桥梁基础的施工1明挖扩大基础施工

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明挖扩大基础施工的主要内容包括基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。

(一)准备工作

在开挖基坑前,应做好复核基坑中心线、方向和高程,并应按地质水文资料,结合现场情况,决定开挖坡度、支护方案以及地面的防水、排水措施。

放样工作系根根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线,推出基础边线的定位点,再放线画出基坑的开挖范围。基坑底部的尺寸较设计平面尺寸每边各增加0.5~1.0m的富余量,以便于支撑、排水与立模板(如果是坑壁垂直的无水基坑坑底,可不必加宽,直接利用坑壁作基础模板亦可)。

(二)基坑开挖

1.坑壁不加支撑的基坑

对于在干涸无水河滩、河沟中,或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中,在地下水位低于基底,或渗透量少,不影响坑壁稳定;以及基础埋置不深,施工期较短,挖基坑时,不影响邻近建筑物安全的施工场所,可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。

(1)基坑尺寸应满足施工要求。当基坑为渗水的土质基底,坑底尺寸应根据排水要求(包括排水沟、集水井、排水管网等)和基础模板设计所需基坑大小而定。一般基底应比基础的平面尺寸增宽O.5~1.Om。当不设模板时,可按基础底的尺寸开挖基坑。(17年教材变化点)

(2)基坑坑壁坡度应按地质条件、基坑深度、施工方法等情况确定。(17年教材变化点)

(3)如土的湿度有可能使坑壁不稳定而引起拥塌时,基坑坑壁坡度应缓于该湿度下的天然坡度。

(4)当基坑有地下水时,地下水位以上部分可以放坡开挖;地下水位以下部分,若土质易拥塌或水位在基坑底以上较高时,应采用加固或降地下水位等方法开挖。(17年教材变化点)

2.坑壁有支撑的基坑

(1)当基坑壁坡不易稳定并有地下水,或放坡开挖场地受到限制.或基坑较深、放坡开挖工程数量较大,不符合技术经济要求时,可根据具体情况,采取加固坑壁措施,如挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。

(1)挡板支护

基坑开挖较深,坑壁不易稳定,并有地下水影响或放坡受到限制以及放坡工程量大时,可视具体情况,采取挡板支护措施。

选用挡板支护挡土、防水时,需要参照以下因素确定:

①基坑的平面尺寸、开挖深度、防水、抗渗和基坑施工的要求;

②地基的工程地质情况(包括土层的物理、力学性质及地下水的情况);

③对临近结构物的影响程度。

④施工设备、技术和材料供应的可能性;

⑤造价、工期方案的选择。

采取简易钢板桩支护,基坑开挖深度不宜大于4m。在渗水量不大的情况下,可用槽钢正反扣搭,组成挡板。也可采用H型钢、工字钢打入地基一定深度,挖土时可插横板挡土。钢板桩入土深度应按照设计要求,当设计无要求时,应按挡板受力情况予以验算,在木材产地亦可以木板桩代替钢板桩。

地下水位较高,基坑开挖深度为5~10m时,宜用锁扣钢板桩或锁扣钢管桩。

钢板桩挡板受力过大时,应加设临时支撑。支撑形式可根据实际情况选用拉锚和支撑式中的任何一种形式,以加固挡板。

(2)喷射及锚杆加固

当基坑受条件的限制,开挖深度大,只能垂直或大坡度开挖,在地基土质较好、渗水量较小的情况下,可用喷射混凝土或锚杆(错索)挂网喷射混凝土加固基坑坑壁,逐层开挖,逐层加固。

当基坑为不稳定的强风化岩质地基或淤泥质粘土时,可用锚杆挂网喷射混凝土护坡。基坑开挖深度小于10m的较完整风化基岩,可直接喷射素混凝土。喷射前应定距离埋设钢筋,作为喷射厚度的标志。

喷射混凝土的强度、厚度应不小于设计值。混凝土的回弹率不应大于20%,混凝土应用机械搅拌和专用机械喷射。

当用锚杆挂网喷射混凝土支护时,各层锚杆或锚索要求进入稳定层的长度和间距、钢筋的直径或钢绞线的束数,应符合设计要求。

喷射完成后,检查混凝土的平均厚度、强度,其值均不得小于设计要求,锚杆的平均抗拔力不小于设计值,最小拔力不小于设计值的90%。混凝土喷射表面应平j顷,钢筋和锚杆不外露。

(三)基坑排水

桥梁基础施工中常用的基坑排水方法有;

1.集水坑排水法。除严重流沙外,一般情况下均可适用。

2.井点降水法。井点降水法适用土质较差且有严重流沙现象、细(粉)砂、地下水位较高、有承压水、挖基较深、坑壁不易稳定的土质基坑,在元砂的粘质土中不宜使用。(17年教材变化点)

3.其他排水法。对于土质渗透性较大、挖掘较深的基坑,可采用板桩法或沉井法。此外,视工程特点、工期及现场条件等,还可采用帷幕法,即将基坑周围土层用硅化法、水泥灌浆法、沥青溜浆法及冻结法等处理成封闭的不透水的帐幕。

(四)基底检验和基底处理

1.基底检验:主要内容应包括:检查基底平面位置、尺寸大小,基底标高;检查基底土质均匀性,地基稳定性及承载力等:检查基底处理和排水情况;检查施工日志及有关试验资料等等。按《桥涵施工技术规范》的要求,基底平面周线位置允许偏差不得大于20cm,基底标高不得超过:+5cm(土质)、+5cm~-20cm(石质)。

基底检验根据桥涵大小、地基土质复杂情况(如溶洞、断层、软弱夹层、易熔岩等)及结构对地基有无特殊要求等,按以下方法进行:

(1)小桥涵的地基,一般采用直观或触探方法,必要时进行土质试验。特殊设计的小桥涵对地基沉陷有严格要求,且土质不良时,宜进行荷载试验。对经加固处理后的特殊地基,一般采用触探或作密实度检验等。

(2)大、中桥和填土12m以上涵洞的地基,一般由检验人员用直观、触探、挖试坑或钻探(钻深至少4m)试验等方法,确定土质容许承载力是否符合设计要求。对地质特别复杂,或在设计文件中有特殊要求,或虽经加固处理又经触探、密实度检验后尚有疑问时,需进行荷载试验,确认符合设计要求后,方可进行基础结构物施工。

2.基底处理

基底处理的主要方法有:换填土法、桩体挤密法、砂井法、袋装砂井法、预压法加固地基、强夯法、电渗法、振动水冲法、深层搅拌桩法、高压喷射注浆法、化学固化剂法等。对于一般软弱地基土层加固处理方法可归纳为四种类型,即

(1)换填土法:将基础下软弱土层全部或部分挖除,换填力学物理性质较好的土;

(2)挤密土法:用重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板等方法,使软弱土层挤压密实或排水固结;

(3)胶结土法:用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法,使土壤颗粒胶结硬化,改善土的性质;

(4)土工聚合物法: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。

(五)基坑施工过程中注意要点

1.在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟,并防止水沟渗水,以避免地表水冲刷坑壁,影响坑壁稳定性。

2.坑壁边缘应留有护道,静荷载距坑边缘不小于0.5m,动荷载距坑边缘不小于1.0m;垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽;水文地质条件欠佳时应有加固措施。

3.应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝,坑壁有无松散塌落现象发生。

4.基坑施工不可延续时间过长,自开挖至基础完成,应抓紧时间连续施工。

5.如用机械开挖基坑,挖至坑底时,应保留不小于30cm厚度的底层,在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高。

6.基坑应尽量在少雨季节施工。

7.基坑宜用原土及时回填,对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑,则应分层夯实。

(六)基坑开挖边坡失稳的主要原因

基坑开挖边坡失稳一般由以下几种情况引起:

1.基坑深度过大,而坑壁坡度较陡。

2.对于湿土而言,坑壁坡度陡于该湿度下的天然坡度。

3.地下水以下部分开挖,土质易坍塌却没有增设加固措施。

4.基坑四周没有设置截水沟、排水沟拦截地表径流。

5.弃土位置距基坑太近甚至放在基坑四周。

6.在粗、细砂质土层中,水的渗流会挟带细砂颗粒流动,破坏土体结构,引起基坑壁坍塌。

7.施工延续时间过长。

8.施工所用大型设备在坑周边重复作业或振动较大等。

(七)边坡失稳的预防及处理措施

1.基坑开挖之前,应先做好地面排水系统,在基坑顶外缘四周应向外设置排水坡或设置防水梁,并在适当距离设截水沟,且应防止水沟渗水,避免影响坑壁稳定。

2.坑顶边缘应有一定的距离作护道,堆载距坑缘不小于1.0m,动载(包括机械及机械通道)距坑缘不小于1.0m,垂直坑壁坑缘边的护道还应适当增宽,堆置弃土的高度不得超过1.5m。

3.挖基经过不同土层时,边坡可分层而异,视情况留平台。

4.在施工过程中注意观察坑缘顶面有无裂缝,坑壁有无松散塌落现象。

5.对地质情况发生变化的地层应及时增设支护;水文地质条件欠佳时应提前采取加固措施。

6.基坑自开挖起,应抓紧连续不断施工直至基础完成,施工时间绝不可延续太长。

7.严格按规范、图纸施工。

8.基坑应尽量安排在少雨季节施工。

若基坑开挖边坡不稳出现坍塌时,要认真分析其原因,及时处理。其处理方法主要是增设抗滑桩或木板支护、钢板桩支护、锚桩式支护、锚锭板支护、喷锚支护等;待边坡稳定后,进行清理或继续施工,并尽快完成基础施工。

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