浅析桥梁桩基施工技术毕业论文Word格式.docx

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成桩质检

论文类型：

专题研究

Abstract

WiththeconstantdevelopmentofeconomyinChina,greatachievementshavebeenmadeinhighwayandurbanconstruction.Bridgepilefoundationplaysanimportantroleinthebridgeengineering.Becausebridgepilefoundationismostlyburieddeepbelowthesurfaceandintheprocessofconstruction,highundergroundwaterleveliscommonphenomenonintheconstructionarea,thedifficultyofcontrollingthequalityofthebridgepilefoundationincreasesalot,andfinallyaffectingthequalityofthebridgepilefoundation.Therefore,thisarticlestudiesthebridgepilefoundationconstructiontechnology,whichhasvitalsignificanceandprovidesreferenceforbridgeconstruction.

Keyword:

Bridgepilefoundationconstruction;

controlsurvey;

qualitycontrol

1.绪论

1.1桥梁桩基施工技术

桩基础是最古老的基础形式之一。

有关文献资料表明，在人类有历史记载以前，就已经在地基不良的河谷及洪积地区采用桩基础来建造房屋；

在许多不同文化的初期，都可以找到桩基础的房屋。

1982年在智利的文化发掘遗址所见到的桩，距今大约有12000—14000年。

根据历史文物的遗址的发掘提示，我国最早的桩基础距今大约有7000多年，是在浙江宁波附近的河姆渡，作为古代干阑式木结构建筑的基础是有圆木桩、方木桩和板桩组成的桩基础。

圆木桩直径在6-8cm之间，板桩厚2.4-4.0cm,宽10-50cm,木桩均系下部削尖，入土深度最深可达115cm。

这是最早的桩的雏形。

桩基础用于桥梁，历史也极为悠久。

据《水经注》记载，公元前532年在今山西汾水上建成的三十墩柱木柱梁桥，即为桩柱式墩柱。

我国秦代的渭桥、杭州湾大海堤、都是我国桩基础的典范。

随着交通需求的增长，桥梁跨度的增大以及基础入水深度的增加，尤其是近年来海湾、海峡、跨江大桥不断建设，深水基础的形式不断创新，由最初的沉箱、沉井基础，发展到管柱基础、各种组合基础，再到各类桩基础、钟形基础、双承台管柱基础、多柱基础、地下连续墙基础等形式，以适应纷繁复杂的建设条件。

桥梁桩基工程的施工组织与管理理应随着建设条件的不断增加，加强施工管理，同时应针对桩基施工的特点，在施工中进行科学规划。

施工组织设计是进行施工准备、合理部署施工活动，推行先进技术和实行科学管理的指导性文件。

桩基工程施工组织设计的编制应体现技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的原则，应结合工程特点和具体施工条件（工程地质与水文地质条件、环境条件及场地条件等），合理确定桩基施工工艺，选择合适的机械设备，采取有效的技术措施和组织管理手段，确保施工质量，加快施工进度，实现桩施工技术的先进性、可靠性和合理性。

1.1.1什么是桥梁的桩基施工技术

桥梁的桩基施工技术简单说就是整个桥梁的奠基部分的施工技术，具体说来：

桩——是埋入土中的柱形杆件，其作用是将上部结构的荷载传递到深部较坚硬、压缩性小的土层或是岩层上；

桩基础——基桩和联接于桩顶的承台共同组成。

若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；

若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。

桥梁基础——桥梁下部结构与地基接触的部分称为基础；

桥梁最下部的结构。

它直接坐落在岩石或土地基上，其顶端连接桥墩或桥台，合称为桥梁下部结构。

桥梁基础的作用——是承受上部结构传来的全部荷载，并把它们和下部结构荷载传递给地基。

因此，为了全桥的安全和正常使用，要求地基和基础要有足够的强度、刚度和整体稳定性，使其不产生过大的水平变位或不均匀沉降。

桥梁的桩基是整个桥梁的基础，任何一个施工技术出现差错都将导致整个桥梁的坍塌，不仅造成大量的人力物力损失也是对人民生命财产不负责任的表现。

1.1.2桥梁桩基础的分类

1.1.2.1.按承台位置的高低

1、高承台桩基础——承台底面高于地面，它的受力和变形不同于低承台桩基础。

高承台桩基础已经大量应用于现代桥梁中，是一种很成熟的施工工艺。

2、低承台桩基础——承台底面低于地面，桥梁中虽然很少用到，但是也一般用于小桥涵中。

1.1.2.2.按承载性质不同

1、端承桩——是 

指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。

桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。

2、摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一定的支撑作用，桩尖支撑的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。

1.1.2.3.按桩身的材料不同

1、钢筋混凝土桩

钢筋混凝土桩可以预制也可以现浇。

根据设计，桩的长度和截面尺寸可以任意选择。

这是钢筋混凝土的最大优点。

2.钢桩

钢桩常用的有直径250-1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。

钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。

我国目前只在少数重点工程中适用。

3.木桩

目前已经很少适用，只在某些加固工程或能就地取材临时工程中适用。

在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。

4.砂石桩

主要用于地基加固

1.1.2.4.按桩的适用功能

1、竖向抗压桩

2、竖向抗拔桩

3、水平荷载桩

4、复合受力桩

1.1.2.5.按桩直径大小分

1、小直径桩d≤250mm

2、中等直径桩250mm<

d<

800mm

3、大直径桩d≥800mm

1.1.2.6.按成孔方法分

1、非挤土桩

泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。

2、部分挤土桩，先钻孔后打入。

3、挤土桩，打入桩。

1.1.2.7.按制作工艺分

1、预制桩

钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。

2、灌筑桩

又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。

与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。

1.1.2.8.按截面形式分

1、方形截面桩

方形截面桩制作、运输和堆放比较方便，截面边长一般为250~550mm。

2、圆形空心桩

圆形空心桩是用离心旋转法在工厂中预制，它具有用料省，自重轻，表面积大等特点。

国内铁道部门已有定型产品，其直径有300mm、450mm和550mm，管壁厚80mm，每节长度自2m~12m不等。

1.1.3桩基工程施工特点

现在桥梁桩基础一般常用沉桩基础、钻孔桩基础、挖孔桩基础和管桩基础。

沉桩按照其施工方法可分为：

锤击沉桩、锤击沉桩辅以射水、振动沉桩、振动沉桩辅以射水、单纯射水沉桩以及静力压桩等。

在编制桩基工程施工组织设计时，需认真考虑桩基施工特点。

预制桩按设计要求可在地面良好条件下进行制作，桩体质量高，可大量工厂化生产，加速施工进度。

但只适用一般土地基，较难沉入坚实土层；

沉桩过程有明显的排挤土体作用，需考虑对邻近结构的影响；

运输、吊装、沉桩过程均应避免桩身的损伤。

当上部结构荷载较大且比较集中，桩径需求较大时，很难采用此种施工方式。

钻孔桩成孔的方法可分为冲击钻孔、迴转钻孔和旋挖钻孔。

冲击钻机主要适用于卵（漂）石土、岩层中钻孔。

回转钻孔可分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔。

其特点是泥浆循环方式不同，压入泥浆为正循环，抽吸泥浆为反循环。

正循环适用于黏土，粉土，细、中、粗砂等各类土层；

反循环适用于黏性土、砂性土、砂卵石和风化岩层，但卵石粒径不得超过钻杆内径的2/3，且含量不大于20%。

旋挖钻机适用于砂性土、砂卵石和风化岩层。

挖孔桩基础适用于无地下水或有少量地下水的土层和风化软质岩层。

同一墩台各桩的开挖顺序，可视地层性质、桩位布置及间距而定。

桩间距较大、地层紧密不需爆破时，可对角开挖，反之宜单孔开挖。

若桩孔为梅花式布置时，宜先挖中孔，再开挖其他各孔。

管桩基础可适用于各种土质的基地，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型的基础时，均可采用.其特点有：

1）重要性

一是桩基础多用于大中型桥梁建筑，尤其是沿海沿江沿湖地区的桥梁建筑，其设计承载力较大，如果发生严重的质量事故，将会带来很大的经济损失，甚至造成灾难性的后果；

二是其造价占工程总造价的份额较大，因此必须在确保工程质量的前提下，力求降低造价。

2）隐蔽性

桩基础属于地下隐蔽工程，因操作质量低劣而引起的多数事故，事后往往不易检验，补救也较困难。

3）复杂性

①桩型多，各类桩型的施工工艺、适用范围和技术要求差别很大，因此桩型的选择应考虑多种因素；

②地下未知因素多，而往往由于工程勘察费用的限制，勘探工作量及勘探点密度设置也不尽能满足桩基施工的要求，所以试成孔（对于灌注桩）或试沉桩（对于打入桩及压入桩）就显得十分必要；

③桩工机械设备品种多，每种桩型的施工，或同一种桩型在不同地层土质中施工时，都有适合于具体施工条件的桩工机械及附属设备，因此机械设备的选择是否适用和合理，对施工造价、进度及工程质量均会产生明显的影响。

4）困难性

①施工限制条件多，诸如：

用电量和用水量的限制、噪声和振动的限制、泥浆排放的限制及大型车辆和机械进场时间的限制等；

②不安全因素多，诸如：

高空坠落、深孔坠落、机械伤害、桩架倒塌、物体打击、触电事故、深孔作业时有害气体与孔壁坍塌致伤致命等；

③工序多，对于灌注桩施工而言主要有两大工序:

成孔和成桩，对于预制桩而言也有两大工序；

制桩和沉桩，每一个大工序中又可分为若干个小工序，每道工序中都可能遇到难点。

由上可知，编制施工组织设计前，务必调查清楚施工限制条件，制订出切实的安全技术措施和克服难点的措施。

5）质量事故常见性和多发性

桩基施工因工序多、工程地质水文地质条件随机变化，加之在地下作业“看不见、摸不着”，稍有疏忽就会出现质量缺陷，甚至质量事故，所以在施工组织设计中必须制定切实有效的质量保证措施。

6）知识多样性

从知识范围看，操作桩基施工必须具有桥梁结构、工程机械、工程材料、工程与水文地质、土力学与地基基础、静动测试等多种学科的知识，同时还要熟悉有关规范规程，此外还应具有桩基施工经验以及桩基事故的预防与处理的经验。

如果上述某一方面的知识与经验匮乏或不够，进行桩基施工，将会造成事故。

一份优秀的桩基工程施工组织设计，往往需集思广益，是集体智慧和经验的结晶。

1.1.4桥梁桩基施工技术存在的问题

由于技术欠缺和某些负责人员的疏忽，导致我国目前的桥梁桩基在施工方面常出现一些问题。

常见的桥梁桩基施工技术问题表现在：

测量放线错误，使整个桥梁错位或桩位偏差过大；

单桩承载力达不到设计要求；

成桩中断事故，如钻孔灌注桩塌孔，卡钻；

灌注桩成桩质量，包括沉渣超厚、混凝土离析、桩身夹泥、混凝土强度达不到设计要求、钢筋错位变形严重等；

灌注砼施工质量失控，发生断桩事故；

桩基验收时出现的桩位偏差过大；

常见的灌注桩顶标高不足的现象有两种，一是施工控制不严，在未达到设计标高时混凝土停浇、另一种虽然标高达到设计值，因桩顶混凝土浮浆层较厚，凿出后出现桩顶标高不足。

当桩基出现事故应时应及时处理，防止留下隐患。

桩成孔后，应检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等数据必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求，就应及时分析解决。

待建设单位代表签字认可后，方能灌注砼、移动钻机，防止以后提出复查等要求而产生不必要的浪费；

基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料，发现质量上有争议问题，必须意见一致后方能挖土，防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。

桥梁的桩基是一座桥的基本，桩基的质量关系到整个工程的成败。

所以在今后的桩基施工过程中抓好质量这一关是极为重要的。

2.桥梁桩基础施工前的规划

2.1在正式施工前应准备必要的工程资料

施工前所需准备的工程资料一般包括以下几种：

工程文件资料

1）工程合同书和施工任务书。

2）开工报告书。

3）建筑场地的桩基岩土工程报告书（工程地质资料和必要的水文地质资料），以便了解和掌握：

①施工场地的地形、地貌及气候等自然条件；

②施工场地的地层构造、岩土特性及影响桩基施工的不良地质现象；

③施工场地内地下水的特性、水位、水质及其变化情况；

④施工场地内人为或自然地质现象，如古河道、墓穴、暗浜等；

⑤附近地区的岩土工程资料及当地桩基施工的经验。

4）桩基础工程施工图，包括：

①桩基类型；

②桩位平面布置图；

③桩基尺寸；

④桩的配筋，混凝土强度等级；

⑤承台构造、配筋、混凝土强度等级以及桩与承台的连接。

5）桩的试打（对于打入式桩、振入式桩和压入式桩）、试成孔（对于灌注桩）资料。

6）桩的静载荷（竖向受压、水平荷载和抗拔试验）及动测试验资料。

7）主要桩工机械及其配套设备的技术性能资料。

8）有关现行的桩基础设计与施工方面的规范、规程与规定以及各级政府有关桩基础施工的技术政策、法令和文件。

9）有关执法监督单位及法规上的限制文件：

①道路占用或使用许可证；

②泥浆排放及运输措施；

③人行道的防护措施；

④地下管道的暂时维护措施；

⑤架空线路的暂时维护措施；

⑥某些类型桩的施工时间限制措施；

⑦其他有关措施。

现场实地资料

要对场地进行现场踏勘，掌握施工场地的周围的具体状况。

1）施工场地的状况，包括：

①地下障碍物、树木、埋设管道、防空洞等；

②施工场地表面状态及地上堆积物；

③地基的稳定程度；

④地上障碍物（电杆、架空线等）。

2）施工场地周围建（构）筑物的状况，包括：

①建筑物概要（建筑物的用途及附属设备等），有无危险房屋，有无精密仪器设备房屋等；

②建筑物的构造及层数；

③建筑物的地下部分深度；

④建筑物的基础型式，是否设桩；

⑤周围水井的水位与利用状况；

⑥施工场地境界线与邻近建（构）筑物外墙及基础边线的关系。

3）地下与地上各种公共设施的状况，包括：

①自来水管、下水管道、煤气管道的位置、深度、管径、已使用年限及腐朽程度；

②高压电线、电话线的位置（与施工场地的距离及高度等）；

③消防栓的位置；

④地下埋设物是否需要拆迁或维护。

4）施工场地周围的道路状况，包括：

①道路的种别；

②道路的宽度；

③交通状况（交通量、行车重量）；

④交通规则（单行道、禁止停车等）；

⑤道路的设施、标识等；

⑥路面铺设的状态与修复方法。

5）邻近建筑物地下工程情况：

①邻近建筑物场地地下水位状况；

②邻近建筑物开挖深度与开挖规模；

③邻近建筑物基坑的挡土支护方法；

④邻近建筑物基坑开挖时的降排水方法；

⑤邻近建筑物基础施工时地基沉降的状况；

⑥邻近建筑物的基础型式及施工状况；

⑦邻近建筑物的工程地质报告。

2.2施工组织安排

桩基工程施工组织设计的编制桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度，编制整个分部分项工程施工组织设计或施工方案。

其内容包括：

1）选择桩型根据设计要求、工程地质条件、机械设备情况、工期和造价等综合考虑选用合适的桩的类型（非挤土灌注桩、部分挤土桩和挤土桩）。

2）设桩机械设备的选择桩基施工机械设备应视工程地质条件、工程规模、桩种特性、工期、动力与机械供应以及现场情况等条件来选择。

3）设备、材料供应计划

制定设备、配件、工具（包括质量检查工具）、桩体（对于预制桩、钢管桩和埋入桩等）、灌注桩所需材料（钢筋、水泥、砂、石及外加剂等）的供应计划和保障措施。

4）设桩方法与进度要求对于打入桩要考虑桩的预制（对于钢筋混凝土桩）、起吊方案、运输方式、堆放方法、沉桩方式、打桩顺序和接桩方法等；

对于就地灌注桩要考虑成孔、钢筋笼的放置、混凝土的灌注、泥浆制备、使用和排放（对于泥浆护壁灌注桩成孔的情况）、孔底清理等。

5）作业和劳动组织制定施工作业计划和劳动组织规划。

6）桩的试打或试成孔如编制施工组织设计或施工方案前未进行桩的试沉（对于打入桩、压入桩）或试成孔（对于灌注桩），则此项工作应在桩正式施工前进行。

7）桩的载荷试验如无试桩资料，设计单位要求试桩时，应制定试桩计划。

8）制定各种技术措施制定保证工程质量、安全生产、劳动保护、防火、防止环境污染（振动、噪声、泥浆排放等）和适应季节性（冬季、雨季）施工的技术措施以及文物保护措施。

9）编制施工平面图在图上标明桩位、编号、数量、施工顺序；

水电线路、道路和临时设施的位置；

当桩施工需制备泥浆时，应标明泥浆制备设施及其循环系统的位置；

材料及桩（对于预制桩）的堆放位置。

10）安排施工前的准备工作计划

（1）施工前，应清除妨碍施工的地上和地下障碍物。

（2）施工前应做好场地的平整工作，对不利于施工机械运行的松软场地应进行坚实处理。

雨季须采取有效排水措施。

（3）施工前应复核测量基线、水准基点及桩位。

桩基轴线的定位点及施工地区附近所设的水准点，应设置在不受桩基施工影响处。

（4）在建筑物旧址或杂填土地区施工时，应预先进行钎探，并将探明在桩位处的浅埋旧基础、石块、废铁等障碍物挖掉，或采取其它处理措施。

（5）基础施工用的临时设施，如场地的三通一平、排水措施、防冻措施及暂设房屋等。

（6）在打入桩施工前应对现场周围（一般为10ｍ以内）的建筑物作全面检查，如有危房或危险构筑物，必须予以加固。

在邻近原有建筑物（或构筑物）时，打桩前应采取适当的隔振措施，如开挖防振沟、打隔离板桩等。

2.3安全质检准备

桩基工程全面质量管理桩基工程是建筑工程中一个重要的分项工程，又是地下隐蔽工程，因此认真编写质量体系文件（含质量手册、质量体系程序和其它质量文件），实施全面质量管理，做好桩基施工质量的检验评定（简称质量验评）工作，及时办理验收手续，不仅是保证桩基工程质量的需要，也是保证整个建筑工程继续顺利进行的必要条件。

影响桩基工程质量的因素影响桩基质量的因素有以下几方面：

业主的职业素质、道德品质（是否无理压价、是否拖欠施工款项）与桩基知识；

工程地质与水文地质勘察资料的准确性和代表性；

设计选用桩型、持力层与桩基参数（桩侧摩阻力、桩端阻力、设计承载力等）取值的合理性；

工程监理制度的严格性与完善性；

质量监督部门的执法公正性与严肃性；

桩基测试的科学性，测试手段的可靠性；

桩基施工方法和施工工艺的合理性，桩基施工技术的先进性和可靠性，以及施工管理的严密性和真实性等。

总之，桩基施工质量的优劣取决于业主、勘察、设计、监理、质量监督、检测和施工等部门的分工、协调和配合的好坏，其中某一方面失误或不周，就会造成质量问题或事故。

一般说来，桩基施工单位是保证和影响桩基施工质量的主体。

3.桩基础的施工

3.1沉桩基础的施工

3.1.1．沉桩基础施工准备

1.材料及机具：

钢筋混凝土桩（钢桩）桩锤、射水设置（必须配合锤击油印桩或震动油沉桩使用）桩架及辅助设备。

2.作业条件：

1）选择好桩锤类型，射水设置，桩架及辅助设备。

2）查明施工区（高空、地面、地下、水下）不无妨碍沉桩的障碍物，并及时处理。

3）检验预制桩的质量。

4）墩台轴线的控制点，应设于不受沉桩或其他影响的地点并加标志。

5）检验在陆上或静水区放桩时的桩基轴线位置与设计位置的偏差，桩的纵行和横向的轴线位置允许偏差为2cm；

单排桩轴线位置允许偏差为1cm。

6）打桩前，应在每根桩上用油漆划出标记。

3.桩位放样及控制

①旱地施工时先钉出基础中心线，在边排桩位以外若干距离处钉木桩并设置纵横两向的定位样板，在定位样板上定出桩位的纵横坐标。

②在基坑内沉桩，可将定位样板设立在围堰或基坑支撑上。

在潜水中沉桩时，定位样板可设在脚手架上。

③在水中沉桩大于4m时，用导向框架控制桩位，要求导向框架应有牢固支撑。

也可用经纬仪交于上游一排迎水桩，再以迎水桩为准控制测设其他桩。

④在夜间深水域沉桩时可采用激光经纬仪定位。

⑤放桩时特别是对迎水桩与桥中心线不对称的桩群时，要详细复核。

4.吊插桩

①调插桩应将群桩的沉桩顺序编号排好，一般自中间开始，向两边或四周进行，特别困难时要特殊设计。

②起吊前应检查桩上的配件如桩靴、桩箍及射水管、射气管是否齐全。

布置好吊点不得任意变动（一般仗长小于18m的用二吊点，大于18m的用三吊点，超过40m的桩可用四吊点），在吊点上作好记录捆好钢丝绳。

③起吊时桩身应平衡的离开小车或驳船。

吊到一定高度（桩长一半加上0.5m时），逐渐放松溜绳到桩身完全垂直为止。

起吊过程中严禁桩身碰撞桩架。

④吊插直径1.2cm，桩长40m的大口径钢筋管时，采用两吊点起吊。

由于偏移量过大，桩身过于重难于纳入龙门。

⑤锤击沉桩应沉完一根后，再插吊另一根。

若在围堰内沉桩有吊机吊插并有导框固定桩位时，可以连续吊插几根，或将桩全部插好在逐根下沉。

在松软土中插斜桩时，应考虑桩向前移动中斜坡上插桩，沉桩前应把桩向坡上挪移些。

⑥在群桩基础中沉桩，先沉入的桩已将土挤紧，继续插桩时桩位略靠已沉入的桩，挪移距离的大小应根据试桩情