桥梁浅基础施工.doc

最新资料，word文档，可以自由编辑！精品文档下载 【本页是封面，下载后可以删除!】浅基础施工天然地基上的基础，由于埋置深度不同，采用的施工方法、基础结构形式和设计计算方法也不相同，因而分为浅基础和深基础两类。浅基础埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故有时称按此法施工的基础为明挖基础。浅基础在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。在深水中修筑基础，有时也可以采用深水围堰清除覆盖层，按浅基础形式将基础直接放在基岩上。但施工方法较复杂，可采用明挖的方法进行基坑开挖，开挖工作应尽量在枯水或少雨季节进行，且不宜间断。基坑挖至基底设计标高应立即对基底土质及坑底情况进行检验，验收合格后应尽快修筑基础，不得将基坑暴露过久。基坑可用机械或人工开挖，接近基底设计标高应留30cm高度由人工开挖，以免破坏基底土的结构。基坑开挖过程中要注意排水，基坑尺寸要比基底尺寸每边大0.5m一1.0m，以方便设置排水沟及立模板和砌筑工作。基坑开挖时根据土质及开挖深度对坑壁予以围护或不围护，围护的方式有多种多样。水中开挖基坑还需先修筑防水围堰。1.无围护基坑当基坑较浅，地下水位较低或渗水量较少，不影响坑壁稳定时，坑壁可不加围护，此时可将坑壁挖成竖直或斜坡形。竖直坑壁只有在岩石地基或基坑较浅又无地下水的硬粘土中采用。在一般土质条件下开挖基坑时，应采用放坡开挖的方法，基坑深度在5m以内，施工期较短，地下水在基底以下，且土的湿度接近最佳含水量，土质构造又较均匀时，基坑坡度可参考下表选用。如地基土的湿度较大可能引起坑壁坍塌时，坑壁坡度应适当放缓。基坑顶缘有动荷载时，基坑顶缘与动荷载之间至少应留1m宽的护道，如地质水文条件较差，应增宽护道或采取加固等措施，以增加边坡的稳定性。基坑深度大于5m时，可将坑壁坡度适当放缓或加设平台。 2.有围护基抗当基坑较深，土质条件较差，地下水影响较大或放坡开挖对临近建筑有影响时，应对坑壁进行围护。目前护壁方法很多，选择护壁的方法与开挖深度、土质条件及地下水位高低、施工技术条件、材料供应等有密切关系，现仅就目前常用的方法介绍如下：1)板桩墙支护板桩是在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深度，然后边挖边设支撑，开挖基坑过程中始终是在板桩支护下进行。板桩材料有木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。木板桩易于加工，但我国除林区以外现已很少采用。钢筋混凝土板桩耐久性好，但制造复杂且重量大，防渗性能差，修建桥梁基础也很少采用。钢板桩由于板薄，强度又大，能穿过较坚硬土层，锁口紧密，不易漏水，还可以焊接接长并能重复使用，且断面形式较多，可适应不同形状基坑。上述特点使钢板桩应用较广泛，但价格较贵。 板桩墙分无支撑式(图a)、支撑式和锚撑式(图d)。无支撑式板桩墙由于墙身位移较大，仅适用于基坑较浅的情况，且要求板桩有足够的入土深度，以保持板桩墙的稳定。支撑式板桩墙按设置支撑的层数可分为单支撑板桩墙(图b)和多支撑板桩墙(图c)。由于板桩墙多应用于较深基坑的开挖，故多支撑板桩墙应用较多。 2)喷射混凝土护壁喷射混凝土护壁，宜用于土质较稳定，渗水量不大，深度小于lOm，直径为6m12m的圆形基坑。对于有流砂或淤泥夹层的土质，也有使用成功的实例。喷射混凝土护壁的基本原理是以高压空气为动力，将搅拌均匀的砂、石、水泥和速凝剂干料，由喷射机经输料管吹送到喷枪，在通过喷枪的瞬间，加入高压水进行混合，自喷嘴射出，喷射在坑壁，形成环形混凝土护壁结构，以承受土压力。采用喷射混凝土护壁时，可根据土质和渗水情况等情况坑壁可以接近陡立或稍有坡度，每开挖一层喷护一层，每层高度为1m左右，土层不稳定时应酌减；渗水较大时不宜超过0.5m。混凝土的喷射顺序，对无水、少量渗水坑壁可由下向上一环一环进行；对渗水较大坑壁，喷护应由上向下进行，以防新喷的混凝土被水冲流；对有集中渗出的股水的基坑，可从无水或水小处开始，逐步向水大处喷护，最后用竹管将集中的股水引出。喷射作业应沿坑周分若干区段进行，区段长度一般不超过6m。喷射混凝土厚度主要取决地质条件，渗水量大小，基坑直径和基坑深度等因素。根据实践经验，对于不同土层，可取下列数值：一般粘性土、砂土和碎卵石类土层，如无渗水，厚度为3cm8cm；如有少量渗水，厚度为5cml0cm；对稳定性较差的土，如淤泥、粉砂等，如无渗水，厚度为l0cm15cm；如有少量渗水，厚度为15cm；当有大量渗水时，厚度为15cm20cm。一次喷射是否能达到规定的厚度，主要取决于混凝土与土之间的粘结力和渗水量大小。如一次喷射达不到规定的厚度，则应在混凝土终凝后再补喷，直至达到规定厚度为止。喷射混凝土应当早强、速凝、有较高的不透水性，且其干料应能顺利通过喷射机。水泥应用硬化快，早期强度高、保水性能较好的硅酸盐水泥或普通水泥，其标号不宜低于325号；粗集料最大粒径要严格控制在喷射机允许范围；细集料宜用中砂，应严格控制其含水量在46之间。当含水量小于4。时混合料易胶结，堵塞管路，或使喷射效果显著降低；当含水量大于6时，混合料容易在喷射过程中离析，从而降低混凝土强度，并产生大量粉尘污染环境，危害工人健康。混凝土水灰比为0.40.5，水泥与骨料比为1：41：5，速凝剂掺量为水泥用量的24，掺入后停放时间不应超过20min。混凝土初凝时间宜不大于5min，终凝时间不大于10min。经过对喷射混凝土试件进行抗压试验，7d后其抗压强度一般达13700kPa，最高达26300kPa。3)混凝土围圈护壁喷射混凝土护壁要求有熟练的技术工人和专门设备，对混凝土用料的要求也较严，用于超过lOm的深基坑尚无成熟经验，因而有其局限性。混凝土围圈护壁则适应性较强，可以按一般混凝土施工，基坑深度可达15m20m，除流砂及呈流塑状态粘土外，可适用于其它各种土类。 混凝土围圈护壁，也是用混凝土环形结构承受土压力，但其混凝土壁是现场灌筑的普通混凝土，壁厚较喷射混凝土大，一般为15cm30cm，也可按土压力作用下环形结构计算。采用混凝土围圈护壁时，基坑自上而下分层垂直开挖，开挖一层后随即灌注一层混凝土壁。为防止已灌筑的围圈混凝土施工时因失去支承而下坠，顶层混凝土应一次整体灌筑，以下各层均间隔开挖和灌筑，并将上下层混凝土纵向接缝错开。开挖面应均匀分布对称施工，及时灌筑混凝土壁支护，每层坑壁无混凝土壁支护总长度应不大于周长的一半。分层高度以垂直开挖面不坍塌为原则，一般顶层高2m左右，以下每层高lm1.5m。围圈混凝土应紧贴坑壁灌筑，不用外模，内模可做成圆形或多边形。施工中注意使层、段间各接缝密贴，防止其间夹泥土和有浮浆等而影响围圈的整体性。围圈混凝土一般采用15号早强混凝土。为使基坑开挖和支护工作连续不间断地进行，一般在围圈混凝土抗压强度到达2500kPa强度时，即可拆除模板，让它承受土压力。 和喷射混凝土护壁一样，要防止地面水流入基坑，要避免在坑顶周围土的破坏棱体范围内有不均匀附加荷载。目前也有采用混凝土预制块分层砌筑来代替就地灌筑的混凝土围圈，它的好处是省去现场混凝土灌筑和养护时间，使开挖与支护砌筑连续不间断进行，且围圈混凝土质量容易得到保证。 此外，在软弱土层中的较深基坑以深层搅拌桩、粉体喷射搅拌桩、旋喷桩等，按密排或格框形布置成连续墙以形成支挡结构代替板桩墙等，较常用于市政工程、工业与民用建筑工程，桥梁工程也有使用成功的报道。在一些基础工程施工中，对局部坑壁的围护也常因地制宜就地取材采用多种灵活的围护方法。在浅基坑中，当地下水影响不大时，也可使用木档板支撑(路桥施工除在特定条件下，现较少采用)，此处均不再一一介绍。 二、基坑排水基坑如在地下水位以下，随着基坑的下挖，渗水将不断涌集基坑，因此施工过程中必须不断地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的砌筑与养护。目前常用的基坑排水方法有表面排水和井法降低地下水两种。1.表面排水法它是在基坑整个开挖过程及基础砌筑和养护期间，在基坑四周开挖集水沟汇集坑壁及基底的渗水，并引向一个或数个比集水沟挖得更深一些的集水坑。集水沟和集水坑应设在基础范围以外，在基坑每次下挖以前，必须先挖沟和坑，集水坑的深度应大于抽水机吸水龙头的高度，在吸水龙头上套竹筐围护，以防土石堵塞龙头。这种排水方法设备简单、费用低，一般土质条件下均可采用。但当地基土为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细粒土层时，由于抽水会引起流砂现象，造成基坑的破坏和坍塌，因此当基坑为这类土时，应避免采用表面排水法。2.井点法降低地下水位对粉质土、粉砂类土等如采用表面排水极易引起流砂现象，影响基坑稳定，可采用井点法降低地下水位排水。根据使用设备的不同，主要有轻型井点、喷射井点、电渗井点和深井泵井点等多种类型，可根据土的渗透系数，要求降低水位的深度及工程特点选用。 轻型井点降水布置示意如图所示，即在基坑开挖前预先在基坑四周打入(或沉入)若干根井管，井管下端1.5m左右为滤管，上面钻有若干直径约2mm的滤孔，外面用过滤层包扎起来。各个井管用集水管连接并抽水。由于使井管两侧一定范围内的水位逐渐下降，各井管相互影响形成了一个连续的疏干区。在整个施工过程中仍不断抽水，保证在基坑开挖和基础砌筑的整个过程中基坑始终保持着无水状态。用这种方法降低地下水的特点是井管范围内的地下水不从基坑的四周边坡和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而可以避免发生流砂和边坡坍塌现象，且由于流水压力对土层还有一定的压密作用。在滤管部分包有铜丝过滤网，以免带走过多的土粒而引起土层潜蚀现象。井点法降低地下水位适用于渗透系数为(0.180)md的砂土。对于渗透系数小于0.1m/d的淤泥、软粘土等则效果较差，需要采用电渗井点排水或其它方法。 三、水中基坑开挖及围堰工程在水中修筑桥梁基础时，开挖基坑前需在基坑周围先修筑一道防水围堰，把围堰内水排干后，再开挖基坑修筑基础。如排水较困难，也可在围堰内进行水下挖土，挖至预定标高后先灌注水下封底混凝土，然后在抽干水继续修筑基础。在围堰内不但可以修筑浅基础，也可以修筑桩基础等。水中围堰的种类很多，有土围堰，草（麻）袋围堰，钢板桩围堰，双壁钢围堰还有地下连续墙围堰等，各种围堰都应符合以下要求：1)围堰顶面标高应高出施工期间可能出现的最高水位0.5m以上，有风浪时应适当加高。2)修筑围堰将压缩河道断面，使流速增大引起冲刷，或堵塞河道影响通航，因此要求河道压缩二般不超过流水断面积的30。对两边河岸河堤或下游建筑物有可能造成危害时，必须征得有关单位同意并采取有效防护措施。3)围堰内尺寸应满足基础施工要求，留有适当工作面积，由基坑边缘至堰脚距离一般不少于lm。4)围堰结构应能承受施工期间产生的土压力、水压力以及其他可能发生的荷载，满足强度和稳定要求。围堰应具有良好的防渗性能。1.土围堰和草袋围堰在水深较浅(2m以内)，流速缓慢，河床渗水较小的河流中修筑基础可采用土围堰或草袋围堰。土围堰宜用粘性土填筑，缺粘性土时，也可用砂土类填筑，但须加宽堰身以加大渗流长度，砂土颗粒越大堰身越要加厚。围堰断面应根据使用土质条件，渗水程度及水压力作用下的稳定确定。若堰外流速较大时，可在外侧用草袋柴排防护。 此外，还可以用竹笼片石围堰和木笼片石围堰做水中围堰，其结构由内外二层装片石的竹(木)笼中间填粘土心墙组成。粘土心墙厚度应不小于2m。为避免片石笼对基坑顶部压力过大，并为必要时变更基坑边坡留有余地，片石笼围堰内侧一般应距基坑顶缘3m以上。 2.钢板桩围堰当水较深时，可采用钢板桩围堰。修建水中桥梁基础常使用单层钢板桩围堰，其支撑(一般为万能杆件构架，也有采用浮箱拼装)和导向(由槽钢组成内外导环)系统的框架结构称“围囹”或“围笼”。 钢板桩围堰一般适用于河床为砂土、碎石土和半干硬性粘土，并可嵌入风化岩层。围堰内抽水深度最大可达20m左右。在深水中进行钢板桩围堰施工时，先在岸边驳船上拼装围囹，然后运到墩位抛锚定位，在围囹中打定位桩，将围囹挂在定位桩上作为施工平台，撤除驳船，沿导环插打钢板桩。插桩顺序应能保证钢板桩在流水压力作用下紧贴围囹，一般自上游靠主流一角开始分两侧插向下游合拢，并使靠主流侧所插桩数多于另一侧。插打能否顺利合拢在于桩身是否垂直和围堰周边能否为钢板桩数所均分。插打合拢后再将钢板桩打至设计标高。打桩顺序应由合拢桩开始分两边依次进行。如钢板桩垂直度较好，可一次打桩至要求的深度，若垂直度较差，宜分两次施打，即先将所有桩打入约一半深度后，再第二次打到要求深度。 打钢板桩所用桩锤一般使用复打汽锤，下配桩帽，用吊机吊置于桩上锤击。为加速打桩进度并减少锁口渗漏，宜事先将23块钢板桩拼成一组。组拼时，在锁口内填充防水混合料，其配合比可为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1，咬合的锁口再用棉絮、油灰嵌缝严密，与封底混凝土接触的钢板桩面涂防水混合料作为隔离层，以减小后来拔桩时的阻力。组拼时每隔3m6m，以与围堰弧度相同的夹具夹紧，要求组拼后的钢板桩两端都平齐，误差不大于3mm，每组上下宽度一致，误差不大于30mm。钢板桩围堰在使用过程中应防止围堰内水位高于围堰外水位，一般可在低于低水位处设置连通管，到围堰内抽水时，再予以封闭。围堰内抽水到各层支撑导梁处，应逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧，使导梁受力均匀。围堰内除土一般采用150-250空气吸泥机进行，吸泥达到预计标高就可清底灌注水下混凝土封底，然后在围堰内抽水，水抽干后在封底混凝土顶面清除浮浆和污泥后修筑基础及墩身，墩身出水后就可拆除钢板桩围堰，继续周转使用。围堰使用完毕，拔除钢板桩时，应先将钢板桩与导梁间焊接物切除，再在围堰内灌水至高出围堰外水位lm15m，使钢板桩较易与水下混凝土脱离。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动后拔高lm2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高lm2m，使其都松动后，再从下游开始分两侧向上游依次拔除。3.双壁钢围堰 在深水中修建桥梁基础还可以采用双壁钢围堰。双壁钢围堰一般做成圆形结构，它本身实际上是个浮式钢沉井。井壁钢壳是由有加劲肋的内外壁板和若干层水平钢桁架组成，中空的井壁提供的浮力可使围堰在水中自浮，使双壁钢围堰在漂浮状态下分层接高下沉。在两壁之间设数道竖向隔舱板将圆形井壁等分为若干个互不连通的密封隔舱，利用向隔舱不等高灌水来控制双壁围堰下沉及调整下沉时的倾斜。井壁底部设置刃脚以利切土下沉。如需将围堰穿过覆盖层下沉到岩层而岩面高差又较大时，可做成如图所示高低刃脚密贴岩面。双壁围堰内外壁板间距一般为1.2m1.4m，这就使围堰刚度很大，围堰内无需设支撑系统。图示为长江一座大桥所用双壁围堰的结构与构造。双壁围堰根据起重运输条件，可以分节整体制造，也可以分层分块制造。目前采用双壁钢围堰修建的大型桥梁深水基础，大都将基础放在岩盘上用钻孔嵌岩后，在孔内安放钢筋笼灌注混凝土与岩盘牢牢结合在一起，故称这种方法修筑的基础为“双壁围堰钻孔基础”双壁围堰钻孔基础施工程序为：1.在拼装船上拼装底节钢壳；2.将拼装船及导向船拖拽到墩位抛描定位； 3.吊起底节钢壳撤除拼装船，将底节钢壳吊放下水，漂浮在水中；4.逐层接高(焊接)钢壳，并向中空的钢壳双壁内灌水，使它下沉到河床定位；5.在围堰内吸泥使它下沉，围堰重量不足时，可在双壁腔内填充水下混凝土加重，直到刃脚下沉到设计标高；6.潜水工下水将刃脚底空隙用垫块填塞，并清基；7.在围堰顶部安装施工平台，在底部安装钻孔钢护筒；8.灌注水下封底混凝土；9.钻孔嵌岩，在孔内安放钢筋笼，再在孔内灌注水下混凝土；10.围堰内抽水后灌注基础混凝土，再修筑墩身；11.墩身出水后，在水下切割河床以上部分的钢壳围堰吊走倒用到修建下一个桥墩基础重复使用。 双壁围堰钻孔基础是在钢板桩围堰、浮式钢沉井和管柱基础等多种深水基础施工技术上发展起来的。九江长江大桥，其正桥57号墩均为双壁围堰钻孔基础，围堰外径19.4m19.8m，内径17m，井壁厚1.2m1.4m，围堰高度为29.2m42.3m，双壁钢围堰钢壳分为8个隔舱，围堰内设89个25m的钻孔基础。由于双壁钢围堰刚度较大，强度较高，所以能承受很大的水头差(30m以上)，既能承受向内的压力也能承受向外的压力，故能渡洪(不怕洪水淹没围堰)。围堰内无支撑体系，工作面开阔，吸泥下沉、清基钻孔、灌注水下混凝土均很方便。由于双壁钢壳在施工中仅起围堰作用，因而部分钢壳可以水下割除回收重复使用。此外，双壁围堰通过若干个大直径钻孔基础与岩盘牢固结合，从而避免了沉井基础水下大面积清基和穿过风化岩层的缺点。它的这些优点给修建深水基础带来很大方便，因而常为一些大型桥梁深水墩基础所采用。图示为长江上一大桥水中桥墩和长江上另一斜拉桥塔墩采用的双壁围堰钻孔基础。4.地下连续墙围堰 地下连续墙是近几十年来伴随着钻孔灌注桩施工技术在地下工程和基础工程施工中发展起来的一项新技术，它既可是结构物基础的一部分，也可在修筑施工中起围堰支护基坑的作用，目前已在修建桥梁基础中得到应用。关于地下连续墙的介绍详见第四节。 精品word文档可以编辑（本页是封面）【最新资料 Word版 可自由编辑！】