明挖基础与沉井基础施工和养护

明挖基础

在桥梁工程中，基础大致可分为明挖基础、桩基础、沉井基础、地下连续墙等。

（一）明挖基础

明挖基础施工的顺序是开挖基坑，对基底进行处理（当地基的承载力不满足设计要求时需对地基进行加固），然后砌筑圬工或立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土。其中，开挖基坑是施工中的一项主要工作，而在开挖过程中，必须解决挡土与止水的问题。当土质坚硬时，对基坑的坑壁可不进行支护，仅按一定坡度要求进行开挖。在采用土、石围堰（或土质疏松的情况下），一般应对开挖后的基坑坑壁进行支护加固，以防止坑壁坍塌。支护的方法有挡板支护加固、混凝土及喷射混凝土加固等。

明挖基础施工的难易程度与地下水处理的难易有关。当地下水位高于基础的设计底面较高时，施工时则必须采取止水措施，如打钢板桩或考虑采用集水坑用水泵排水、深井排水及井点法等使地下水位降低至开挖面以下，以使开挖工作能顺利进行。还可采用化学灌浆法及帷幕法进行止水或排水。但明挖基础的各种施工方法都有各自特有的制约条件，因此在选择时应特别注意。

（二）桩基础

桩是深入土层的桩形构件，其作用是将作用于桩顶以上的荷载传递到土体中的较深处。

根据不同情况，桩可以有不同的分类法。按成桩方法分类如下：

1.沉入桩

沉入桩是将预制桩用锤击打或振动法沉入地层至设计要求高程的一种桩基础。

沉入桩的主要施工方法有：

（1）锤击沉桩法。锤击沉桩是以桩锤（落锤、柴油锤、气动锤、液压锤等）锤击预制桩的桩头而将桩沉入地下土层中的施工方法。

（2）振动沉桩法。振动沉桩法是采用振动沉桩机（振动锤）将桩沉入地层的施工方法。

（3）静力压桩法。静力压桩法是借助专用桩架自重、配重或结构物自重，通过压梁（或压桩）将整个桩架自重、配重（或结构物反力），以卷扬机滑轮组（或电动油泵液压方式）施加在桩顶（或桩身）上，当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达到动态平衡时，桩在自重和静压力作用下逐渐沉入地基土中。

（4）辅助沉桩法：

① 射水辅助沉桩法。射水辅助沉桩是利用在桩尖处设置冲射管喷出高压水，冲刷桩尖处的土体，在桩尖周围地基松动、摩擦阻力减少的同时，使桩受自重以及锤击、振动、静压等作用而下沉的施工方法。这种施工方法只能作为锤击、振动和静力压桩的辅助手段，而不允许单独使用。

② 预钻孔辅助沉桩法。预钻孔辅助沉桩是预先在桩位进行钻孔取土，然后以锤击、振动、静压等方法进行沉桩的一种施工方法。

（5）沉管灌注法。沉管灌注法是采用锤击或振动法将钢管沉入土内，然后在管内灌注混凝土，边灌边拔管而形成桩的一种施工方法。

2.灌注桩(www.xing528.com)

灌注桩，是在现场采用钻孔机械（或人工）将地层钻挖成预定孔径和深度的孔后，将预制成一定形状的钢筋骨架放入孔内，然后在孔内灌入流动的混凝土而形成桩基。

灌注桩通常有以下几种成孔施工方法：

（1）螺旋钻机成孔法。此法利用长螺旋（或短螺旋）钻机成孔，不采用任何护壁措施。这种施工方法基本没有噪声和振动的污染。因不采取护壁措施，故仅适用于无地下水的地层，且桩长有一定限制。螺旋钻孔机一般不能穿过卵石、砾石地层。

（2）潜水钻机成孔法。采用潜水钻机钻进成孔，钻孔作业时，钻机主轴连同钻头一起潜入水中，由轴底动力直接带动钻头钻进。

（3）冲击钻机成孔法。此法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内将钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击功能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒或其他方法将钻渣岩屑排出。

桩基础

（4）正循环回转法。此法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，钻进时用泥浆护壁、排渣。泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口，溢进沉淀池后，返回泥浆池中净化，再供使用。这样，泥浆在泥浆泵、钻杆、钻孔和泥浆池之间反复循环运行。

（5）反循环回转法。反循环回转是在桩顶处设置比桩径大15% 左右的护筒，护筒内的水位要高出地下水位2 m以上，以确保孔壁的任何部位均保持0.02 MPa以上的静水压力，防止孔壁坍塌，然后用旋转钻头连续削孔；与此同时，通过循环水将所削出的岩土钻渣由钻杆内部排至孔外。

（6）冲抓钻机成孔法。冲抓钻机成孔是利用钻机冲抓锥张开的锥瓣向下冲击切入土石中，收紧锥瓣将土石抓入锥中，然后提升至孔外卸去土石，再向孔内冲击抓土，如此循环钻进成孔，孔中泥浆起护壁作用。

（7）人工挖孔法。此法是用人力挖土形成桩孔。在向下挖进的同时，对孔壁进行支护，以保证施工安全，然后在孔内安放钢筋骨架，灌注混凝土而形成桩基。

（三）沉井基础

沉井基础是一种断面和刚度均比桩大得多的筒状结构。施工时在现场重复交替进行构筑和开挖井内土方，使之沉落到预定支承地基上。在岸滩或浅水中建造沉井时，可采用“筑岛法”施工；在深水中建造时，则可采用浮式沉井，先将其浮运至预定位置，再进行下沉施工。按材料、形状和用途的不同，可将沉井分成很多种类型，但各种沉井基础有以下共同特点：

（1）沉井基础的适宜下沉深度一般为10～40 m。

（2）与其他基础形式相比，沉井基础的抗水平力作用能力及竖直支承力均较大，且由于刚度大，其变位较小。

沉井基础施工的难点在于沉井的下沉，主要是通过从井孔内除土，清除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力后，依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分为排水开挖下沉和不排水开挖下沉，但其基本施工方法应为不排水开挖下沉，只有在稳定的土层中，而且渗水量不大时，才采用排水开挖法下沉。

（四）地下连续墙

地下连续墙是用膨润土泥浆进行护壁，在防止开挖壁面坍塌的同时在设计位置开挖出一条狭长端圆的深槽，然后将钢筋骨架放入槽内并灌注水下混凝土，从而在地下形成连续墙体的一种基础形式。