橋梁基礎(chǔ)施工工藝研究

1、<p>　　橋梁基礎(chǔ)施工工藝研究</p><p>　　摘要：本文首先闡述了當(dāng)前水上基礎(chǔ)施工的主要工藝分類，然后對不同水文地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)施工工藝從淺水和深水兩方面進(jìn)行了分析探討，具有較強(qiáng)的意義和價值，供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)；施工工藝；選擇 </p><p>　　中圖分類號：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p&

2、gt;<p>　　影響橋梁施工的因素頗多，氣象、環(huán)境、水文、地質(zhì)、工程造價、人員、設(shè)備及工期等都有一定影響，不同的條件下會選擇不同的施工工藝，只有將以上這些因素進(jìn)行綜合比較權(quán)衡，才能做出正確的決定，根據(jù)現(xiàn)有條件確定最適宜的施工方法。在一定的人員和技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于特定的氣象、環(huán)境、水文及地質(zhì)等自然條件，水文及地質(zhì)條件成為決定施工工藝的最關(guān)鍵因素。 </p><p>　　1 當(dāng)前水上基礎(chǔ)施工的主要工藝

3、分類 </p><p>　　水上沉井施工的工藝比較單一，這里主要談橋梁水上鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工時的可選擇工藝。 </p><p>　　1.1 筑島圍堰（土圍堰） </p><p>　　當(dāng)基礎(chǔ)墩位于山區(qū)河流岸邊淺灘區(qū)時，一般可考慮采用筑島（即土圍堰）的方式進(jìn)行施工，即在墩位周圍采用棄土或棄石等填筑島嶼，島嶼頂面露出水面使之形成施工操作界面，通過在人工島上下放鋼護(hù)筒鉆孔、

4、澆注混凝土成樁，然后大開挖筑島至承臺底，安裝承臺模板，最后排水進(jìn)行承臺干施工。 </p><p><b>　　1.2 鋼圍堰 </b></p><p>　　通常指的鋼圍堰均為無底形式的鋼圍堰，有底的鋼圍堰在工程上一般稱為鋼吊箱（也稱鋼套箱）。鋼圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工中的主要作用是擋水，即給承臺施工制造無水的干環(huán)境，并兼做承臺的外模板。 </p><p&

5、gt;　　鋼圍堰通常有兩種主要的形式：一是雙壁鋼圍堰，二是單壁鋼圍堰。 雙壁鋼圍堰在水上可自浮、分塊分節(jié)接高，通過往夾壁內(nèi)注水可下沉，抽水可上浮，適用于深水基礎(chǔ)施工。鉆孔樁雙壁鋼圍堰按工藝順序分為兩種類型：即先下圍堰后鉆孔成樁方案和先鉆孔成樁后下圍堰方案。 </p><p>　　大多數(shù)情況下，雙壁鋼圍堰均采用先下圍堰后鉆孔成樁方案進(jìn)行施工。 在強(qiáng)涌潮水域的低樁承臺，一般采用先鉆孔成樁后下圍堰方案，因為強(qiáng)涌下鋼圍堰

6、迎水阻力很大，定位船和導(dǎo)向船無法穩(wěn)固先下的圍堰，解決的辦法是先成樁，依靠強(qiáng)度極大的樁基來穩(wěn)固圍堰。 </p><p>　　對于單壁鋼圍堰，通常也有兩種常見的形式：一是鋼板樁圍堰，二是由模板拼接成的普通單壁鋼圍堰。因為是單壁結(jié)構(gòu)，承壓能力較雙壁鋼圍堰低，適用于水深不太深、水壓不太大的情況下使用。對于鋼板樁圍堰，一般采取先下圍堰后成樁的施工方式，適用于深厚砂層的地質(zhì)條件下使用，對于模板拼接成的普通單壁鋼圍堰，一般采取

7、先成樁后下圍堰的施工方式，主要應(yīng)用于山區(qū)河流施工。 </p><p>　　單壁鋼圍堰使用時一般跟鋼管樁鉆孔平臺配合使用。 </p><p>　　1.3 雙壁鋼吊（套）箱 </p><p>　　對于深水高樁承臺，施工中通常用鋼吊箱（也稱鋼套箱），鋼吊箱實質(zhì)上是一種帶有底板的雙壁鋼圍堰。單壁鋼圍堰因自身剛度較小，通常不會做成吊箱的形式。 </p><

8、p>　　鋼吊箱施工前，一般先搭設(shè)鉆孔平臺進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，鋼吊箱底板一般吊在鋼護(hù)筒側(cè)壁或者鉆孔平臺上承受封底混凝土重力，故常稱吊箱，鋼吊箱底板開得有孔，開孔套過鋼護(hù)筒，故也有人稱其為鋼套箱。 </p><p>　　2 不同水文地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)施工工藝選擇 </p><p>　　2.1 淺水基礎(chǔ)施工方案選擇 </p><p>　　淺水基礎(chǔ)一般都使用樁基礎(chǔ)，淺水

9、基礎(chǔ)一般在以下兩種情況下出現(xiàn)：一是小河（溝）的橋梁基礎(chǔ)，二是大河岸邊淺灘區(qū)的橋梁基礎(chǔ)。 </p><p>　　位于山區(qū)小河（溝）的橋梁淺水基礎(chǔ)，小河一般水淺，流速一般不大，當(dāng)基礎(chǔ)位于河中央時，施工中一般采用“鋼棧橋+鉆孔平臺+單壁鋼圍堰”的形式進(jìn)行施工，具體做法如下： </p><p>　　先搭設(shè)通往墩位處的鋼棧橋及鉆孔平臺，鋼棧橋和鉆孔平臺一般需連接成整體增大自身剛性，然后通過鉆孔平臺下

10、鋼護(hù)筒鉆孔，成樁后拔出承臺區(qū)鉆孔平臺鋼管樁，再下單壁鋼圍堰并封底施工，圍堰抽水后進(jìn)行承臺干施工。 </p><p>　　位于山區(qū)岸邊淺灘區(qū)的淺水基礎(chǔ)，因水深較淺，施工中通常采用筑島圍堰的方式進(jìn)行施工，筑島圍堰省掉了大量鋼結(jié)構(gòu)，施工中也無需大量機(jī)械設(shè)備，經(jīng)濟(jì)省，速度快，是岸邊淺灘區(qū)最經(jīng)濟(jì)合理的圍堰形式。 </p><p>　　對于沖積平原地區(qū)的岸邊淺水基礎(chǔ)施工，一般采取鋼板樁圍堰而不采用筑島

11、圍堰。因平原地區(qū)缺乏土石材料，若采用筑島圍堰，只能采用砂層進(jìn)行筑島，承臺施工大開挖時，砂層透水嚴(yán)重，極易坍塌造成安全事故，打入鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，既避免了坍塌事故，又能防水，是深厚砂層地質(zhì)條件下淺水基礎(chǔ)最理想的支護(hù)方式。 </p><p>　　2.2 深水基礎(chǔ)施工方案選擇 </p><p>　　深水基礎(chǔ)施工工藝一般較復(fù)雜，不同的水文、地質(zhì)、工期條件下采用的工藝均有較大差別，本節(jié)所說的方案選擇僅

12、為一般情況下的方案選擇。 </p><p><b>　?。?）超深水施工 </b></p><p>　　一般來講，超深水高樁承臺施工原則上應(yīng)選擇有底的雙壁鋼吊箱方案，低樁承臺施工可選擇無底的雙壁鋼圍堰方案。 </p><p>　　另外，大高差巖面地質(zhì)情況下，盡量避免使用鋼圍堰，因為是隱蔽工程，設(shè)計的圍堰異形刃腳跟河床實際地形完全吻合非常困難，若

13、吻合不好，將導(dǎo)致圍堰刃腳封堵困難。 </p><p>　　承臺底距離河床太近的高樁承臺，可選擇鋼圍堰而不選擇鋼吊箱，主要原因是兩個：一是鋼吊箱底板拆除困難，二是鋼吊箱增加鋼材太多成本增大。 在大流速、淺覆蓋層，搭設(shè)鉆孔施工平臺有巨大困難的情況下，如工期充裕，可以考慮鋼圍堰施工方案，此種情況下鋼圍堰方案風(fēng)險小。 </p><p>　　在深厚覆蓋層的高樁承臺中，鉆孔平臺相對容易搭設(shè)，一般考慮鋼

14、吊箱方案。 </p><p>　　在深水、大流速、深厚覆蓋層條件下，因鋼管樁自身柔度大、懸臂長，可能會折斷，可以考慮采用剛度極大的鋼護(hù)筒代替鋼管樁直接作為承重結(jié)構(gòu)搭設(shè)鉆孔施工平臺。 </p><p>　　超深水條件下，雙壁鋼圍堰方案跟雙壁鋼吊箱相比較，各自有以下優(yōu)缺點(diǎn) ： </p><p>　?、?、雙壁鋼圍堰（先下圍堰后成樁方案） </p><p

15、>　　先下圍堰后成樁方案是鋼圍堰最常用的形式，其優(yōu)點(diǎn)是：省鋼材，技術(shù)成熟風(fēng)險小。雙壁鋼圍堰一般適用于低樁承臺，因圍堰刃腳需要入泥，在高度上比雙壁鋼吊箱高，但因為無底板，且在先下圍堰后成樁方案中，鋼圍堰因為省掉了鋼管樁鉆孔平臺，鋼材總量上比“鉆孔平臺+鋼吊箱”方案反而要節(jié)省一些。此外，鋼圍堰施工的風(fēng)險較鋼吊箱小。 </p><p>　　缺點(diǎn)：無法平行作業(yè)，總成本高。雙壁鋼圍堰下放前，一般需要拋設(shè)復(fù)雜而強(qiáng)大的錨

16、纜系統(tǒng)用于圍堰定位，拋設(shè)錨纜需要花費(fèi)較多時間。因河床不平，封底混凝土厚度往往增加較多，此外，圍堰在設(shè)計和制作階段不能進(jìn)行鉆孔施工，使總工期有所延后，造至其它成本增加。 </p><p>　?、?、雙壁鋼圍堰（先成樁后下圍堰方案） </p><p>　　先成樁后下圍堰方案較鋼吊箱方案并無太多優(yōu)勢，一般在以下兩種情況下使用：一是低樁承臺下無法選擇有底板的鋼吊箱；二是雖然是高樁承臺，但在水文條件極

17、其復(fù)雜的情況下，圍堰先下無法穩(wěn)固，必須依靠成樁后的鋼護(hù)筒來穩(wěn)固圍堰，如強(qiáng)涌潮水域便是如此。 </p><p><b>　?、?、雙壁鋼吊箱 </b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：加快進(jìn)度、節(jié)省工期，節(jié)省封底混凝土方量。鋼吊箱的設(shè)計及制作和鉆孔施工能夠同步進(jìn)行，不需要拋設(shè)強(qiáng)大的錨系，施工中所需船舶較少。因先成樁，慮到樁身鋼護(hù)筒與封底混凝土之間的摩阻力（一般按 150KPa

18、考慮）， </p><p>　　封底混凝土厚度可明顯減少。鋼吊箱底板可以在鉆孔結(jié)束前散拼，鉆孔結(jié)束后鋼吊箱已經(jīng)入水自浮接高了，因此鉆孔結(jié)束不久即可進(jìn)行封底混凝土施工，如此的工藝，不但能極大的加快施工進(jìn)度，而且總體施工成本較鋼圍堰方案反而經(jīng)濟(jì)。此外，鋼吊箱方案降低了復(fù)雜異形刃腳條件下鋼圍堰著巖的難度。 </p><p>　　缺點(diǎn)：鋼吊箱有底板，需和鉆孔平臺配合使用，因此需要增加多余的鋼材，因

19、為鉆孔施工與鋼吊箱施工兩條線并行作業(yè)，在空間上存在立體交叉，因而鋼吊箱方案施工組織難度較大，立體交叉作業(yè)存在一定的安全隱患。 </p><p>　　（2）一般深水施工 </p><p>　　一般水深條件下（水深小于 10m），無論高樁承臺還是低樁承臺，均可選擇單壁鋼圍堰進(jìn)行施工，因為水深較淺，水壓力較小，選擇雙壁結(jié)構(gòu)物顯然浪費(fèi)鋼材，使用單壁鋼圍堰已經(jīng)能夠滿足施工要求。 </p>

20、<p>　　對于沖積平原地區(qū)的一般深水施工，可選擇單壁的鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，因為沖積平原地質(zhì)一般為深厚砂層，打入鋼板樁比較容易，鋼板樁圍堰一般采取先下圍堰后成樁的施工模式。 </p><p>　　對于山區(qū)河流的一般深水施工，無法打入鋼板樁，一般采用由模板拼接成的普通單壁鋼圍堰，普通單壁鋼圍堰一般采取先成樁后下圍堰的方式進(jìn)行施工 。 </p><p><b>　　3

21、結(jié)論 </b></p><p>　　本文主要研究在不同水文地質(zhì)條件下的橋梁基礎(chǔ)施工工藝選擇問題，一般原則如下： </p><p>　?。?）近岸淺水基礎(chǔ)應(yīng)采取筑島圍堰施工，一般深水條件下宜選擇單壁鋼圍堰方案，軟弱地基時可選擇鋼板樁圍堰方案。 </p><p>　　（2）深水基礎(chǔ)施工時，一般情況下，低樁承臺應(yīng)選擇鋼圍堰工藝，高樁承臺施工時，在搭設(shè)鉆孔平臺可

22、行的情況下，宜選擇鋼吊箱工藝，否則選擇鋼圍堰工藝。 </p><p>　?。?）承臺底接近河床的高樁承臺，因鋼吊箱采用鋼材較多，經(jīng)濟(jì)成本大，且底板不能拆除，宜采取鋼圍堰施工。 </p><p>　?。?）對于強(qiáng)涌潮水域的低樁承臺，因涌潮壓力太大，鋼圍堰不容易定位，宜采用先成樁后下圍堰的施工工藝，成樁后可用鋼護(hù)筒進(jìn)行圍堰定位。 </p><p>　?。?）一般情況下，

23、鋼吊箱工藝較鋼圍堰工藝節(jié)省經(jīng)濟(jì)，且進(jìn)度快，因此，在鋼吊箱工藝可行的前提下，應(yīng)盡量選擇鋼吊箱施工。 </p><p>　?。?）在深厚覆蓋層的情況下的大型基礎(chǔ)施工，可以考慮直接采用鋼護(hù)筒作為承力結(jié)構(gòu)，承受鉆機(jī)等施工荷載，這樣可節(jié)省大量鋼管樁。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]中華人民共和國交通部.JT

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