对刚性扩大基础的施工,一般均采用明挖,根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。
A.放坡开挖
1.测量放线:用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线,放出上口开挖边线桩,边坡的放坡率可参照下表:
坑壁土质
| 坑壁坡度
| |
基坑顶缘无外载
| 基坑顶缘有外载
| |
砂类土
| 1 :1
| 1 :1.25
|
碎石、卵石类土
| 1 :0.75
| 1 :1
|
亚粘土
| 1 :0.6
| 1 :0.75
|
软岩
| 1 :0-0.25
| 1 :0.33
|
硬岩
| 1 :0
| 1 :0
|
为避免雨水冲坏坑壁,基坑顶四周应做好排水,截住地表水,基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求,渗水的土质,基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm,便于设置排水沟和安装模扳,其它情况可放小加宽尺寸,不设基础模板时,按设计平面尺寸开挖。
2.开挖作业方式以机械作业为主,采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机(反铲)斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0.4~0.1立方米,控制深度4-6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土,以免塌方和影响施工。
3.基坑开挖前,依据设计图提供的勘探资料,先估算渗水量,选择施工方法和排水设备,采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50-100cm,以降低地下水位保持基底无水,抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵,采用人工降低地下水位。
井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层,不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。
在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管,通过水泵从中抽水引起地下水位的下降,由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降,在施工过程中不断抽水,使基坑保持干燥无水。
4.基坑开挖应连续施工,避免晾糟,一次开挖距基坑底面以上要预留20-30cm,待验槽前人工一次清除至标高,以保证基坑顶面坚实。
5.坑壁的支撑
坑壁的支撑方式可选以下几种:
(1)档扳支撑:适用于基坑断面尺寸较小,可以边挖边支撑的情况,档板可竖或横立,板厚5-6cm,加方木带,板的支撑用钢、木均可。
(2)喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法,在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼,厚度一般为5-10cm(或特殊设计),砼标号C20,石子粒径0.5-1.5cm,喷射法随着基坑向下开挖1.0-2.0m,即开始喷射砼护壁,以后挖一节喷一节直到基底。
(3)围堰:在有地表水的地段,开挖基坑应设置围堰,根据施工的不同环境,水文情况,围堰可以采用上围堰、草(麻)袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式,施工时应注重充分利用当地材料和现有设备,尽可能缩短工期,提高工效,保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水位0.5-1.0m,围堰应尽量减少压缩河床断面,要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下:
a.土围堰适用于水深在2.0m以内,流速小于0.5m/S的情况下,围堰易采用松散的粘性土填筑,堰顶宽一般为1-2m,临水面边坡1:2-1:3,堰内最小边坡l:1,坡角距基坑边不小于1.0m,筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物,填土出水面应分层夯实。
b.草(麻)袋围堰:当水深在2-4m,流速为1-2m/s的情况下,可采用草(麻)袋围堰,袋内装松散的粘性土,装土量为袋容量的1/2-2/3,袋口缝合,土袋上、下层和内、外层应相互错缝,堰顶宽1-2m,外侧边坡l:05-1:1,内侧边坡1:0.5-1:0.2,为减少渗水,增大围堰断面,袋间可填粘土心墙。
c.木扳桩围堰:适用于水深在4m以内,河床为砂性土,粘性土,可以打进木扳桩的土层,一般可采用单层木板桩,也可以采用中间夹土的双层木板桩,木板桩承受水压力应通过计算来决定,木板桩的榫口要求接缝密合,减少漏水,扳厚5-25cm不等,木板桩可用锤击法打入,也可采用机械压入,木板桩所承受的水和土力可利用木扳桩的导桩和内层的围囹支撑,打入土层深度根据土质情况而定。
d.钢板桩围堰:对于水深在5-6m以上,砂类土、半干硬粘性土、碎石、卵石类土、风化岩等地层深水基础都可以选用,钢板桩围堰强度高,能承受较大的侧压力,插打钢扳桩的顺序一般自上游分头插向下游,依靠导向设备先将全部钢扳桩逐根插打到稳定深度,然后依次插打到设计深度,采用振动桩锤打桩时,要使用桩帽,保护桩头,为避免漏水,钢扳桩的锁日部分应涂以锯沫、黄油混合物,进行密封。
垂直开挖:许多城市立交桥因受场地和行车条件所限,基坑要进行垂直开挖,上口开挖面尺寸基本与基坑下口尺寸相同,为有效的保证基坑侧壁施工中的安全,并承受周边建筑和土产生的侧压力,桥梁基础开挖可选用长螺旋钻孔灌注桩护壁(起挡土墙作用),主要施工方法是:
a.施工准备:平整场地,填平夯实,测量放出基础开挖边线及钻孔桩桩位,并打上木桩标志。
b.施工工艺流程为:钻孔桩就位——调直钻架杆——对桩位——钻进、出土——停钻(读钻孔度)——提钻——测孔深、检查孔质量——放钢筋笼——浇灌砼。
长螺旋钻孔桩一般桩径为30-80cm,桩长6-15m,其特点是速度快,设备少,除一台钻机外,其余机具工地都可以现场解决,适用于地下水位以上的一般粘性土,砂土、杂填土地段(地下水位以下容易塌孔不宜采用)。
长螺旋钻孔桩主要工作参考如下表
机械名称电动功率钻进速度外型尺寸(m)
履带式LZ型302m/分8.0×3.2×21.8
汽车式QZ-4型171m/分7.3×2.65
c.基础砼浇注
1)重要的基础构造物施工应先浇注大于10cm的砼垫层以便在其上支立模扳、绑扎钢筋,砼垫层也有利于施工排水。
2)基础施工时,应加强排水,保持在无水的条件下进行基础钢筋绑扎、模板安装。
3)基础砼浇注前,干土基要洒水湿润,湿土基要铺以碎石垫层或水泥砂浆层,石质地基要清除松散粒料,才可浇注基础砼。
4)砼浇注应连续进行,当必须间歇时,应在前层砼初凝之前将下层砼浇注完毕。
5)在基底渗水严重的基坑中修筑基础,可先浇水下砼封底,待其达到要求强度时,排水清淤凿出新的砼顶面,再进行浇注。
d.大体积砼的施工