高速铁路桥梁明挖基础施工3

高速铁路桥涵施工与维护高速铁路桥涵施工与维护Chap3 Chap3 明挖基础施工明挖基础施工20192019年年9 9月月1818日日一、桥梁基础施工的重要性 基础作为桥梁结构物的一个重要组成部分，它起着支承桥跨结构，保持体系稳定，把上部结构、墩台自重及车辆荷载传递给地基的重要作用。二、桥梁基础的一般形式 桥梁的常用基础形式有明挖基础、钢筋混凝土条形基础、桩基础、沉井基础、地下连续墙基础、组合式基础等，其中明挖基础、桩基础、组合式基础应用最为广泛，本课程将详细介绍明挖基础和桩基础。前言明挖基础的类型和结构无支护明挖基础施工支撑法明挖基础施工喷射混凝土护壁法基坑明挖施工土石围堰法明挖基础施工钢板桩围堰施工一、土石围堰明挖基础施工学习目标：1、明确围堰的种类及基本要求；2、掌握围堰法施工工艺流程及注意事项；3、与前面所讲施工方法对比学习。一、围堰概述一、围堰概述 在基坑外围设置的临时性挡水结构物，阻断河水流向基坑，使基坑处于正常的、能够开挖的状态。导流建筑物导流建筑物导流挡水建筑物导流挡水建筑物导流泄水建筑物导流泄水建筑物围堰围堰导流明渠、导流涵管等导流明渠、导流涵管等适用范围水深小于水深小于5m5m、流速小于、流速小于2m/s2m/s的河道、浅滩的河道、浅滩或库塘中，以土石为主要材料修筑围堰的施或库塘中，以土石为主要材料修筑围堰的施工。（工。（水不深、基础埋置较浅，并且地质条水不深、基础埋置较浅，并且地质条件不太复杂件不太复杂的情况）的情况）优点施工简便、技术不复杂、工期较短施工简便、技术不复杂、工期较短、可以就、可以就地取材、造价低等。地取材、造价低等。一、围堰概述一、围堰概述基本规定：基本规定：1 1、顶面宜、顶面宜高出高出施工期间可能出现的施工期间可能出现的最高水位最高水位0.5m；2 2、尽量做到、尽量做到防水严密防水严密，减少渗漏减少渗漏；3 3、堰内面积应满足、堰内面积应满足基础施工基础施工的需要；的需要；4 4、围堰应满足、围堰应满足强度强度和和稳定性稳定性的要求；的要求；5 5、围堰布置：修筑围堰会、围堰布置：修筑围堰会减小流水断面减小流水断面、抬高水抬高水位位，因此，因此切不可同时修筑几个围堰或大围堰切不可同时修筑几个围堰或大围堰。一、围堰概述一、围堰概述6 6、围堰、围堰内侧轮廓尺寸内侧轮廓尺寸与基坑的关系：围堰内侧工作与基坑的关系：围堰内侧工作面的大小应满足基坑开挖、排水等施工需要，同时面的大小应满足基坑开挖、排水等施工需要，同时为确保围堰的稳定，其内侧坡脚至基坑边缘之间应为确保围堰的稳定，其内侧坡脚至基坑边缘之间应保留保留不小于不小于1.0m1.0m的距离。的距离。一、围堰概述一、围堰概述7 7、围堰的断面和稳定性围堰的断面和稳定性：以满足滑动和倾覆的要求：以满足滑动和倾覆的要求为基本条件；为基本条件；8 8、防渗漏防渗漏：在围堰外侧抛撒锯木屑、煤屑等，使其：在围堰外侧抛撒锯木屑、煤屑等，使其随水流入渗漏的孔隙，将其堵塞，达到不漏水或少随水流入渗漏的孔隙，将其堵塞，达到不漏水或少漏水；漏水；9 9、防冲刷防冲刷：围堰外侧破面铺草袋、树枝等。：围堰外侧破面铺草袋、树枝等。常见围堰的种类常见围堰的种类土石围堰木质围堰钢板桩围堰钢筋混凝土围堰钢套箱围堰土围堰草袋围堰竹笼片石围堰木板桩围堰分类适用条件土石围堰土围堰水深不大于1.5m，流速不大于0.5m/s。河床透水性较小的土壤,常用于河边浅滩处。土袋围堰水深不大于3.0m，流速不大于1.5m/s，河床透水性较小。与土围堰相比能抵抗较强的水流冲刷。竹、铁丝笼围堰水深4m以内，较大流速，河床无法打桩。围堰适用条件木质围堰木板桩围堰水深1.57m，流速不大于2m/s/s，坑底至水面5m左右，河床透水性较大，但可以打桩。钢板桩围堰水深为4m以上，流速较大的砂类土，粘性土，碎石土及风化岩上等坚硬河床中，防水性能较好，整体刚度较强。钢套箱围堰流速不大于2.0m/s，覆盖层浇薄，平坦的岩石河床，埋置不深的水中基础，也可用于修建桩基承台。围堰技术要求适用条件水深小于5m、流速小于2m/s的河道、浅滩或库塘中二、施工准备二、施工准备1 1、施工机械设备准备、施工机械设备准备 挖掘机、推土机、水力吸泥机、空气吸泥机、水泵、排水设备2 2、技术准备、技术准备（1 1）做好施工测量；）做好施工测量；（2 2）根据工程所在位置和现场实际情况选择合）根据工程所在位置和现场实际情况选择合适的围岩类型；适的围岩类型；（3 3）准备好施工机械及排水设备；）准备好施工机械及排水设备；（4 4）组织技术交底及安全培训。）组织技术交底及安全培训。三、施工工艺流程及施工工序三、施工工艺流程及施工工序施工准备施工准备测量放样测量放样周边引截排水设施周边引截排水设施修筑围堰修筑围堰基坑开挖基坑开挖基坑检查基坑检查基底处理基底处理基础砼基础砼1 1、围堰修筑工艺、围堰修筑工艺围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位0.50.50.7m0.7m。筑岛顺序：围堰施工从筑岛顺序：围堰施工从上游上游开始，围堰外侧用土袋堆开始，围堰外侧用土袋堆码码1 11.5m1.5m高，然后进行填土。高，然后进行填土。土围堰土围堰 先清除堰底河床上的杂物、树根、石块等，以减小先清除堰底河床上的杂物、树根、石块等，以减小渗漏，渗漏，自上游开始填筑至下游合龙自上游开始填筑至下游合龙。筑堰材料宜用筑堰材料宜用黏性土黏性土和和砂黏土砂黏土，土料内不允许含有，土料内不允许含有树根、砖块等杂物。树根、砖块等杂物。土袋围堰土袋围堰 用草用草(麻麻)袋盛装松散粘性土，装填量为袋容袋盛装松散粘性土，装填量为袋容量的量的1/21/22/32/3，袋口用细麻线或铁丝缝合，施工，袋口用细麻线或铁丝缝合，施工时将土袋平放，时将土袋平放，上下左右互相错缝上下左右互相错缝堆码整齐，水堆码整齐，水中土袋用带钩的木杆钩送就位。中土袋用带钩的木杆钩送就位。水流流速较大时，外围草水流流速较大时，外围草(麻麻)袋可用袋可用小卵石小卵石或或粗砂粗砂装袋，或增加抛片石堰外防护。装袋，或增加抛片石堰外防护。土袋围堰土袋围堰透水河床上草（麻）袋透水河床上草（麻）袋围堰堰结构示意构示意图竹笼片石围堰竹笼片石围堰 竹笼围堰是用内填块石的圆柱形竹笼堆叠而成，在迎水面用木板，混凝土面板或填黏土阻水，这是利用当地材料的一种围堰型式，多用于我国南方。2 2、基坑排水和开挖、基坑排水和开挖集水明排（排水沟、集水井）集水明排（排水沟、集水井）井点降水井点降水轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点何时？何时？1.1.安装井点管应安装井点管应先造孔后下管先造孔后下管，不得将井点管硬打入土中；，不得将井点管硬打入土中；2.2.井点管四周，应以粗砂井点管四周，应以粗砂灌实灌实，距地面，距地面0.51.0m用黏土封用黏土封口口；3.3.井管系统应安装井管系统应安装严密严密，不得，不得漏气漏气；4.4.降水过程中，加强对井点降水系统的降水过程中，加强对井点降水系统的检查检查；5.5.对水位降低区域建筑物可能产生的对水位降低区域建筑物可能产生的沉降沉降，应进行观测；，应进行观测；6.6.拆除拆除多层井点应自多层井点应自底层开始逐层向上进行底层开始逐层向上进行。井点法降水注意事项：井点法降水注意事项：四、木板桩围堰的适用范围和施工方法四、木板桩围堰的适用范围和施工方法1.1.木板桩围堰由定位桩、导框及木板组成，根据需要分成木板桩围堰由定位桩、导框及木板组成，根据需要分成单层单层及及双双层层。2.2.水深在水深在2 24m4m时，可采用时，可采用单层木板桩单层木板桩，如渗水严重时，可，如渗水严重时，可在外侧在外侧堆土堆土。3.3.水深在水深在4 46m6m时，可采用中间填土的时，可采用中间填土的双层双层木板桩围堰。具有压缩木板桩围堰。具有压缩河床断面小等优点，但木材耗费大。若围堰较高，为防止水压力河床断面小等优点，但木材耗费大。若围堰较高，为防止水压力作用下产生过大变形，可在中间增设作用下产生过大变形，可在中间增设拉杆拉杆，增加两层板之间的整，增加两层板之间的整体性。体性。木板的厚度一般为木板的厚度一般为6 618cm18cm，具体视长度而定，厚度，具体视长度而定，厚度在在8cm8cm以下者多用以下者多用人字榫人字榫，厚度，厚度8cm8cm以上者用以上者用凹凸榫凹凸榫，桩，桩材要选用材要选用质地良好抗锤击质地良好抗锤击的木材，板桩制造采用机械加工，的木材，板桩制造采用机械加工，以确保榫口质量，定位桩一般用圆木制作。以确保榫口质量，定位桩一般用圆木制作。围堰填料为围堰填料为粘性土粘性土，堰顶宽取，堰顶宽取1 12 2米，当采用单层木米，当采用单层木板桩时，填土外侧边坡坡率取板桩时，填土外侧边坡坡率取1:1.51:1.5。四、木板桩围堰的适用范围和施工方法四、木板桩围堰的适用范围和施工方法作业：作业：1 1、明挖基础施工的开挖方式有哪些？怎样选择？、明挖基础施工的开挖方式有哪些？怎样选择？2 2、基坑开挖时有哪些支护形式？其适用条件是什么？、基坑开挖时有哪些支护形式？其适用条件是什么？3 3、画出支撑法基坑明挖施工工艺及质量控制流程图，并、画出支撑法基坑明挖施工工艺及质量控制流程图，并以文字形式阐述。以文字形式阐述。4 4、基坑排水降水的主要方法有哪些？各适用于什么情况、基坑排水降水的主要方法有哪些？各适用于什么情况？5 5、防水围堰有哪些？各自的适用条件是什么？其各自的、防水围堰有哪些？各自的适用条件是什么？其各自的特点是什么？特点是什么？明挖基础的类型和结构无支护明挖基础施工支撑法明挖基础施工喷射混凝土护壁法基坑明挖施工土石围堰法明挖基础施工钢板桩围堰施工钢板桩钢板桩是指在工厂进行热轧等处理后加工成两端有锁口是指在工厂进行热轧等处理后加工成两端有锁口形状的构件，常用的钢板桩截面形式有形状的构件，常用的钢板桩截面形式有U U 型和帽型，其他还有型和帽型，其他还有直线型板式、组合型、变异型等。直线型板式、组合型、变异型等。作为支护结构的一种类型，它具有作为支护结构的一种类型，它具有高强、轻质、隔水性高强、轻质、隔水性好、使用寿命长、安全性高、对空间要求低、环保效果显著好、使用寿命长、安全性高、对空间要求低、环保效果显著等等优点，还具有救灾抢险的功能，再加上优点，还具有救灾抢险的功能，再加上施工简单、工期短、可施工简单、工期短、可重复使用、建设费用低重复使用、建设费用低，因此钢板桩的用途相当广泛，因此钢板桩的用途相当广泛。永久性构筑物：永久性构筑物：可用可用于码头、挡土墙、防洪堤等于码头、挡土墙、防洪堤等；临时性构筑物：临时性构筑物：可用可用于防洪断流、建桥围堰以及市政基础于防洪断流、建桥围堰以及市政基础设施工程中的挡水、挡土墙等设施工程中的挡水、挡土墙等；抗洪抗洪抢险抢险方面：方面：可用可用于防洪和防止塌方、塌陷、流砂等用于防洪和防止塌方、塌陷、流砂等用途。途。一、钢板桩围堰一、钢板桩围堰适用范围砂类土、粘性土、碎石土和风化岩石等工程砂类土、粘性土、碎石土和风化岩石等工程地质差的河床。（地质差的河床。（水深水深515m515m的情况）的情况）优点高强、轻质、隔水性好、使用寿命长、安全高强、轻质、隔水性好、使用寿命长、安全性高性高、对空间要求低、环保效果显著、对空间要求低、环保效果显著。施工简单、工期短、可重复使用、建设费。施工简单、工期短、可重复使用、建设费用低。用低。（一）、（一）、钢板板桩的的类型型1、常、常规类型（型（U型、帽型、直型、帽型、直线板式）板式）2、组合型合型组合型钢板桩主要是利用钢板桩与钢板桩、钢板、型钢或钢管组成组合体，共同作用，主要增强围堰抗弯刚度及整体稳定性。钢板桩与H型钢组合体钢板桩与钢管组合体钢板桩与钢板桩组合体钢板桩与钢板组合体3、变异型异型变异型钢板桩围堰有多种，其中锁扣钢管桩围堰就是其中变异型钢板桩围堰有多种，其中锁扣钢管桩围堰就是其中一种，下面做一下简单介绍。一种，下面做一下简单介绍。锁扣钢管桩围堰锁扣钢管桩围堰是以带锁