公路桥桥涵桩基、桥墩及预制梁施工工艺

公路桥桥涵桩基、桥墩及预制梁施工工艺一、桥梁的组成和分类（一）桥梁的组成桥梁的五“大部件”与“小部件”1：五“大部件”包括：桥跨结构；支座系统；桥墩；桥台；墩台基础。2：五“小部件”包括：桥面铺装；排水防水系统；栏杆；伸缩缝；灯光照明。（二）桥梁的分类1、桥梁的基本体系1）：梁式体系2）；拱式体系3）：刚架桥4）：悬索桥5）：组合体系①连续刚构②梁、拱组合体系③斜拉桥2、桥梁的其它分类1）：按用途划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其它专用桥梁（如通过管路、电缆等）。2）：按桥梁全长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。3）：按主要承重所用的材料结构划分，有圬工桥、刚筋砼桥、预应力砼桥、刚桥和木桥等。4）：按跨越障碍的性质，可划分跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥和栈桥。5）：按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥、中承式桥。二、桥梁基础施工技术（一）桥梁基础分类桥梁基础分为：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。下面主要介绍常用的钻孔灌注桩及挖孔桩的施工工工艺。钻孔灌注桩施工1）：钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩桩长可以根据持力层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。2）：钻孔灌注桩施工的主要程序钻孔灌注桩施工的主要程序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下砼等。①埋设护筒：护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋挖钻约大20㎝，潜水钻、冲击钻或冲抓锥约大40㎝，每节长度约2～3米。一般常用钢护筒，在陆上或与深水中均能使用，钻孔完成，可取出重复使用。在深水中埋设护筒时，先打入导向架，再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒入土深度视土质与流速而定。护筒平面位置的偏差不得大于5㎝，倾斜度不超过1%。②泥浆制备：钻孔泥浆由水，黏土（膨润土）和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。通常采用塑性指数大于25，粒径小于0.005㎜的黏土颗粒含量大于50%的黏土，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，在用泥浆泵输入钻孔内。③钻孔：一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔，或用旋转机具辅以高压水冲成孔。常用方法是：正循环回转法、反循环回转法、潜水电钻法、冲抓锥法和冲击锥法。④孔径检查与清孔：钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查，符合设计要求后，填写“终孔检查证”。清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底，适用与各种钻孔方法的灌注桩。清孔的质量要求：对摩擦桩：孔底沉淀土的厚度，中、小桥不得大于（0.4～0.6）d（d为桩的直径），大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标：含砂率4%～8%，相对密度为1.10～1.25，黏度为18～20s。对支承桩（柱桩、嵌岩桩），宜采用抽浆法清孔，并宜清理至吸泥管出清水为止。灌注砼前，孔底沉淀土厚度不得大于50㎜。若孔壁宜坍塌，必须在泥浆中灌注砼时，建议采用砂浆置换钻渣清孔法，清孔后的泥浆含砂率不宜大于4%。其他泥浆性能指标同摩擦桩要求。⑤灌注砼：在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土成孔。2、挖孔桩施工方法1）施工前，对桥位及附近范围内进行平整、夯实。条件允许时，将原地面挖至基顶标高，以减少挖孔及护壁数量。平整完毕后，精确放样桩位，经监理工程师检查无误后，方可进行开挖。2）开挖、护壁施工程序：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔→支模浇筑第一节砼护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、设置垂直运输架、安装提升设备、吊土桶、鼓风机、照明设施→第二节桩身开挖→校核桩孔垂直度和直径→支第二节模板、浇灌第二节砼护壁→重复第二节工序、循环作业直至设计深度→检查持力层进行扩底→全面检查桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层→清理虚土、排除孔内积水→吊放钢筋笼就位→灌注桩身砼。①为防止土体坍滑和保证施工安全，采用C20砼护壁，护壁模形采用特制组合钢模拼装，高度1m。第一节砼护壁高出地面30cm，护壁砼便于挡水和定位。②挖孔桩一般采用人工镐头开挖，风化松软岩及岩石时采用风镐开挖。砼护壁边挖边护，以确保施工安全和孔壁稳定。为确保结构尺寸，挖孔尺寸比设计尺寸大5～10cm。挖孔桩施工时配足抽水设备，水量较大时采用井点降水。③弃土采用吊桶、安装电葫芦提升，弃土堆在一边，用车运出。3）测量控制桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点的办法控制，安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以便挖孔时粗略控制中线。精确控制时将桩控制轴线、高程引到第一层护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤作中心控制用。用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位，孔深和截面尺寸正确。4）质量要求A、桩孔中心偏差控制在±10mm；B、桩径不小于设计值；C、桩垂直度偏差控制在5‰L（桩长）；D、护壁砼厚允许偏差±30mm；E、孔底虚土：不允许。5）钢筋笼吊装当挖孔桩挖至设计标高后，及时报监理工程师检查。检孔采用钢尺、测绳配合探孔器进行。经监理工程师检查签认后，立即进行钢筋笼施工。为保证钢筋笼在起吊、吊放过程中不发生变形，在钢筋笼内布置一定数量的内撑筋及加强箍筋，钢筋笼就位后，笼项连焊在护壁预埋的钢筋上，防止浇筑过程中钢筋笼移位、上浮。钢筋笼采用吊车一次整体吊装就位。6）砼灌注砼灌注前对孔内再次进行检查，完全符合设计及规范要求后即可开始浇灌。砼施工无水时采用串筒及输送泵进行，捣固采用插入式振动棒。在砼初凝前表面抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝，表面浮浆层予以凿除，以保证与上部承台的良好连接。三、墩台施工（1)钢筋混凝土墩、台身1、在承台顶面准确放出墩台中线和边线，考虑混凝土保护层后，标出主钢筋就位位置。2、将加工好的钢筋运至工地现场绑扎，在配置第一层垂直筋时，应使其有不同的长度，以符合同一断面筋接头的有关规定。随着绑扎高度的增加，用圆钢管搭设绑扎脚手架，作好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块。3、条件许可时，可事先加工成钢筋网片或骨架，整体吊装焊接就位。4、将标准钢模组合成分块模板片，板片高度及宽度视墩台身尺寸和吊装能力确定。5、用夹具将工字钢立柱和板片竖向连接，横向用销钉和槽钢横肋，将整个模板连成整体，安装就位，用临时支撑支牢，待另一面模板吊装就位后，用圆钢拉杆外套塑料管并加设锥形垫，外加垫块螺帽，内加横内撑，将两面模板横向连成整体，校正定位。6、端头模板要和墙面模板牢固连接，认真采取支撑、加固措施，防止跑模、漏浆。7、为保证模板的使用性能和吊装时不变形，模板必须有足够的强度、刚度和稳定性，事先进行认真的设计。8、施工脚手架用螺栓连接在立柱上，立柱下部设置可调斜撑，以确保模板位置的正确。9安装直坡式墩台模板，为便于提升，宜有0．5％～1％模板高度的锥度，在制作模板时可根据锥度要求加工一定数量的梯形模板，为适应于空心墩台，还须制作收坡式模板。10、使用拼装式模板修筑圆形、方形墩时，可视吊装能力，分节组拼成整体模板，以加快进度，保证质量及安全。11、统筹安排混凝土拌合站的位置，拌合站的拌合能力必须满足施工需要，原材料质量、混凝土施工配合比、坍落度等必须符合设计要求。12、混凝土浇筑前应将模板内杂物、已浇混凝土面上泥土清理干净，模板、钢筋检查合格后，方可进行混凝土的浇筑。13、混凝土的水平运输采用自卸汽车或混凝土拌合车。混凝土垂直运输常用各种吊机、吊架、混凝土泵、混凝土泵车等进行高墩台的混凝土浇筑。14、当墩台身高度较大，混凝土下落高度超过2m时，要使用漏斗、串筒。15、拼装式模板用于高墩台时，应分层支撑、分层浇筑，在浇筑第一层混凝土时，于墩台身内预埋支承螺栓，以支承第二层模板的安装和混凝土的浇筑。16、浇筑墩台混凝土通常搭设普通外脚手架，浇筑高墩台混凝土时，须采用简易活动脚手或滑动脚手。浇筑空心高墩台混凝土宜搭设内脚手，并兼作提升吊架。17、混凝土应分层、整体、连续浇筑，逐层振动密实，轻型墩台需设置沉降缝时，缝内要填塞沥青麻絮或其他弹性防水材料，并和基础沉降缝保持顺直贯通。18、混凝土浇筑时要随时检查模板、支撑是否松动变形、预留孔、预埋支座钢板是否移位，发现问题要及时采取补救措施。19、混凝土浇筑完成应适时覆盖洒水养生，预松模板拉杆透水养生，拆模后也可采用喷洒养生剂、圈套塑料养生。20、浇筑轻型薄壁墩台，为防止出现混凝土裂缝，施工时应认真进行混凝土配合比设计，严格计量投料，精心施工，重视养生。为保持其墙体的稳定，混凝土浇筑后，要抓紧安排支撑梁混凝土的施工，以及上部构件的吊装，使整个构件造物早日形成受力框架。21、高大的后仰桥台，为平衡偏心，应在浇筑台身混凝土之后，及时填筑台后路堤土方，防止桥台后倾或前滑。未经填土的台身露出地面的高度不得超过4m，以防因偏心造成基底的不均匀沉陷。四、预制梁施工工艺(1)先张法预制梁(板)1、按预制需要，整平场地，完善排水系统，统筹规划混凝土的供应及水电管路的布设安装。2、根据梁的尺寸、数量、工期确定预制台座的长度、数量、尺寸，台座应坚固、平整、不沉陷，表面压光。3、承力台座由混凝土筑成，应有足够的强度、刚度和稳定性，钢横梁受力后，挠度不能大于2mm。4、多根钢筋同时张拉时，其初应力要保持一致，活动横梁始终和固定横梁保持平行。5、在台座上注明每片梁的具体位置、方向和编号。6、将预应力筋(钢绞线)按计算长度切割，在失效段套上塑料管，放在台座上，线两端穿过定位钢板，卡上锚具，用液压千斤顶单束张拉，先张拉中间束，再向两边对称张拉。7、按技术规范或设计图纸规定的张拉强度进行张拉，一般为0→初应力→105σK％(持荷2分钟)→σK(锚固)。如端横梁刚度大，每根梁可采用同一张拉值。8、张拉时断丝数量不得超过设计或规范规定，否则要处理更换。9、钢绞线张拉后8h，开始绑扎除面板外的普通钢筋。10、使用龙门吊机将涂以脱模剂的钢模板吊装就位，分节拼装紧固，用花篮螺栓支撑，力求接缝紧密，防止漏浆、移位。11、用龙门吊机吊运混凝土，先浇底板并振实，振动时注意不得触及钢绞线，当底板浇至设计标高，将经检查合格的充气胶囊安装就位，用定位箍筋与外模联系，上下左右加以固定，防止上浮，同时绑扎面板钢筋，然后对称、均匀地浇胶囊两侧混凝土，从混凝土开始浇注到胶囊放气时为止，其充气压力要始终保持稳定，最后浇筑面板混凝土，振平后，表面作拉毛处理。12、适时安排混凝土的养生。13、混凝土浇完6～8h，将胶囊放气抽走，洗净灰浆以备再用。14、混凝土达到规定强度时开始放张，放张时宜对称、同步。可采用砂箱法或千斤顶法，分数次完成。用砂箱法时，放砂速度要均匀一致。15、梁(板)松张后，用龙门吊机吊运出槽，按规定堆放。(2)后张法预制梁(板)1、按施工需要规划预制场地，预制场地应整平压实，低洼不平处及软弱土质要处理改善，完善排水系统，确保场内不积水。2、根据预制梁的尺寸、数量、工期，确定预制台座的数量、尺寸，台座用表面压光的梁(板)筑成，应坚固不沉陷，确保底模沉降≯2mm，台座上铺钢板底模或用角钢镶边代作底模。当预制梁跨大于20m时，要按规定设置反拱。3、根据施工需要及设备条件，选用塔吊或跨梁龙门吊作吊运工具，并铺设其行走轨道。4、统筹规划梁(板)拌合站及水、电管路的布设安装。5、预制模板由钢板、型钢组焊而成，应有足够的强度、刚度和稳定性，尺寸规范、表面平整光洁、接缝紧密、不漏浆，试拼合格后，方可投入使用。6、在绑扎工作台上将钢筋绑扎焊接成钢筋骨架，把制孑L管按坐标位置定位固定，如使用橡胶抽拔管要插入芯棒。7、用龙门吊机将钢筋骨架吊装人模，绑扎