路桥工程施工论文

摘要：桥梁基础是桥梁结构物直接与地基接触的部分，是桥梁下部结构中重要的组成部分。为了保证桥梁的正常使用和安全，地基和基础都必须要具有足够的强度和稳定性。根据地基土的上层变化情况，上部结构的要求，施工技术水平和荷载特点，桥梁基础可采用各种类型：明挖扩大基础、沉入桩基础、钻孔桩基础、沉井与沉箱基础及地下连续墙基础。确定基础类型的方案主要取决于地质土层的工程性质与载荷特性、水文地质条件、桥梁结构形式及其使用要求，以及材料的供应和施工技术因素等。桥梁的地基与基础的设计级施工质量的好坏，是关系到整座桥梁质量的根本问题。不同的基础，施工工艺流程，施工注意事项和检查处理措施不同。

关键词：桥梁基础  施工  流程  处理

  桥梁基础是一座桥梁的重要组成部分，关系到一座桥的使用寿命和安全系数。人们常说：千里之堤毁于蚁穴。而桥梁基础如果设计和施工不当，必将导致桥梁危险系数升高。而根据地基的地质因素不同，采用的桥梁基础也有所不同。桥梁基础可采用：明挖扩大基础、沉入桩基础、钻孔桩基础、沉井与沉箱基础及地下连续墙基础。以下我们就来了解一下：明挖扩大基础的施工、沉入桩基础的施工、钻孔桩基础的施工和沉井与沉箱基础施工。

  明挖扩大基础施工的主要流程包括：基础定位放样、基坑的开挖、坑壁支撑、基坑排水、基坑检验和基底土的处理，基础砌筑及基坑的回填等工序。其注意事项有：在基坑开挖，混凝土浇筑，开挖材料处理前都要经监理工程师检查批准，方可施工。

  而在明挖基础施工中，基础的排水是非常重要的环节，尤其是在深水区操作时，基坑排水处理不好既影响工期，又容易导致质量问题。而基坑的排水现在最多用的是表面排水法和井点法降低地下水位两种。表面排水法是指在基坑开挖砌筑和养护期间，在基坑四周开挖水沟汇集坑壁和基底渗水，并将水引到其他大的集水坑中，然后再抽出坑外。然而，抽水容易导致流沙现象，造成基坑破坏和坍塌，因此应尽量避免采用表面排水法。而井点法降低地下水位指在基坑开挖前，在基坑周围埋设一定数量的滤水管，并抽水使土壤始终保持干燥的方法。这种方法是基坑排水的重要技术措施，相对于表面排水法来说，它有减少土方量，缩短工期，提高工程质量和保障施工安全的优势。

  在明挖扩大基础施工在浅水区进行施工时，以上方法就不适用了。在水中进行基坑开挖前，常使用水中围堰将基坑施工地域与周围水隔开。围堰的种类有很多，常见的有：土围堰、草袋围堰、木板壮围堰、木笼围堰、钢板桩围堰、锁口管柱围堰和混凝土围堰。但总的来说需要满足以下要求：材料强度要求，结构稳定性要求及防止冲刷等方面的要求；尽量减少漏水；高出目标水位的最高水位0.7米以上。以钢板桩围堰为例，钢板桩围堰具有：强度高，容易打入坚硬土层；可深水中施工，防水性能好；外形可变适合复杂情况，材料可以重复使用等优点。适用于施工面积大不能用支撑支持堰壁的情况。它的每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。

  明挖扩大基础基坑的检验和处理。小桥涵的地基，一般采用直观或触探方法，必要时需要进行土质试验。而大、中桥和填土12米以上涵洞的地基，需要检察人员用直观、触探、挖试坑或钻探（至少4米深）试验等方法，确定土质容许承载力是否符合要求。对于一般软弱地基加固的方法有四种：换填土法、挤密土法、胶结土法和土工聚合物法。其中，土工聚合物法指用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体，以限制土体的侧向变形，增加土的周压力，有效提高地基承载力的方法。

  沉入桩又名打入桩，是靠桩锤的冲击能量将预制桩打入土中，使土被压挤密实，以达到加固地基的作用的一种方法。沉入桩的施工方法主要包括：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静压沉桩以及钻孔埋置桩等。沉入桩具有：桩身质量易于控制，质量可靠；施工工序简单，工效高；易于水上施工等优点。但是存在施工噪声和振动的公害大。污染环境；受设备限制，单节长度有限的缺点。

  沉入桩基础施工的流程包括：预制桩（钢筋混泥土实心桩或混凝土管桩）、预制桩吊运和堆放、打桩（沉桩）。桩的接桩方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接三种，其中前两种可用于各种土质，硫磺胶泥锚接适用于软土层。打桩时有“轻锤高击”和“重锤低击”两种方式。但相对于轻锤高击，重锤低击落距小，频率高，动量大，桩头不易碎且易入土，所以打桩宜采用重锤低击。而沉桩还有一种方法是静力压桩法沉桩，这种施工工艺利用了压桩设备的自重，具有无震动、无噪音、无污染、无冲击力和施工应力小等特点，对桩头冲击损坏小，减少用钢量，一般城市沉桩多用这种方法，但是施工效率较低。

  钻孔灌注桩是灌注桩的一类，灌注桩指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成柱孔，并在其内部放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。与沉入桩中的锤击法对比，钻孔桩施工的噪音的振动较小，能建造直径更大的桩，各种地基上都适用。但是桩的好坏对施工质量的依赖性大，混凝土量很难控制。钻孔桩的施工主要有泥浆护壁法和全套管施工法。以泥浆护壁法施工为例，钻孔桩基础的施工流程主要有：施工准备、钻孔机的安装与定位、埋设护筒、泥浆制备、钻孔、清空和灌注水下混凝土几个步骤。

  不同场地条件，施工准备不同。当场地为旱地时，需要平整工程场地、清楚其他杂物、换除软土、夯打密实地基，钻机的底部要布置在坚实的填土上；若场地为陡坡，则需要搭设牢固可靠的工作平台；当场地为浅水时，可以采用筑岛法，但是岛顶需要高出水面1到2米；当场地为深水时，应根据水深，流速，水位涨落，水底地层等情况，综合考虑并选择采用固定式的平台或者浮动式钻探船。

  钻孔桩钻孔的成败取决于是否防止孔壁的坍塌。钻孔时，因为钻孔深度大，静水压大，已发生流沙塌孔。因而，埋设护筒和泥浆制备在钻孔桩基础施工中非常重要。护筒要求坚固耐用，不漏水，一般采用钢护筒。护筒的作用是固定钻孔位置，保护孔口，提高孔内水位，防止地面水流入，增加孔内静水压力以维护孔壁稳定，并兼作钻进导向。泥浆护壁主要讲究泥浆的稠度，泥浆稠度稀，排渣能力小，护壁效果差；泥浆过稠，则会降低钻头工作效率。泥浆的制备应选用高塑性黏土或膨胀土。

钻孔桩基础施工时，容易发生的故障有：塌孔、缩径、桩孔偏斜。塌孔的预防措施有：控制不同地层的泥浆指标；控制不同土层的钻进速率等。若已经发生塌孔，则回填土至塌孔段以上1到2米，重新钻孔。缩径的预防措施有：经常检查钻孔直径，并及时修复；子啊容易发生缩径的孔段，适当增加泥浆粘度。如果已经发生缩径，可上下反复扫孔来扩大孔径。桩孔偏斜的预防措施：保证架设钻机的地面平整，机架垂直，定时检查校正；不要使用弯曲的钻具；在硬土层，适当减缓钻进速率。对已经发生偏斜孔径，可以进行往复扫孔纠正偏斜。

  值得一提的是，在钻孔桩基础施工时，钢筋骨架的吊放需要格外注意。因为它容易出现安装与设计标高不符和上浮的情况。因此，在钢筋笼制作完成后，应当注意防止它变形；吊放入孔时要保持垂直；吊装时反复核对检查吊筋长度；严格控制混凝土质量；混凝土入笼后，上升速度不宜过快；导管不宜埋置过深（小于10米），提升导管不宜过快等。而在钻孔桩施工过程中，特别要注意：导管灌注混凝土时，不要中断！否则会产生断桩现象。

  沉井基础是利用沉井自重，通过在井内不断挖土，使其下沉到指定标高，再进行封底，构筑内部结构的一种基础施工方法。广泛用于桥梁，水塔，水池竖井等基础。具有技术可靠，挖土量少，对周围建筑影响小，稳定性好，能支撑较大荷载等优点。沉井的材料有石头，木头，砖，混凝土，钢筋混凝土和钢。其中木沉井耗材多，较少采用。现在多采用钢筋混凝土沉井，而钢沉井适用于大型浮运沉井。

  沉井按截面轮廓可分为圆形、矩形和圆端型三类。它们各有其优点，实际施工选择时应该就具体情况而定。沉井的外壁有铅直形、台阶形和斜坡形。由于斜坡形下沉过程易发生倾斜，所以更倾向于选择台阶形外壁。沉井的内部需要做隔墙，且空间对称！

  沉井的制作在陆地，浅水区和深水区各有不同。陆地沉井制作，直接就地制作；浅水区沉井制作，通常先制作围堰，在就地制作；深水区沉井制作是在岸边陆地先进行沉井制作，然后再浮运就位下沉。

  沉井的施工步骤有：场地平整，铺垫木，制作底节沉井；拆模，刃脚下边填塞砂、一边对称抽拔出垫木；均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕；建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁；下沉至设计标高，清基；沉井封底处理；施工井内设计和封顶等。加快下沉速率的方法：射水法、泥浆套法和壁后压气法（空气幕法），都是以减小摩擦来提高下沉速度的。

  沉井基础施工常出现的问题主要有瞬间下沉、下沉搁置和沉井悬挂。瞬间下沉的原因可能是遇到软土层或粉砂层，因局部抽空失稳突沉。预防方法：加大刃脚踏面宽度；软粘土层挖不要超过刃脚；防止把砂层抽空；控制排水高差等。下沉搁置的原因可能是局部遇到孤石等地下障碍物，卡住了沉井下降的势头。预防方法是施工期那做好勘探工作。如果真的遇到下沉搁置情况，较小孤石应挖出；爆破较大孤石后取出；也可用射水管孤石下掏洞。而其他地下障碍物应用其他方法取出，如钢筋用样烧断都取出等。沉井悬挂出现的原因可能是沉井自重不够，遇到较密实土壤层等。预防方法有增加沉井自重；避免被土层夹住，加大刃脚上部空隙等。沉井悬挂的治理方法：冲水减小摩擦阻力；井筒顶部加载增加自重等方法。

  桥梁基础施工的方法有很多，不同的地质条件和工程需求不一样，采用的基础施工手段也不同。有的桥段涉及多种基础类型施工，多种基础施工类型交替使用。因此，认识了解并掌握不同基础类型的施工时非常重要的。特别是对于我们道路与桥梁专业的同学来说，更是必须要储备的知识基础。

道路与桥梁工程施工（卜建清）        ———重庆大学出版社

路桥隧工程施工技术（李明华）        ———中国铁道出版社