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橋梁上部承受的各種荷載,通過(guò)橋臺(tái)或橋墩傳至基礎(chǔ),再由基礎(chǔ)傳至地基。基礎(chǔ)是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分,因此,基礎(chǔ)工程在橋梁結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)與施工中,占有極為重要的地位,它對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全使用和工程造價(jià)有很大的影響。
橋梁基礎(chǔ)按施工方法可分為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁及管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)和鎖口鋼管樁基礎(chǔ)。
(1)擴(kuò)大基礎(chǔ)
擴(kuò)大基礎(chǔ)或稱(chēng)明挖基礎(chǔ)屬直接基礎(chǔ),是將基礎(chǔ)底板設(shè)在直接承載地基上,來(lái)自上部結(jié)構(gòu)的荷載通過(guò)基礎(chǔ)底板直接傳遞給
承載地基。其施工方法通常是采用明挖的方式進(jìn)行的,施工中坑壁的穩(wěn)定性是必須特別注意的問(wèn)題。
明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)的定位放樣、基坑開(kāi)挖、基坑排水、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物等。
1、基礎(chǔ)的定位放樣
在基坑開(kāi)挖前,先進(jìn)行基礎(chǔ)的定位放樣工作,以便正確的將設(shè)計(jì)圖上的基礎(chǔ)位置準(zhǔn)確的設(shè)置到橋址上。放樣工作系根據(jù)橋梁中心線與墩臺(tái)的縱橫軸線,推出基礎(chǔ)邊線的定位點(diǎn),再放線畫(huà)出基坑的開(kāi)挖范圍。基坑各定位點(diǎn)的標(biāo)高及開(kāi)挖過(guò)程中標(biāo)高檢查,一般用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。
2、陸地基坑開(kāi)挖
基坑大小應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工要求,對(duì)有滲水土質(zhì)的基坑坑底開(kāi)挖尺寸,需按基坑排水設(shè)計(jì)(包括排水溝、集水井、排水管網(wǎng)等)和基礎(chǔ)模板設(shè)計(jì)而定,一般基底尺寸應(yīng)比設(shè)計(jì)平面尺寸各邊增寬0.5-1.0m。基坑可采用垂直開(kāi)挖、放坡開(kāi)挖、支撐加固或其他加固的開(kāi)挖方法,具體應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、基坑深度、施工期限與經(jīng)驗(yàn),以及有無(wú)地表水或地下水等現(xiàn)場(chǎng)因素來(lái)確定。
(1)坑壁不加支撐的基坑
對(duì)于在干涸無(wú)水河灘、河溝中,或有水經(jīng)改河或筑堤能排除地表水的河溝中;在地下水位低于基底,或滲透量少,不影響坑壁穩(wěn)定;以及基礎(chǔ)埋至不深,施工期較短,挖基坑時(shí)不影響臨近建筑安全的施工場(chǎng)所,可考慮選用坑壁不加支撐的基坑。
(2)坑壁有支撐的基坑
當(dāng)基坑壁坡不易穩(wěn)定并有地下水滲入,或放坡開(kāi)挖場(chǎng)地受到限制,或基坑較深、放坡開(kāi)挖工程數(shù)量較大,不符技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求時(shí),可視具體情況,采用以下的加固坑壁措施,如擋板支撐、鋼木結(jié)合支撐、混凝土護(hù)壁及錨桿支護(hù)等。常用的坑壁支撐形式有:直襯板式坑壁支撐、橫襯板式坑壁支撐、框架式支撐、及其他形式的支撐(如錨樁式、錨桿式、錨碇板式、斜撐式等)。
3、水中基礎(chǔ)的基坑開(kāi)挖
橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)大多位于地表水位以下,有時(shí)水流還比較大,施工時(shí)都希望在無(wú)水或靜止水條件下進(jìn)行.橋梁水中基礎(chǔ)最常用的施工方法是圍堰法.圍堰的作用主要是防水和圍水,有時(shí)還起著支撐施工平臺(tái)和基坑坑壁的作用.
圍堰必須滿足以下的要求:
(1)圍堰頂高宜高出施工期間最高水位70cm,最低不應(yīng)小于50cm,用于防御地下水的圍堰宜高出水位或地面20~40cm。
(2)圍堰的外形應(yīng)適應(yīng)水流排泄,大小不應(yīng)壓縮流水?dāng)嗝孢^(guò)多,以免壅水過(guò)高危害圍堰安全,以及影響通航、導(dǎo)流等。圍堰內(nèi)形應(yīng)適應(yīng)基礎(chǔ)施工的要求,并留有適當(dāng)?shù)墓ぷ髅娣e。堰身斷面尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,使基坑開(kāi)挖后,圍堰不至發(fā)生破裂,滑動(dòng)或傾覆。
(3)圍堰要求防水嚴(yán)密,應(yīng)盡量采取措施防止或減少滲漏,以減輕排水工作。對(duì)圍堰外圍邊坡的沖刷和筑圍堰后引起的河床的沖刷均應(yīng)有防護(hù)措施。
(4)圍堰施工一般應(yīng)安排在枯水期間進(jìn)行。
公路橋梁常用的圍堰的類(lèi)型有:土石圍堰,木籠圍堰或竹籠圍堰,鋼板樁圍堰,套箱圍堰。
4、基坑排水
基坑坑底一般多位于地下水位以下,地下水會(huì)經(jīng)常滲進(jìn)坑內(nèi),因此必須設(shè)法把坑內(nèi)的水排除,以便利施工。要排除坑內(nèi)滲水,首先要估算涌水量,方能選用相當(dāng)?shù)呐潘O(shè)備。
橋梁基礎(chǔ)施工中常用的基坑排水方法有:
(1)集水坑排水法,除嚴(yán)重流沙外,一般情況下均可采用。
(2)井點(diǎn)排水法。當(dāng)土質(zhì)較差有嚴(yán)重流沙現(xiàn)象,地下水位較高,挖基較深,坑壁不易穩(wěn)定,用普通排水的方法難以解決時(shí),可用井點(diǎn)排水法。井點(diǎn)排水法因需要設(shè)備較多,施工布置復(fù)雜,費(fèi)用較大,應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采用。在橋涵基礎(chǔ)中多用于城市內(nèi)挖基。
(3)其他排水法。
5、基底檢驗(yàn)及處理
(1)基底檢驗(yàn)
基坑施工是否符合設(shè)計(jì)要求,在基礎(chǔ)澆筑前應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。其目的在于:確定地基的容許承載力的大小、基坑位置與標(biāo)高是否與設(shè)計(jì)文件相符,以確保基礎(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,不致發(fā)生滑移等病害。基底檢驗(yàn)的主要內(nèi)容包括:檢查基底平面位置、尺寸大小,基底標(biāo)高;檢查基底土質(zhì)均勻性,地基穩(wěn)定性及承載力等;檢查基底處理和排水情況;檢查施工日志及有關(guān)試驗(yàn)資料等等。
(2)基底處理
天然地基上的基礎(chǔ)是直接靠基底土壤來(lái)承擔(dān)荷載的,故基底土壤狀態(tài)的好壞,對(duì)基礎(chǔ)及墩臺(tái)、上部結(jié)構(gòu)的影響極大,不能僅檢查土壤名稱(chēng)與容許承載力大。
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