施工,有直吊式和斜拉式之分梁式桥及其他桥型亦有采用此法施工的缆索吊装法比其他措施的架设机械庞大且工期长,采用前应对其经济性进行充足分析所谓扩大基础,是将墩台及上部构造传来的荷载由其直接传递至较浅日勺支承地基日勺一种基础形式,一般采用明挖基坑的措施进行施工,故又称之为明挖扩大基础或浅基础其重要特点是1由于能在现场用眼睛确认支承地基日勺状况下进行施工,因而其施工质量可靠;2施工时的噪声、振动和对地下污染等建设公害较小;3与其他类型的基础相比,施工所需日勺操作空间较小;4在多数状况下,比其他类型的基础造价省、工期短;5易受冻胀和冲刷产生的恶劣影响扩大基础施工时顺序是开挖基坑,对基底进行解决本地基的承载力不满足设计规定期,需对地基进行加固,然后砌筑坛工或立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土其中,开挖基坑是施工中的一项重要工作,而在开挖过程中,必须解决挡土与止水的问题当土质坚硬时,对基坑的坑壁可不进行支护,仅按一定坡度规定进行开挖在采用土、石围堰或土质疏松的状况下,一般应对开挖后的基坑坑壁进行支护加固,以避免坑壁坍塌o支护的措施有挡板支护加固、混凝土及喷射混凝土加固等扩大基础施工的难易限度与地下水解决的难易有关本地下水位高于基础的设计底面标高时,施工时则须采用止水措施,如打钢板桩或考虑采用集水坑用水泵排水、深井排水及井点法等使地下水位减少至开挖面如下,以使开挖工作能在干燥的I状态下进行还可采用化学灌浆法及围幕法涉及冻结法、硅化法、水泥灌浆法和沥青灌浆法等进
8.提高法提高法有两种形式一是采用卷扬机装置进行提高,较合用于节段式悬臂拼装的桥梁;另一种是采用液压式千斤顶装置进行持续提高,较合用于重型梁体的架设安装
9.逐孔拼装法逐孔拼装法一般合用于节段式预应力混凝土持续梁的施工在施工的I孔跨内搭设落地式支架或采用悬吊式支架,将节段预制块件按顺序吊放在支架上,然后在预留孔道内穿入预应力筋,对梁施加预应力使其成为整体,这种措施形象的通俗名称为“穿搪葫芦”
10.悬臂拼装法悬臂拼装法现多用于预应力混凝土梁体的施工,其他类型的桥梁亦可选用这是一种将梁体分节段预制,墩顶附近的块件用其他架设机械安装或现浇,然后以桥墩为对称点,将预制块件沿桥跨方向对称起吊、安装就位后,张拉预应力筋,使悬臂不断接长,直至合拢的施工措施悬臂拼装法施工速度快,桥梁上、下部构造可平行作业,预制块件的施工质量易控制,但预制节段所需的场地较大,且拼装精度在大跨桥梁的施工中规定较高,因此此法可在跨径100m—200m左右日勺大桥中选用这种施工措施可不用或少用支架,施工时不影响通航或桥下交通,宜在跨深水、山沟和海上进行施工,并合用于变截面预应力混凝土梁桥悬臂拼装可用的机具设备较多,有移动式吊车、移动桁式吊、缆索吊、汽车吊和浮吊等,可根据不同的桥梁构造和地形条件进行选择
(二)现浇法
1.固定支架法这是在桥跨间设立支架,安装模板,绑扎钢筋,现场浇筑混凝土的施工措施,特别合用于旱地上的I钢筋混凝土和预应力混凝土中小跨径持续梁桥的施工支架按其构造的不同可分为满布式、柱式、梁式和梁柱式几种类型,所用材料有门式支架、扣件式支架、碗扣式支架、贝雷桁片、万能杆件及多种型钢组合构件等在这种施工法中,支架虽为临时构造,但施工中需承受梁体的大部分恒重,因此必须有足够的强度和刚度,同步支架欧I地基要可靠,必要时需对地基进行加固解决;固定支架法施工的特点是梁的整体性好,施工平稳、可靠,不需大型起重设备;施工中无体系转换的问题;需要大量施工支架,并需要有较大的施工场地
2.逐孔现浇法1)在支架上逐孔现浇施工这是一种与前述的固定支架法相类似的施工措施,其区别在于逐孔现浇施工仅在梁的一孔(或二孔)间设立支架,完毕后将支架整体转移到下一孔进行持续施工,因此这种措施可仅用一孔(或二孔)的支架和模板周转使用,所需施工费用较少支架可用落地式、梁式和落地移动式落地式支架多用于早地桥梁或桥墩较低的状况;梁式支架的承重梁则可支承在位于桥墩承台的立柱上或锚固于桥墩的横梁上;落地移动式支架可在地面设立轨道,支架在轨道上(或其他滑动、滚动装置上)进行转移逐孔现浇施工时接头一般设在距桥墩中心约L/5弯矩较小日勺部位,这种施工措施合用于中小跨径及构造构造比较简朴的预应力混凝土桥梁2)移动模架逐孔现浇施工这种措施是使用不着地移动式的支架和装配式的模板进行持续地逐孔现浇施工此法自50年代末开始使用以来,得到了较广泛的应用,特别对于多跨长桥如高架桥、海湾桥,使用十分以便,施工迅速,安全可靠,机械化限度高,节省劳力,减轻劳动强度,少占施工场地,不会受桥下多种条件的影响,能周期循环施工,同步也合用于弯、坡、斜桥但因其模架设备的I投资较大,拼装与拆除都较复杂,因此此法,一般合用于跨径20m—50m日勺预应力混凝上持续梁桥施工,且桥长至少应在500m以上移动模架可分为在梁下以支架梁等支承梁体重量的活动模架(支承式)和在桥面上设立的主梁支承梁重的移动悬吊模架两种形式
3.悬臂浇筑法这种措施最常用的是采用挂篮悬臂浇筑施工,在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土、待混凝土达到一定强度后张拉预应力筋,移动挂篮继续进行施工,使悬臂不断接长,直至合拢、挂篮悬臂浇筑施工是1959年一方面由前联邦德国迪维达克公司发明和使用,因此又称迪维达克施工法挂篮的构造形式诸多,一般由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台几部分构成,挂篮的功能是支承梁段模板,调节位置,吊运材料机具,浇筑棍凝土,拆模和在挂蓝上进行预应力张拉工作挂篮除强度应保证安全可靠外,还规定造价省,节省材料,操作使用以便,变形小,稳定性好,装拆移动灵活和施工速度快等悬臂浇筑施工不需在跨间设立支架,使用少量施工机具设备,便可以很以便地跨越深谷和河流,合用于大跨径持续梁桥的施工同步根据施工受力特点,悬臂施工一般宜在变截面梁中使用
4.顶推法顶推施工是在桥台的后方设立施工场地,分节段浇筑梁体,并用纵向预应力筋将浇筑节段与已完毕的梁体联成整体.在梁体前端安装长度为顶推跨径
0.7倍左右的钢导梁,然后通过水平千万项施力,将梁体向前方顶推出施工场地,反复这些工序即可完毕所有梁体的施工顶推法最早是1959年在奥地利的阿格尔桥上使用日勺,其特点是由于作业场合限定在一定范畴内,可设立制作顶棚而使施工不受天气影响,全天候施工持续梁日勺顶推跨径以30m-50m左右最为经济有利,若竣工跨径大于此值,则需有临时墩等辅助手段逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土持续梁桥中使用,也可在结合梁和斜拉桥的主梁上使用用顶推法施工,设备简朴,施工平稳,噪声低,施工质量好,可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有竖曲线的桥和坡桥上采用顶推施工的措施依顶推施力的措施可分为单点顶推和多点顶推两种
(三)转体施工法转体法多用于拱桥日勺施工,亦可用于斜拉桥和刚构桥这种施工法是在岸边立支架(或运用地形)预制半跨桥梁的上部构造,然后借助上、下转轴偏心值产生日勺分力使两岸半跨桥梁上部构造向桥跨转动,用风缆控制其转速,最后就位合拢该法最合用于峡谷、水深流急、通航河道和跨线桥等地形特殊的状况,具有工艺简朴,操作安全,所需设备少,成本低,速度快等特点转体法分平转和竖转两种施工措施,施工中又分为有平衡重和无平衡重两种方式
(四)劲性骨架法以钢骨架作为拱圈的劲性拱架,采用现浇混凝土包裹骨架,最后形成钢筋混凝土拱桥这种埋入式拱架法国内有施工实例,国外称为“米兰拱”,骨架可采用型钢或钢管等材料制作
三、桥梁施工措施的选择原则施工措施的分类乃是一种权宜的措施,在实际施工中不太也许仅采用分类中某一种施工措施,多数状况下是将几种措施组合起来应用的另一方面,桥梁的施工措施诸多,本手册不也许所有包罗,虽然在同一种措施中也有不同的状况,所需的机具、劳力、施工的环节和施工期限也不同样,因此,在拟定桥梁施工措施时应根据桥梁的I设计规定,施工日勺现场、环境、设备和经验等多种因素综合分析考虑,以合理选择最佳聆I施工措施选择桥梁施工措施时应考虑的重要因素有如下几点
1.桥梁的构造形式和规模;
2.桥位处的地形、自然环境和社会环境;
3.施工机械和施工管理的制约;
4.以往的施工经验;
5.安全性和经济性等行止水或排水,但扩大基础日勺多种施工措施均有各自特有的制约条件,因此在选择时应特别注意
2.桩基础桩是进一步土层的柱形构件,其作用是将作用于桩顶以上的荷载传递到土体中的较深处根据不同状况,桩可以有不同的分类法本手册按成桩措施对桩进行分类,并分别论述其不同的施工措施和工艺1沉入桩沉入桩是将预制桩用锤击打或振动法沉入地层至设计规定标高预制桩涉及木桩、混凝土桩和钢桩,一般有如下特点
①因是在预制场内制造,故桩身质量易于控制,可靠;
②沉入时的施工工序简朴,工效高,能保证质量;
③易于在水上施工;
④多数状况下施工噪声和振功的公害大,污染环境;
⑤受运送、起吊设备能力等条件的I限制,其单节预制桩的长度不能过长;沉入长桩时要在现场接桩;桩的接头施工复杂、麻烦且易浮现构造上的弱点;接桩后如果不能保证全桩长的垂直度,则将减少桩的承载能力,甚至在沉入时导致断桩;
⑥不易穿透较厚的坚硬地层;当坚硬地层下仍存在较弱层,设计规定桩必须穿过时,则需辅以其他施工措施,如射水或预钻孔等;
⑦当沉入地基的桩超长时,需截除其超长部分,截桩不仅较困难,且不经济1锤击沉桩法锤击沉桩是以桩锤(落锤、柴油锤、气动锤、液压锤等)锤击预制桩的桩头而将桩沉入地下土层中的施工措施锤击沉桩法的特点
①锤击沉桩是在桩将士向外侧推挤的同步而贯入欧I施工措施,桩周边的土被挤压,因此增大了桩与土接触面之间的摩擦力;
②由于沉桩时会产生较大的噪声和振动,在人口稠密的地方一般不适宜米用;
③多种桩锤的施工效果在某种限度下受地层、地质、桩重和桩长等条件的限制,因此需注意选用锤击法沉桩的施工机械涉及桩锤、桩架、动力装置、送桩杆(替打)及衬垫等,应按工程地质条件、现场环境、工程规模、桩型特性、桩密集度、工期、动力供应等多种因素来选择
(2)振动沉桩法振动法沉桩是采用振动沉桩机(振动锤)将桩沉入地层的施工措施振动法的特点为
①操作简便,沉桩效率高;
②施工速度快,工期短,费用省;
③不需辅助设备,管理以便,施工适应性强;
④沉桩时桩日勺横向位移和变形小,不易损坏桩;
⑤虽有振动,但噪声较小,软弱地基中入土迅速、无公害;@因振动锤的I构造较复杂,故维修较困难,设备使用寿命较短,耗电量大,需要大型供电设备;
⑦地基受振动影响大,遇到坚硬地基时穿透困难,且受振动锤效率限制,较难沉人30m以上日勺长桩振动沉桩法一般可应用于松软地基中的木桩、钢筋混凝土桩、钢桩、组合桩日勺陆上、水上、平台上的I直桩施工及拔桩施工;一般不合用于硬粘土和砂砾土地基3静力压桩法静力压桩法系借助专用桩架自重、配重或构造物自重,通过压梁或压柱将整个桩架自重、配重或构造物反力,以卷扬机滑轮组或电动油泵液压方式施加在桩顶或桩身上,当施加给桩日勺静压力与桩的人入土阻力达到动态平衡时,桩在自重和静压力作用下逐渐沉入地基土中静力服桩法的特点是
①施工时无冲击力,产生日勺噪声和振动较小,施工应力小,可减少打桩振动对地基的影响;
②桩顶不易损坏,不易产生偏心沉桩,梢度较高;
③能在施工中测定沉桩阻力为设计施工提供参数,并预估和验证桩的承载能力;
④由于专用桩架设备的高度和压桩能力受到一定限制,较难压人30m如下时长桩,但可通过接桩,分节压入;
⑤机械设备的拼装和移动耗时较多静力压桩法一般应用于高压缩性粘上层或砂性较轻的软粘土地基当桩需要穿过有一定厚度的I砂性土中间夹层时,必须根据砂性上层的厚度、密实度、上下土层日勺力学指标,桩日勺构造、强度、形式或设备能力等综合考虑其合用性静力法压桩按加力方式可分为压桩机(压桩架、压桩车、压桩船)施工法、吊载压力施工法、构造自重压力施工法等⑷辅助沉桩法
①射水辅助沉桩射水沉桩是运用在桩尖处设立冲射管喷出高压水,冲刷桩尖处的I土体,在桩尖周边地基松动、摩擦阻力减少的同步,使桩受自重以及锤击、振动、静压等作用而下沉的施工措施这种施工措施只能作为锤击、振动和静力沉桩的辅助手段,而不容许单独使用其特点是不易损伤桩材,沉桩效率高;施工时的I噪声和振动极小;由于射水破坏了桩周上的构造,桩在下沉时易发生偏斜;消耗大量的水,易产生泥浆污染公害,只宜在特殊条件下使用射水辅助沉桩法对粘性土、砂性土地基都可合用,但更合用于细砂地基
②预钻孔辅助沉桩预钻孔辅助沉桩,是预先在桩位进行钻孔取土,然后以锤击、振动、静压等法沉桩的一种施工措施重要用于软土层的地基,可分为全钻孔和局部钻孔沉桩法两类其特点是施工中日勺噪声和振动小,并可减少对桩区邻近构造物的危害,但施工费用约增大10%—20%⑸沉管灌注法沉管灌注法是采用锤击或振动法将钢管沉入土内,然后在管内灌注混凝上,随灌随拔管而形成桩的一种施工措施、其特点是设备简朴、施工以便、操作简易、施工速度快、工期短、造价低、随处质条件变化适应性强但由于桩管口径的限制,影响单桩承载力,且施工的振动大,噪声高这种措施合用于粘质上、砂类十和小粒径中密的碎石土地层尚有一种称为锤底沉管欧I施工措施,是将用薄钢板焊接成封底的钢管,在管底部浇半干硬性的混凝土形成柱塞,然后用落锤击打管底部的柱塞,使钢管沉入地基,并在钢管内灌注棍凝土而成桩,此法的特点是由于管顶不受锤的直接冲击,使得钢管不承受压屈力而仅受拉力,因此可采用很薄的钢板卷制成焊接管以节省钢材,这种施工措施国外已广泛使用2灌注桩灌注桩,是在现场采用钻孔机械或人工将地层钻挖成预定孔径和深度的孔后,将预制成一定形状的钢筋骨架放入孔内,然后在孔内灌入流动的混凝土而形成桩基水下混凝土多采用垂直导管法灌注灌注桩特点是
①与沉入桩中的锤击法和振动法相比,施工噪声和振动要小得多;
②能修建比预制桩的直径大得多的桩;
③与地基的土质无关,在多种地基上均可使用;
④施工上应特别注意对钻孔时的孔壁坍塌及桩尖处地基的流砂、孔底沉淀等的解决,施工质量的好坏对桩的承载力影响很大;
⑤因混凝土是在泥水中灌注区J,因此滋凝土质量较难控制灌注桩因成孔日勺机械小同而一般有如下几种成孔施工措施⑴螺旋钻机成孔法此法运用长螺旋或短螺旋钻机成孔,不采用任何护壁措施这种施工法基本没有噪声和振动的污染因不采用护壁措施,仅合用于无地下水的地层,且桩长有一定限度;螺旋钻孔机一般不能穿过卵石、砾石地层⑵潜水钻机成孔法采用潜水钻机钻进成孔,钻孔作业时,钻机主轴连同钻头一起潜入水中,由轴底动力直接带动钻头钻进其特点有
①潜水钻设备简朴,体积小,重量轻,施工转移以便;
②钻进时无噪声,整机钻进时无振动;
③耗用动力小,钻孔效率较高;
④可采用正、反循环两种方式排渣,如果循环泥浆不间断,孔壁不易坍塌,但采用反循环排渣时,土中若有大石块,容易卡管;
⑤因钻孔需泥浆护壁,施工场地泥节,需设立沉淀池和解决排放的泥浆潜水钻机成孔合用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层,也可在强风化基岩中使用,特别合用在地下水位较高日勺上层中成孔,但不适宜用于碎石土层⑶冲击钻机成孔法此法是采用冲击式钻机或卷扬机带动,定重量日勺冲击钻头,在一定的高度内将钻头提高,然后突放使钻头自由降落,运用冲击功能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,再用掏涟简或其他措施将钻渣岩屑排出其特点有
①设备简朴,操作以便,钻进参数容易掌握,设备移动以便,机械故障少;
②在具有较大卵砾石层、漂砾石层中施工,成孔效率较高;
③钻进时孔内泥浆一般不是循环的,只起悬浮钻渣和保持孔壁稳定作用,泥浆用量少,消耗小;
④容易浮现孔斜、卡钻和掉钻等事故及成孔不圆的状况冲击钻机成孔合用于填土层、粘下土层、粉上土层、淤泥层、砂土层和碎石土层,也合用于砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的地层施工⑷正循环回转法此法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,钻进时用泥浆护壁、排渣泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后,经钻头时出浆口射出,带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的I环状空间上升到孔口溢进沉淀池后返回泥浆池中净化,再供使用这样,泥浆在泥浆泵、钻杆、钻孔和泥浆池之间反复循环运营此法特点是
①设备简朴,在不少场合可直接或稍加改善借用地质岩心钻探设备或水文水井钻探设备,工程费用较低;
②钻机小,重量轻,狭窄场地也能使用,且噪声低,振动小;。