桥梁施工质量通病与防治

桥梁、地铁施工质量通病及防治措施武汉大学土木工程学院王敏强Tel：18971230762QQ：25037818171交通工程要素交通工程：公路、铁路、轨道交通公路交通=道路+桥梁+隧道（地下通道）现代交通特点：快捷、效率→桥梁+隧道大投入，需求、百年大计新工程涌现施工：准备工作→工程施工→验收•准备工作：施工方案确定施工质量的保障•工程施工：质量控制，预防、治理•验收：施工过程记录、整理，隐蔽工程资料熟悉、研究验收要求、规程，全面控制。•第一部分：桥梁施工质量通病及防治措施•第二部分：地铁施工质量通病及防治措施桥梁基本知识桥梁基础施工桥梁支座施工桥梁上部结构施工桥梁其他部位施工第一部分桥梁施工质量通病及防治措施必须熟读施工技术规范，掌握验收标准。认识桥梁才能造好桥梁！桥型及其力学特点桥梁分类：梁式桥：简支梁桥、连续梁桥、刚构桥拱桥：圬工拱桥、钢管拱桥无推力拱：结构无推力、纵向拉杆吊式桥：斜拉桥、悬索桥2桥梁分类（1）梁式桥简支梁桥连续梁桥（1-1）连续梁（钢梁）（1-2）连续梁（变截面）（1-3）梁式桥(混合梁式桥)混合结构梁式桥（2）连续刚构桥（3）拱桥（圬工拱桥）上承式实腹空腹（3）拱桥（钢管拱桥）上承式下承式（4）吊桥（斜拉桥）双索面Y塔柱斜拉桥三要素：斜拉杆塔柱加劲梁（4）吊桥（悬索桥）悬索桥六要素：主缆、塔柱、吊杆加劲梁、锚固、索鞍漂浮式（4）吊桥（自锚式悬索桥）武汉市首座自锚式悬索桥交通工程的发展迎来了机遇和市场大量的资金投入（以往“千万”，现在“数亿”）新颖→投入加大竞争的激烈化给施工部门带来巨大的压力有没有能力把工程做好、利润最大化、风险最小化新颖→施工难度加大桥型的多样化给施工人员提出很高的要求新颖→缺乏经验，要求高影响桥梁结构物安全、工期、工程造价设计与施工中，占有极为重要的地位。桥梁基础：浅基础：5m深基础：5m桩基础：沉（入）桩、钻(挖)孔桩；沉井基础地下连续墙基础组合式基础3桥梁基础施工桥梁浅基础：(5m)旱地浅基础：明挖浅水浅基础：围堰+明挖深水浅基础：钢围堰+明挖3.1桥梁浅基础施工（1）旱地浅基础：明挖施工基础承载能力、（特殊土、软土）地基处理注意：排水，防止标高基础长期暴露砌体工程拼装工程注意：及时回填，减少标高基础暴露时间。请勿这样地基处理（2）浅水浅基础：围堰+明挖施工土围堰、土（沙）袋围堰、钢板桩围堰、、顺序、安全、排水、基础处理基础承载能力、（特殊土、软土）地基处理注意：排水，防止标高基础长期暴露砌体工程拼装工程：拼装构件的安定性。分析：水头高于标高基础，含水量高。拼装件横向约束：摩擦力、纵向构件预防：增加锚桩，及时回填作用：减少标高基础暴露时间；横向稳定。浅水浅基础：结构横移问题（3）深水浅基础：钢围堰+明挖施工套箱围堰、双壁钢围堰（施工比较复杂，略）双壁钢围堰内施工现场桥梁深基础：5m桩基础成孔方式：钻(冲)孔、人工挖孔3.2桥梁深基础施工—桩基础洛阳铲孔位、垂直度坍孔偏孔、弯曲扩孔与缩孔钻孔漏浆梅花孔(或十字孔)糊钻、埋钻卡钻（1）桥梁桩基础成孔质量通病与防治（1）孔位、垂直度：复测、定位、参考点，成孔过程控制（2）坍孔：坍孔不严重时，回填土到坍孔位以上，改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施，继续钻进；坍孔严重时，立即回填，数日后采取改善措施后重钻。（3）偏孔、弯曲原因：地质松软、不均，岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等。防治：不严重：套孔。偏斜处吊住钻锥反复扫孔，纠正方向；严重时，回填黏质土到偏斜处顶面，沉积密实后重钻。（4）扩孔与缩孔扩孔：原因：孔壁小坍塌、钻锥摆动过大；防治：用失水率小的优质泥浆护壁缩孔：原因：地层中遇水膨胀的软塑土、泥质页岩；钻锥磨损过甚；孔周荷载。防治：焊补钻锥，钻锥上下反复扫孔，扩大孔径。（5）钻孔漏浆现象：护筒内水头不能保持。防治：护筒周围回填土夯筑密实、增加护筒埋深、减小护筒内水头、增加泥浆密度和黏度、倒入黏土、增加孔壁黏质土层厚度等。（6）梅花孔(或十字孔)原因：冲击钻锥自动转向装置失灵、泥浆相对宿度和黏度太大、冲程太小等。防治：片石或卵石土掺黏质土混合回填，重新冲击钻孔。（7）糊钻、埋钻、卡钻原因：软塑黏质土层、泥浆相对密度和黏度过大、进尺快、钻渣量大、钻杆内径过小、出浆口堵塞等。防治：改善泥浆性能，排查钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备尺寸，控制进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻渣。卡钻发生在冲击钻孔时，多因梅花孔或钻锥；卡钻不宜强提，小锥冲击或冲吸法松动钻锥周围钻渣。桩孔检测超长桩下钢筋笼（加劲圆）混凝土灌注（导管，埋管深度）（2）桥梁桩基础浇筑质量通病与防治超长桩下钢筋笼吊装，弯曲、永久变形，防治：加劲圆；1）钢筋笼上浮原因：泥浆浓度大；底部时浇筑速度太快；防治措施：浇筑砼前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上。砼上升到钢筋笼下端，放慢浇筑速度；钢筋笼被埋入砼有一定深度再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端相当距离时再按正常速度浇筑。发现钢筋笼开始上浮时，立即停止浇注，准确计算导管埋深和已浇砼标高，缓慢提升导管后再进行浇注。2）断桩成因导管堵塞：塌落度小，骨料大，运距长，和易性差，疏通堵管再浇筑砼时，中间就会形成夹泥层；计算导管埋深出错，或盲目提升导管，使导管脱离砼面，再浇筑砼时，中间出现夹泥层；钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆进入砼中。灌注时间过长，上部砼接近初凝，形成硬壳，随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，堵管、导管拔不上来，引发断桩；导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入砼中；砼供应中断，不能连续浇筑，中断时间长，造成堵管。防治措施配合比按水下砼配置，测试坍落度，防止导管堵塞；第一次砼量要大，产生极大冲击力，克服泥浆阻力；快速连续浇注，使砼和泥浆保持流动状态，防止堵管；严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管脱离砼面；钢筋笼主筋接头要焊平，防止导管法兰卡住钢筋笼；使用经过检漏和耐压试验的导管；保证砼供应连续，使用两家商砼以备应急用。沉井基础3.3桥梁深基础施工—沉井基础(1)施工事故及应急措施难沉突沉偏沉超沉刃脚损伤基底隆起、喷水、喷砂(2)特殊下沉技术:泥浆润滑套法空气幕法桥梁深基础沉井基础施工质量通病与防治（1）难沉过于缓慢或沉不下去。原因1：井壁与地层间摩阻力过大；防治措施：泥浆润褥套或空气幕、井壁外侧设置高压射水管、井壁外侧面涂润滑剂、井筒上顶外加压A荷载、利用地锚反力压入以及井壁外侧钻孔、破坏楔槽等。原因2：刃脚下土层抗力过大；防治措施：在刃脚处设置高压喷水管，射出高压射水或高压水枪射水，冲挖刃脚正下方土体；或用钻机扰动刃脚下方土体。原因3：刃脚正下方存在大的卵石；防治措施：潜水员下水钻孔、爆破清除；利用地锚压沉或改沉井工法为沉箱工法施工。原因4：上浮力过大而难沉；防治措施：及时排水或井筒上顶加外荷载。桥梁深基础沉井基础施工质量通病与防治（2）突沉原因：井壁与地层间的摩阻力小；防治措施：适当增加刃脚踏面宽度；挖土均匀、对称，控制深度；向井壁外侧与地层间的孔晾中填充砾石构成楔槽。（3）偏沉原因1：两侧井壁与地层间的摩阻力不同防治措施：下沉少的一侧井壁外侧采用钻孔、冲水、压气等措施减小摩阻力；原因2：两侧刃脚踏面处土体支承反力布同防治措施：下沉少的一侧的井内加快挖土，用高压水冲挖刃脚踏面下方土体；下沉多的一边停止挖土，或者在井筒内侧加支承架。若是井筒重量不对称，应局部加载。桥梁深基础沉井基础施工质量通病与防治（4）超沉原因：超沉可因地层强度不够、过软或刃脚射水过量；防治措施：千斤顶上提。（5）刃脚损伤原因：运输、安装过程中碰破刃脚；遇到孤石、巨砾层等硬层；防治措施：钢板、钢筋混凝土修复；把表层孤石、巨砾置换成细粒土砂再施工。（6）基底隆起、喷水、喷砂隆起安全系数η1时，会出现这一类事故，应改用压气工法。桥梁深基础沉井基础施工质量通病与防治梁式桥支座以上的承重结构。车辆荷载通过上部结构传给支座，传给下部结构及基础施工方法：简支梁：满堂架法、装配法、移动模架法、移动支架法；连续梁：满堂架法、装配法、移动模架法、移动支架法、悬臂施工法、顶推法。4桥梁上部结构施工4.1满堂架法（1）满堂架1（简支梁按跨满堂架）（1）满堂架1（简支梁按跨满堂架）（2）满堂架2（连续梁按联满堂架，钢模板）满堂架施工安全问题强度、刚度、稳定性。脚手架搭设通病，三个方面：搭设、拆除方面；使用；扣件、钢管进场时质量问题。搭设、拆除通病的直接原因搭设队伍无资质，人员没有专业培训。搭设、拆除无方案，凭经验搭设。立杆基础不符合专项方案设计要求。立杆、大横杆、小横杆等杆件和剪刀撑搭设间距及接头不符合规范要求和施工方案要求，立杆垂直度超过规范允许范围。附墙件(刚性)连接未按方案要求和设计设置。脚手架板(竹笆榀)未满铺、扎牢，架体内立杆外侧离墙间距偏大且封闭不严密。安全网质量问题及挂设不规范。拆架时违反程序，没按拆架方案和安全技术交底要求作业。满堂架应该考虑的问题：安全、质量重视满堂架计算！脚手架事故频发，暴露了人们对脚手架安全重视缺失，对脚手架安装、施工忽视重视满堂架计算！湖南娄底涟水河大桥下塌事故。钢管拱第十跨桥面发生。上部结构预制T梁、现浇箱梁、下承式钢管拱。工艺：混凝土梁→钢管拱梁→吊梁满堂架施工的梁浇筑顺序4.1从病害看混凝土梁施工（1）橡胶支座只有一半支承（支座太近、施工间隙。）企口缝处裂缝企口缝只传递剪力，不传递弯矩企口缝缝宽图纸1cm的原因。从病害看混凝土梁施工（2）挡块破坏质量病害：色差、蜂窝麻面、不密实；防治：控制浇筑速度、振捣挡块与主梁间必须有间隙（清理）预应力混凝土梁施工通病及防治（1）模板工程通病浇注混凝土过程跑模、漏浆；模板接缝、尺寸偏差。预治措施支架须计算，不得擅自更改降低标准。安装牢固可靠，板缝密贴，几何尺寸及预留孔洞位置的准确性，避免在混凝土灌注过程中跑模，漏浆等质量通病出现。模板须自检、复检、专检合格后方可灌注施工。灌注过程，振捣器严禁直接接触模板，以免造成变形和漏浆，设置专门看模人员巡视模板支架情况，发现异常情况及时处理。模板背后设次梁、横托对顶支撑，避免跑模。模板表面平整、无翘曲、无损坏，刷脱模剂。挡头模板采用木模，稳定、可靠、不变形、不漏浆。预应力混凝土梁施工通病及防治（2）混凝土工程通病及防治蜂窝麻面孔洞露筋混凝土表面不平整混凝土表面裂缝外观尺寸偏差混凝土工程预应力混凝土梁施工通病及防治（3）小箱梁结构中永存预应力问题是预应力混凝土结构质量较普遍的通病。施工中施加的预应力不足压浆不及时锚具质量永存预应力过大，反拱开裂。预应力混凝土梁施工通病及防治—预应力不足具体表现：（1）在预制场跨中下缘开裂；（2）营运后跨中下缘开裂。形成原因（1）预应力不足。施工以拉力机张拉吨位控制，伸长量不重视。（2）千斤顶和油压机未标定。（3）预应力筋材质不过关，延伸率和弹性模量等。钢绞线过粗。（4）计算错误。（5）管道摩阻损失较大防治措施（1）操作培训（2）材质试验、计量标定。（3）严格计算、复核、审查施工计算程序。（4）预应力不足的成品梁，有效补救方案。（5）加强管道定位钢筋。认真清孔，防止振捣棒离波纹管太近。后张法分级张拉双控：位移控制应力控制锚端结构少筋，未按图施工施工要考虑、预测后果装配法的连续梁施工先简支后连续，在相邻梁间施加负弯矩移动模架法的连续梁施工现浇混凝土梁移动支架法的连续梁施工节段拼装4.3装配法、移动模架法、移动支架法先简支后连续，在相邻梁间施加负弯矩（1）装配法移动模架法的连续梁施工(现浇混凝土梁)（2）移动模架法移动模架（1）灌注桩常见质量问题和防控（2）支架模板施工质量问题和防控支架、模板的承载能力（强度、刚度和稳定性），位移（3）现浇混凝土连续梁施工质量通病和防控通病：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝