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四川眉山桥梁拆除旱地浅基础施工

futao 桥梁拆除 2019-04-22 772 0
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四川眉山桥梁拆除旱地浅基础施工

(一)基坑开挖及坑壁围护

基坑开挖可采用人工开挖和机械开挖。人工开挖应正确地规定挖土工人数,使每个人有一个适当的工作面,注意弃土的堆放不影响坑壁稳定和妨碍施工。机械开挖生产效率高,节省劳动力,但要注意机械行走时不要引起坑壁坍塌,要距离坑缘不小于2.0m。机械开挖当距基底高程0.3~0.5m时,余下深度应人工开挖,以免破坏基底土的结构。基坑应避免超挖,已经超挖或松动部分,应将松动部分清除。基坑开挖后最好马上砌筑基础,如不能连续施工时,在基底高程以上应预留0.1~0.2m的保护土层,待基础砌筑时再人工铲平,以免地基土长时间暴露、扰动或浸泡而削弱地基承载力

基坑开挖前应根据水文、地质、开挖方式及施工环境条件等因素,确定是否对坑壁采取支护措施。当基坑深度较小且坑壁土层稳定时,可直接放坡开挖;坑壁土层不稳定且有地下水影响,或放坡开挖场地受限,或放坡开挖工程量大时,应按照设计要求对坑壁进行支护,设计未要求时,应结合实际情况选择适宜的坑壁支护方案。

1.无支护基坑

基坑坑壁的坡度宜根据地质条件、基坑深度、施工方法等情况确定。当为无水基坑且土层构造均匀时,基坑坑壁坡度可按表3-11选取。当基坑遇有地下水时,水位以上部分可采用放坡开挖;水位以下部分,若土质易坍塌或水位在坑底以上较高时,应采用加固土体或降低地下水位等方法开挖。当基坑为渗水性土质基底时,坑底的平面尺寸应根据排水要求和基础模板来确定。

无支护基坑坑壁坡度表3-11

无支护基坑坑壁坡度表3-11

注:1.挖基经过不同土层时,边坡可分层确定,并酌设平台。

2.当基坑深度大于5m时,基坑坑壁坡度可适当放缓或加设平台。

3.在山坡上开挖基坑,如地质不良时,应注意防止塌滑。

2.有支护基坑

基坑较浅且渗水量不大时,可采用竹排、木板、混凝土板或钢板等对坑壁进行支护;坑基深度小于或等于4m且渗水量不大时,可采用槽钢、H型钢或工字钢等进行支护;当地下水位较高,基坑开挖深度大于4m时,宜采用锁口钢板桩或锁口钢管桩围堰进行支护;在条件允许时也可采用水泥墙、混凝土围圈或板桩墙等进行支护。

对于支护结构应进行设计计算,当支护结构受力过大时应加设临时支撑,支护结构和临时支撑的强度、刚度和稳定性应满足基坑开挖施工的要求。

以下对一些常用的基坑支护类型进行简要介绍。

(1)木板支撑

适用于中、小桥和涵洞基坑开挖。一般采用横板支撑,可分层开挖,先挖h,深度设横挡板和支撑,向下继续开挖h2深再设横挡板和新竖板支撑,撑牢后再拆先设h,的竖板支撑,依此继续,根据土质和开挖深度逐步支撑到设计高程,基坑开挖尺寸较大时可采用人字形支撑(表3-12中5、6)。

当基坑宽度较宽时,由于横撑支撑长度太长而容易失稳,可采用锚桩法或斜撑法等来支撑坑壁(表3-12中1、2、3、4)。

上述支撑方法中也可将竖枋或锚桩改为工字钢或钢轨,形成钢木结合支撑。

钢木结合支撑适用于深度3m以上的基坑。其方法是在基坑周围每距1.0~1.5m打入一根工字钢或钢轨(轨顶面向坑壁)至基坑底面以下1.0~1.5m,在工字钢上端设置支撑或拉锚,随着基坑下挖,将木挡板横置在两工字钢翼缘内,在翼缘和挡板的缝隙用木楔塞紧。遇有流沙时,可在挡板的后面贴以草袋堵住流沙。

以上支撑在施工前均需按主动、静止土压力验算支撑的稳定性。基础完成后将挡板和工字钢拔除。

(2)板桩墙支护

当基础平面尺寸较大,深度较深,基坑底面高程低于地下水位,且渗水量较大时,可用防渗性能较好的板桩作支撑,维护坑壁的稳定性。它的特点是在基坑开挖前即将以企口密切连接的板桩打入土中,其下端伸入到基底以下一定深度,基坑在板桩的支护下开挖,并随着基坑的开挖加深而根据需要增设支撑。

板桩有木板桩和钢板桩,其断面形式如图3-17所示。木板桩在打入砂砾土层时,桩尖应安装铁桩靴。钢板桩由于强度大,能穿过较坚硬土层,锁口紧密不易漏水,还可焊接加长重复使用,所以应用较广。

图3-17板桩截面及接口形式

图3-17板桩截面及接口形式

基坑支护主要类型表表3-12

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(3)喷射混凝土护壁

喷射混凝土进行基坑护壁,一般适用于渗水量不大,基坑开挖深度小于10m的较完整风化基层。多用于直径在10m以内的圆形基坑,对于亚黏土、轻亚黏土及砂夹卵石的地质条件均可采用。其优点是施工进度较快,机械设备简单,能减少大量因放坡而增加的土方工程量。

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、水泥和外加剂(包括速凝剂、引气剂、减水剂和增黏剂等)等干料,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,喷射在坑壁上,形成混凝土护壁层,以承受土压力(图3-18)。

图3-18喷射混凝土护壁示意图

图3-18喷射混凝土护壁示意图

喷射混凝土厚度主要取决于地质条件、渗水量大小、基坑直径及基坑深度等因素。一般可按以下公式确定,即:

d=f:(3.24)式中:d——喷层厚度;D——基坑直径;

[o]——喷射混凝土容许压应力;p——土侧压力,按主动土压力计。

对于地质稳定、挖土深度在5m以内时,亦可按基础的矩形开挖。

喷射混凝土护壁要求有熟练的技术工人和专门设备,对混凝土用料要求也较严格,因而使用有其局限性,可改用一般

混凝土修筑混凝土围圈护壁,可适用于各类土层。混凝土围圈护壁,也是用混凝土环形结构承受土压力,壁厚较喷射混凝土大,一般为15~30cm,基坑深度可达15~20m。采用混凝土围圈护壁时,基坑自上而下分层垂直开挖,开挖一层后随即灌筑一层混凝土。

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,每层坑壁无混凝土围圈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1~1.5m。与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,使开挖和支护砌筑连续不间断地进行,且围圈混凝土质量容易得到保证。

(二)基坑排水

当基底高程低于地下水位时,就会产生渗水现象,地下水将不断渗入基坑内。为了营造早地施工条件,便于基坑开挖和基础砌筑,必须进行基坑排水。目前常用的是基坑表面排水法、井点降水法。

1.表面排水法

这是最为简单,也是应用最为普遍的方法。在开挖过程或挖至设计高程后,在基坑四周挖

图3-19表面排水法示意图

图3-19表面排水法示意图

1-集水沟;2-集水坑;3-水泵;4-吸水龙头

好集水边沟,并根据渗水量大小在四角设集水坑,集水沟将坑壁及坑底渗水汇入集水坑,用抽水机将集水坑中的水排出(图3-19)。

集水沟和集水坑应设置在基础范围以外,集水坑的深度要保证吸水龙头的正常工作。

这种方法适用于岩石及碎石类土,也适用于渗水量不大的黏性土基坑,对于砂土因渗水量大,易产生流沙现象而应用较困难。

抽水设备的估算主要根据基坑渗水量确定。采用集水坑排水,渗水量可用下式估算,即:

Q=F1q1+Fig2(3-25)

式中:F1g:——基坑底面积及基坑底面平均渗水量;F2g2——基坑侧面积及基坑侧面平均渗水量。

当有不漏水的板桩墙截水时(图3-20),按其最短渗水路线估算渗水量为:

Q=KHUg(3-26)式中:K——渗透系数;H——地下水位距基底深度;U——板桩围堰周长;g——单位渗水量(按图3-20查取)。按(1.5~2.0)Q确定水泵数量。

2.井点降水法

井点降水法宜用于地下水位较高且有承压水,挖基较深、坑壁不易稳定的粉砂、细砂的土质基坑,在无砂的黏质土中不宜采用。井点法降低地下水,可从根本上降低基坑下地下水位,形成稳定的降落曲线,土壤疏干,抗剪强度提高,稳定坑壁,可不必放坡或坡度改陡,减少挖方和回填土量,并降低支撑要求;因浮力减小、增大土壤压密的有效压力,有利增大地基强度。

井管的成孔可根据土质分别采用射水成孔或冲击钻机、旋转钻机及水压钻探机成孔。井点降水曲线应低于基底设计高程或开挖高程0.5m。施工过程应做好沉降及边坡位移监测,保证水位降低区域内构筑物的安全,必要时应采取防护措施

井点降水方案制订和井点类别的选择,应根据基坑土质、土层的渗透系数、开挖深度和工程特点进行确定。

轻型井点法降低地下水,其井点系统布置如图3-21所示。基坑开挖前在基坑周围打入(或沉入)井点管和集水总管组成管路系统,并与泵浦系统(包括离心泵和真空泵)相连接强制抽水,使井点管周围一定范围内的水位下降,形成降水漏斗,基坑周围井点管相互影响使坑底形成一个连续的疏干区。施工中应连续抽吸,使水位降落曲线保持稳定,以保证在基坑开挖和砌筑的整个过程中基坑始终保持无水状态。

图3-20单位渗水量曲线图

图3-20单位渗水量曲线图

图3-21轻型井点法井点系统布置图

图3-21轻型井点法井点系统布置图

1-井点管;2-滤管;3-集水总管;4-水泵房

一般常用钻井代替井点管,布置成环圈井点将基础围起,在每个单井抽水降低地下水位。

井底达到不透水层的称为完全井;井底未达到不透水层的称为非完全井;地下水有压力的是承压井;地下水无压力的是无压井。

井点法降低地下水的主要计算内容是:计算涌水量、确定井点数量(间距)和选择抽水设备等。

无压完全井环圈井点涌水量(图3-22):

Q=1.336K2/-S)s式中:Q——环圈井点总涌水量(m2/d);K——渗透系数(m2/d);H——含水层厚度(m);R——单井抽水影响半径(m),当无抽水试验资料时,可按R=2S、/HK计算;S——水位降低值(m);X。——基坑的假想半径(m),对矩形基坑,当其长宽比不大于5时,可作为一个假想半径为Xo的圆形环井,由F式得o=√F/T,其中,F为环井所围面积,T为圆周率。

无压不完全井环圈井点涌水量(图3-23):

1gR-1gX0式中:H。——有效含水带深度,系经验数值,可由表3-13确定;其余符号同前。

图3-22无压完全井环圈井点涌水量计算图

图3-22无压完全井环圈井点涌水量计算图

图3-23无压不完全井环圈井点涌水量计算图

图3-23无压不完全井环圈井点涌水量计算图

Ho值表表3-13

Ho值表表3-13

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