第四节刚性扩大基础施工

刚性扩大基础施工 图2 18桥梁墩台基础定位 1 基础的定位放样 分为 水平定位和竖直定位竖直定位 定出墩台基础各部分的标高水平定位 定出基础在平面上的位置一般可首先定出桥梁的主轴线I I 然后定出墩台轴线1 1 2 2 3 3 4 4 最后详细定位 确定基础各部分尺寸 注意事项 1 刚性扩大基础的施工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 2 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 3 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 注意事项 4 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 1 0m 以方便设置排水沟及立模板和砌筑工作 5 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 施工时注意坑顶地面有无裂缝松散滑塌等现象 浅基础施工 一 砖基础施工1 做垫层 一般为灰土 碎砖三合土或混凝土等 2 基础弹线在垫层转角处 交接处及高低处立好基础皮数 弹线 3 砌筑砖基础先检查垫层质量 进行垫层面找平 砌筑时 可依皮数杆先在转角及交接处砌几皮砖 再在其间拉准线砌中间部分 其中第一皮砖应以基础底宽线为准砌筑 内外墙的砖基础应同时砌起 大放脚部分一般采用一顺一丁砌筑形式 浅基础施工 浅基础施工 二 毛石基础施工断面形式有阶梯形和梯形 浅基础施工 毛石基础砌筑前 先清除杂物 打好底夯 不宜采用混合砂浆 水泥砂浆用M2 5 M5级 在铺砌第一皮毛石时 基底如为素土 可不铺砂浆 基底如为各种垫层 应先铺4cm左右的砂浆 毛石砌到室内地坪以下5cm处 应设置防潮层 三 混凝土基础施工 验槽后应立即灌注垫层混凝土以保护基底 垫层混凝土宜用表面振动器振捣 要求表面平整 垫层达到一定强度后 在垫层上弹线 支模 绑扎钢筋 并确保钢筋保护层符合要求 在浇灌混凝土前 清除杂物 湿润模板 基础混凝土宜分层连续浇筑 基础上有插筋时应确保插筋位置正确 一 旱地上基坑开挖及围护 一 旱地上基坑开挖 适用 1 基坑较浅 地下水位较低或渗水量较少 不影响坑壁稳定时 此时可将坑壁挖成竖直或斜坡形 2 竖直坑壁只适宜在岩石地基或基坑较浅又无地下水的硬粘土中采用 3 在一般土质条件下开挖基坑时 应采用放坡开挖的方法 不设围护的基坑 基坑坑壁坡度表 不设围护的基坑 1 基坑开挖的工具 机械挖土和人工2 不设围护的基坑 竖直坑壁和放坡开挖3 对于渗水的基坑 一般按基底的平面尺寸 每边增宽0 5一1 0m 以便在基底外设置排水沟 集水坑和基础模板4 当基坑深度较大时 应在边坡中段加设宽为0 5一1 0m的平台 坑顶周围必要时应挖排水沟 以免地面水流人坑内 5 相邻基坑深浅不同时 按照先深后浅的顺序施工 二 有围护基坑 适用范围 当坑壁土质松软 边坡不易稳定 或放坡开挖受到现场的限制 或放坡开挖造成土方量过大时 宜采用加设围护结构的竖直坑壁基坑 保证了施工的安全 同时又可大量减少土方量 有围护基坑形式 1 挡板支护 支撑 2 钢木结合支护 支撑 3 板桩 墙 支护 支撑 4 混凝土 围圈 护壁 支撑 1 挡板支护 1 适用 挡板支撑适用于开挖面积不大 地下水位较低 挖基深度较浅的基坑 2 组成 垂直设置或水平横放 挡板支撑由立木 横仿 顶撑及衬板 挡板支护 挡板支护开挖注意事项 基坑开挖时 若坑壁土质密实 不会随挖随坍 可将基坑一次挖到设计标高 若坑壁土质较差或基坑较深 不能将基坑一次挖到设计标高沿着坑壁竖向撑以衬板 密排或间隔排 再在衬板上压以横木 中间用顶撑撑住 2 钢木结合支护 1 适用 当基坑深度在3m以上 或基坑过宽由于支撑过多而影响基坑出土时 2 支护方法 间隔1 5m左右打人一根工字钢或钢轨至坑底面以下1米以上 随着基坑下挖设置水平衬板lm左右 并以钢拉杆把型钢上端锚固于锚桩 并在型钢与衬板之间用木楔塞紧 钢木结合支护 3 板桩 墙 支护 板桩 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 板桩墙分无支撑式 图2 8a 支撑式和锚撑式 图2 8d 支撑式板桩墙按设置支撑的层数可分为单支撑板桩墙 图2 8b 和多支撑板桩墙 图2 8c 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 板桩墙支护 板桩墙支护 1 分类 有木 钢 钢筋混凝土三种木板桩 成本较低 容易加工制作 但强度较低 木材长度的限制 基坑深度在3一5m内时才采用 不适用于含卵石和坚硬的土层 木板桩施工程序 先沿基坑边外侧打人导桩装上两条水平导木 作为固板桩位置之用 板桩插在导木之间 按一定顺序方向 逐根将板桩打桩尖至少沉人基坑底面以下2m 木板桩施工程序 钢板桩优点 钢板桩强度大 能穿过坚硬的土层 碎卵石类土和风化岩层 紧密不易漏水 且能承受锁口拉力 可焊接接长 能重复使用 钢筋混凝土板桩 优点是耐久性好 缺点是制作复杂 重量大的深基础外 一般中小桥梁工程不采用 4 混凝土 围圈 护壁 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 为防止已浇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浇筑 以下各层均间隔开挖和浇筑 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 及时浇筑混凝土壁支护 采用 适用 直径D 1 5 10M 深度H 6 30M 混凝土护壁 预制或现浇混凝土护筒 保护坑顶 圆形基坑 护筒长1 2米 厚度10 40mm混凝土壁是现场浇筑的普通混凝土 壁厚较喷射混凝土大 一般为15cm 30cm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1m 1 5m 基坑平面 混凝土围圈护壁也是用混凝土环形结构承受土压力 圆形基坑 如图厚度变化 混凝土围圈护壁 1 适用 每层一般不超过2m2 施工方法 逐层下挖 立模 浇筑混凝土 模板上部留有浇筑窗口20cm 混凝土先通过窗口向内往下浇筑 当混凝土浇至窗口下缘后 再用压灌混凝土的办法 灌满窗口以上的部分 混凝土中应掺人早强剂 上下层之间插入钢筋一般24h之上方可拆模 喷射混凝土护壁 适用 土质较稳定 渗水量不大 深度小于10m 直径为6m 12m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 基本原理 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 采用掺有速凝剂的混凝土浆 用喷射器向坑壁喷射 使喷射的混凝土能早期与坑壁形成具有一定强度的支护层 形成环形混凝土护壁结构 以承受土压力 喷射混凝土护壁 1 对于流沙和淤泥层处理 在坑壁上打入小木桩或在打好成排的木桩上编制竹篱或者挂铁丝网 在有大量流砂之处塞以草袋 然后喷射15 20cm的混凝土 即可防坍塌 2 无水或少水的坑壁的处理 每层高度范围内 喷射混凝土应由下部向上部循环进行 这样对少量渗水的土层 一经喷护即能完全止水3 涌水的坑壁的处理 喷射混凝土则应由上而下循环进行 以保证新喷的混凝土不致被水冲坏 混凝土喷层厚度表cm 比较喷射混凝土护壁和现浇混凝土围圈护壁 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10m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15m 20m 除流砂及呈流塑状态粘土外 可适用于其它各种土类 喷射混凝土加固坑壁的施工程序 1 挖环形沟槽土模 做护筒 高出地面20cm 厚度 15 40cm 深度1 1 5m护筒略大于基坑直径2 护筒浇筑好3 5天后 然后开挖基坑 从中心向外挖 周壁力求园顺 每次下挖0 5 1 5m 坡度可以是垂直或者10 0 1的坡度 随即喷射混凝土护壁 挖一节喷一节 直至开挖深度 3 厚度 最小厚度不小于50mm 含水量较大时不小于80mm 最大不超过200mm 喷射之前应对护壁进行清理 清除松动石块 清除坑壁粉尘杂物 埋设控制厚度的的标志 分段 分片 由下而上 环形进行 第一次厚度不宜超过40mm 以适当厚度喷射 4 喷射终凝2h后 洒水养护 养护时间不小于7天 基坑达到设计标高基坑经检验合格后立即浇注基础 不宜等待时间过长 喷射混凝土砂浆材料的要求 1 水泥 硅酸盐水泥或者早强水泥 标号不小于3252 速凝剂 做实验 初凝时间不超过5min 终凝时间不超过10min 3 沙子 中砂 粗砂 含水量5 7 使用前过筛4 石子 碎石或卵石 级配良好5 水 喷射混凝土施工注意事项 1 配合比 实验 灰集比1 4 1 5 含沙量45 60 水灰比0 4 0 5 强度不低于C202 配套机具 3 开始喷射时要 先送风 后开机 再供料 结束时要先停料 再停水 再停风 因故中断时 要清理机具 4 喷射作业时 5 坑壁涌水 6 观察 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 常用的基坑排水方法有表面排水和井点法降低地下水位两种 表面排水 一 集水井降水法 施工方法 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 渗水量的估计方法 1 做抽水实验 2 经验公式估算 两者比较 A对于放坡开挖的基坑 Q q1 F1 q2 F2B对于板桩围护的基坑 Q KUHq 一 集水井降水法 这种排水方法设备简单 费用低 一般土质条件下均可采用 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 二 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 此时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对于淤泥和软粘性土效果较差 二 井点降水法 1 井点降水法的原理与作用轻型井点降水是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 在整个施工过程中保持不断抽水 以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 该法避免了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 轻型井点系统的主要设备 1 井点管 用直径为50mm的钢管 其下端头为长1一2m的滤管 滤管是在直径50mm的钢管上打直径10一15mm呈梅花形布置的孔 孔间距30一40mm 在管外用铅丝螺旋形缠绕起来 先包一层40目的细滤网 再包一层18目的粗滤网 滤网用铜网或尼龙网均可 滤网外再缠绕一层粗铁丝保护滤网 滤管下端装铸铁管靴 轻型井点系统的主要设备 2 集水管 短接头用内径为102一127mm的钢管分段连接 间隔1一2m设一个与井点管连接的短接头 3 连接管 用直径为40一50mm的胶皮管或塑料管 连接管上宜装阀门 便于检查 4 抽水装备 主要由真空泵 离心水泵和集水箱组成 离心水泵与真空泵分开 用两个电动机带动 第四节施工排水和人工降低地下水位 2 水泵性能的选择常用的有离心泵和潜水泵 井点的布置 若要求降水深度在4一5m 可用单排井点 降水深度要求大于6m 则可采用两级或多级井点 如基坑宽度小于5m 则可在地下水流的上游设置单排井点 当基坑面积较大可设置不封闭井点或封闭井点 如环形 U形 井点管距基坑壁不小于1一2m 井点管的间距为1 0一1 8m 不超过3m 井点降水法 平面布置 单排 基坑宽度小于6m 降水深度不超过5m 施工排水和人工降低地下水位 平面布置 环形 当基坑面积较大时 施工排水和人工降低地下水位 注意 降水系统接通后 试抽水 若无漏水 漏气和淤塞等现象 即可使用 控制真空度 不低于55 3 66 7kPa 管路井点有漏气时 能造成真空度达不到要求 为保证连续抽水 应配置双套电源 待基础浇筑回填后 才能拆除井点 冬季施工时 应对集水管作保温处理 高程布置 轻型井点降水深度 考虑抽水设备的水头损失以后 一般不超过6m 井点管埋入深度计算公式 H H1 h iLH1 井点管埋置面至坑底面的距离 m h 基坑底面至降低后的地下水位线的距离 m i 水力坡度 单排井点取1 4 环形井点取1 10 L 井点管至基坑中心的水平距离 m 4 轻型井点的施工 轻型井点的施工程序为敷设总管 冲孔埋设井点管 安装抽水设备 抽水试运转 1 井点管埋设一般采用冲孔法 用起重设备将冲管吊起 插在井点位置上 然后开动高压水泵 将土冲松 冲管则边冲边沉 冲孔直径一般为300mm 以保证井管四周有一定厚度的砂滤层 冲孔深度宜比滤管底深0 5m左右 以防冲管拔出时 部分土颗粒沉于底部而触及滤管底部 2 连接井点管与总管 集水管 连接管 橡胶管或者塑料管 防止漏气3 连接抽水系统 4 开动抽水系统抽水 真空表指示400mmHg时 地下水开始吸入到集水箱 开动离心泵 将水排出 真空表指示600mmHg时 表明排水量和地下水的吸入量接近平衡 施工注意事项 1 合理的排水规划 2 不间断进行 3 保证不漏气 4 抽水初期 抽水量的调节 清水 浑水5 真空度不够 出水量小的原因 6 注意防寒 基坑的检验 在基础浇筑前应进行验坑 检查是否符合设计要求 其内容包括 1 基坑底面标高和平面位置及平面尺寸是否与原设计相符 2 检查基底土质与设计资料是否相符 如有出入 应取样做土质分析试验 同时由施工单位及时会同有关部门共同研究处理办法 3 当坑底暴露的地质特别复杂 应变更基础设计方案 变更基础埋深或基础类型 属于下列情况之一者需应变更基础设计 小桥和涵洞基底的地基检验 1 直观 触探仪器 土质是否符合设计要求2 若有疑问 土的力学性质实验来鉴定土的承载力 或者钻探2 4m检查下卧层土质 3 对地基有严格要求 有不良地质状况 需做静载试验 4 加固后的地基需重新检验其强度 5 大桥要做静载试验等 基底检验合格后 作如下处理 1 在粘性土层上的基础 应铲平 不得用回填土夯实的办法处理 必要时可在基底夯入10cm以上的碎石层 碎石层顶面应低于基底标高 不得暴露过久 2 碎石土或沙土修整承重面后 在基础施工前铺一层2cm厚的水泥沙浆3 对未风化的岩层 应先将岩层面上的松散石块 淤泥 苔鲜等清除干净 若岩层倾斜 应将岩面凿平 基底检验合格后 作如下处理 4 对软硬不均匀的地层 应将软质土层挖除 使基础全部支承在硬土上 以避免基础发生不均匀下沉或倾斜5 坑底如发现有泉眼涌水 浸泡基坑 应立即堵塞 如用木棒塞住泉眼 或排水加以处理 不得任之 五 基础的浇筑及基坑的回填 基础的浇筑 一般处于干燥无水的情况下进行石砌基础在砌筑中应使石块大面朝下 外圈块石必须座浆 要求丁顺相间 以加强石块之间的连接混凝土基础的浇筑 应在终凝后才允许浸水 不浸水部分仍需养生 基础浇筑完成后 应检验质量和各部位尺寸是否符合设计要求选用好土回填基坑 并应分层夯实 回填层厚不大于30cm 基础的砌筑方法 1 石砌 2 混凝土 3 钢筋混凝土 三 水中基坑开挖时的围堰工程 围堰的含义 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 围堰的种类 土围堰 草 麻 袋围堰 木板桩围堰 钢板桩围堰 套箱围堰等 围堰的注意事项 1 围堰顶部标高至少应高出施工期间可能出现的最高水位0 5m以上2 围堰平面形状应与基础平面形状相符 围堰的迎水面应做成流线型 以利于减小水流阻力3 由于围堰的修筑 使河流过水断面缩小 流速增大 将引起较大集中冲刷