桥梁基础工程-第二章

第二章天然地基上的浅基础第一节浅基础的类型、构造及设计原则浅基础的概念浅基础的特点浅基础的适用范围浅基础设计的基本原则和要求浅基础的类型及构造浅基础的概念浅基础：是指修建在天然土层上，基础底面的埋置深度小于其窄边尺寸或埋入地层深度较浅（在5m以内），一般采用敞开挖基坑和敞坑排水修筑的基础，也将其称为明挖基础或扩大基础。浅基础的特点受力明确——通过基础底面把荷载扩散后分布于浅层地基中（埋深较浅，可以忽略基础侧面土体对基础的影响）；稳定性好，施工简便——开挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、浇筑基础，施工质量易保证，造价低，能承受较大荷载。浅基础的适用范围适用于——岸上或水流冲刷影响不大的浅水处，且浅层地基承载力合适的土层。不适用于——地表水或地下水位较高荷载大或上部结构对变形敏感持力层的土质较差且较厚基坑开挖有涌砂浅基础的设计原则设计原则具有足够的安全度——防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性，防止土体出现极限破坏；满足容许沉降值——在荷载作用下，控制地基及基础的变形值应小于桥梁结构物要求的容许沉降值；基础结构满足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求浅基础的设计要求设计要求地基设计采用正常使用极限状态法地基承载力计算——正常使用极限状态短期效应组合（频遇值系数为1）；要求：基础底面作用在地基土的最大压应力不超过地基承载力的容许值，且应以修正后的地基承载力容许值控制。基础沉降计算——正常使用极限状态长期效应组合；基础结构满足强度、刚度和稳定性要求——承载能力极限状态法浅基础的类型按受力条件划分刚性基础柔性基础刚性基础概念基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力为σ，此时基础的悬出部分a-a断面左端，相当于承受着强度为的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产生弯曲拉应力和剪应力。当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。它是桥梁、涵洞等建筑物常用的基础类型刚性基础的特点优点——稳定性好，施工简便，能承受较大荷载。缺点——自重大，当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积受限制，需要对地基进行加固处理。刚性基础的形式刚性扩大基础挡土墙下条形基础柱下条形基础刚性基础的材料组成一般采用混凝土浇筑或石砌，材料主要有混凝土、各种石材及砂浆。结构物种类材料最低强度等级砌筑砂浆最低强度等级大、中桥墩台及基础，轻型桥台MU40石材C25混凝土（现浇）C30混凝土（预制块）M7.5小桥涵墩台及基础MU30石材C20混凝土（现浇）C25混凝土（预制块）M5柔性基础的概念基础在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础在a-a断面开裂甚至断裂，需将刚性基础尺寸重新设计，或在基础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为柔性基础。柔性基础的形式和适用范围有柱下扩展基础和墙下条形基础等适用于较大偏心荷载作用、地基土层较软弱、基础埋深受限制时。柔性基础的特点优点：其整体性能较好，抗弯刚度较大。如筏板和箱形基础，在外力作用下只产生均匀沉降或整体倾斜，这样对上部结构产生的附加应力比较小，基本上消除了由于地基沉降不均匀引起的建筑物损坏。所以在土质较差的地基上修建高层建筑物时，采用这种基础形式是适宜的。缺点：柔性基础，特别是箱形基础，钢筋和水泥的用量较大，施工技术的要求也较高，所以采用这种基础形式应与其它基础方案（如采用桩基础等）比较后再确定。第二节刚性扩大基础的设计与验算确定基础埋置深度拟定基础尺寸验算地基承载力验算基底合力偏心距验算基础和地基的稳定性验算基础沉降基础埋置深度及其确定基础埋置深度——就是基础底面埋入地基的深度，也就是从地面或一般冲刷线到基底的距离。洪水冲刷后，整个河床面要下降，这叫一般冲刷被冲下去的深度叫一般冲刷深度同时由于桥墩的阻水作用，使洪水在桥墩四周冲出一个深坑，这叫局部冲刷持力层和下卧层持力层——直接与基底接触的土层，用来支撑基础。要求该层土强度高，压缩变形小。下卧层——持力层承受的荷载随着土体深度的加深而慢慢减小，到一定深度后土体承受的荷载就可以忽略不计了，这时我们就把这一层往下的土体叫做下卧层。软弱下卧层——容许承载力小于持力层容许承载力的下卧层。确定基础埋置深度的原则把基础设置在变形小，而强度又比较大的持力层上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降差；使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保基础的安全。影响基础埋深的因素桥位处的地质情况河流的冲刷深度当地的冻结深度上部结构形式当地的地形条件最小埋置深度施工技术条件造价对于某一具体工程来说，往往是其中几个因素起决定作用，所以，在设计时必须从实际出发，以各种原始资料为依据，统一考虑结构物对地基基础的各项技术要求，抓住主要因素进行分析研究，确定合理的埋置深度桥位处的地基地质条件桥位处的地质条件是影响基础埋深的主要因素，要依据桥位处的地质剖面图及各层土质的物理力学性质选择基础类型和其埋置深度。桥位处的地基地质条件A—在满足其他条件下选取最小基础埋深；B—采用人工地基或采用深基础方案；C—当上层土较厚时，采用A的处理方法，并计算下层软土的强度和沉降；当上层土较薄时，采用B的处理方法；D—当上层土较薄时，选下部好土作为持力层；当上层土较厚时，采用B的处理方法；E—根据各土层厚度参照前几种情况处理。桥位处的地基地质条件岩石地基的处理岩石地基一般应在清除覆盖土和风化层后，将基础直接修建在新鲜岩面上；当岩层倾斜时，不得将基础部分置于岩层上，部分置于土中，以防止基础因不均匀沉降而发生倾斜或断裂；在陡峭的山坡上修建桥台时，应注意岩体的稳定性。河流的冲刷深度小桥涵的基础在无冲刷处（岩石地基除外）设在地面或河床以下埋深不小于1m；有冲刷时，基础埋深应在局部冲刷线以下不小于1m。非岩石河床桥梁墩台基底埋深的要求当地的冻结深度在寒冷地区，应该考虑由于季节性的冰冻和融化对地基土引起的冻胀影响。产生冻胀的原因是由于冬季气温下降，当地面下一定深度内土中的温度达到冰冻温度时，土中孔隙水分开始冻结，体积增大，使土体产生一定的隆胀。对于冻胀性土，如土温在较长时间内保持在冻结温度以下，水分能从未冻结土层不断地向冻结区迁移，引起地基的冻胀和隆起，这些都可能使基础遭受损坏。《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）规定，当上部结构为超静定结构时，基底应埋置在冻结线以下不小于0.25m处；上部结构形式上部结构的型式不同，对基础产生的位移要求也不同。对中、小跨度简支梁来说，这项因素对确定基础的埋深影响不大。对超静定结构来说，即使基础发生较小的不均匀沉降也会使内力产生一定变化。当地的地形条件当墩台、挡土墙等结构位于较陡的土坡上，在确定基础埋深时，还应考虑土坡连同结构物基础一起滑动的稳定性。若基础位于较陡的岩体上，可将基础做成台阶形，但要注意岩体的稳定性。保证持力层稳定所需的最小埋置深度考虑到地表一定深度内，由于气温变化、雨水侵蚀、动植物生长及人为活动的影响，基础埋深应在天然地面或无冲刷河流的河底以下不小于1m。现举一简例来说明如何较合理地确定基础埋置深度和选择持力层<<<基础尺寸的拟定基础尺寸的拟定是基础设计中的关键环节，一般是在满足最基本的构造要求时，参考已有设计经验，拟定初步尺寸，然后经过验算调整。拟定时一般要考虑上部结构形式、荷载大小、初定的基础埋置深度、地基容许承载力、施工情况及墩台底面的形状和尺寸等因素。所拟定的基础尺寸，应是在可能的最不利荷载组合条件下，能保证基础本身有足够的结构强度，并能使地基与基础的承载力和稳定性均满足规定要求，并且是经济合理的。基础尺寸的拟定基础高度和分层厚度基础立面尺寸平面尺寸基础高度及分层厚度首先按基础埋深的要求确定基底高程。然后根据桥位情况、施工难易程度，考虑美观、整体协调性及安全因素综合确定基顶高程。基础厚度即为顶面高程和底面高程之差。在一般情况下，大、中桥墩（台）混凝土基础厚度在1.0～2.0m左右。基础立面尺寸基础的立面尺寸包括宽度、高度和各台阶大小及其高度；襟边—自墩台底边缘到基础顶面边缘的距离。作用：扩大基底面积增加基础承载力，同时为了支撑模板，调整基础施工时的误差。襟边的宽度桥梁墩台最小值为20-30cm各台阶尽可能采取相同的宽度与高度，以便于设计和施工。各台阶宽度宜与襟边相同，各台阶高度通常为0.5～1.0m。基础的立面尺寸自墩（台）身底面边缘处与基底边缘的连线和垂线的夹角称为基础的扩散角。基础悬出长度（包括襟边与台阶宽度之和）越大，扩散角越大根据刚性基础的受力要求，基础悬出总长度应受到一定限制，应使悬出部分在基底反力作用下，在a-a截面所产生的弯曲拉力不超过基础材料的强度设计值，否则将产生开裂破坏。把相应于基础最大悬出长度时的扩散角α的极限值αmax称为刚性角。基础立面尺寸-刚性角在拟定尺寸时，应满足刚性角的要求，同时使每个台阶宽度与厚度保持在一定比例内，使其扩散角满足刚性角要求，这时认为基础本身强度能够得到保证，不必对基础进行弯曲拉应力和剪应力强度验算，在基础中可不设置受力钢筋《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）规定：砖、片石、块石、料石砌体，M5砂浆砌筑时，<=30°砖、片石、块石、料石砌体，M5以上砂浆砌筑时，<=35°混凝土浇筑时，<=40°平面尺寸基础平面形状一般应根据墩、台身底面的形状而确定。考虑到施工的方便，基础平面形状常采用矩形。其长度和宽度可根据墩（台）底面的尺寸及襟边宽度、各台阶宽度求得<<<<地基承载力验算地基承载力验算包括1、地基容许承载力确定2、持力层强度验算3、软弱下卧层承载力验算地基承载力验算要求—基础底面作用在地基土的最大压应力和软弱下卧层顶面的应力不超过相应土层的地基容许承载力。保证地基土不发生强度破坏或产生结构物容许的沉降。地基承载力验算—地基容许承载力确定（1）地基容许承载力—指在结构物的作用下，保证地基土稳定的条件下，结构的沉降量（即地基土的压缩变形）不超过其正常使用所允许沉降量时的地基承载力。即不失稳，不发生过量沉降。压密阶段剪切阶段破坏阶段地基承载力验算—地基容许承载力确定（2）四种方法：调查法—在土质基本相同的条件下，参照邻近建筑物地基容许承载力。该方法只能对其他方法确定的地基土容许承载力验证参考。试验法—现场荷载试验p~s曲线。是确定地基容许承载力最直接的方法，在现场或室内通过土工试验或触探试验来确定地基土的压缩性和承载力，适用于特殊结构的桥梁、大桥和特大桥。理论公式法—参照土力学有关内容公路规范—根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）的规定地基承载力验算—地基容许承载力确定（3）公路规范法确定地基容许承载力——根据规范JTGD63—2007的规定，地基承载力的验算应以修正后的地基承载力容许值控制，该值是在地基原位测试或规范给出的各类岩土承载力基本容许值的基础上，经过修正得到的。不同地基土的基本承载力可以查表2.4~2.10地基承载力验算—地基容许承载力确定（4）使用《公桥基规》确定地基容许承载力的步骤和方法确定岩土的类型和状态，确定土层的地基承载力基本容许值。对于持力层或软弱下卧层的土层明确其类型，根据土层的状态（粘性土的软硬状态、砂类土和粉土的密实状态和湿度、碎石土的密实及其松散程度以及岩石的坚硬程度、完整程度、节理发育程度、软化程度和特殊性岩石划分），查表2.4~2.10得到土层的地基承载力基本容许值。对基本承载力进行宽度、深度和持力层透水性修正地基承载力验算—地基容许承载力确定（5）地基土承载力抗力系数γＲ的确定软弱地基顶面处的承载力容许值的确定地基承载力验算—持力层强度验算（1）地基承载力验算—持力层强度验算（2）地基承载力验算—软卧下卧层承载力验算当受压层范围内地基为多层土组成，且持力层以下有软卧下卧层（指容许承载力小于持力层容许承载力的土层），应验算软弱下卧层的承载力。验算时，先计算软弱下卧层顶面A（在基底形心轴下）的应力（包括自重应力和附加应力）不得大于该处地基土的容许承载力。当软弱下卧层为压缩性高且较厚的软黏土，或当上部结构对基础沉降有一定的要求时，除承载力满足上述要求外，还应验算包括软弱下卧层的基础沉降量。基底合力偏心距验算目的—基底应力分布均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降。合力偏心距的容许值合力偏心距验算（1）单向偏心受压墩、台基础截面核心半径ρ=W/A式中：W—相应于应力较小基底边缘面积抵抗矩，A—基底截面积合力偏心距验算（2）双向偏心受压当外力合力作用点不在基底两个对称轴中任一对称轴上，或当基底截面为不对称，此时N和Pmin应在同一种荷载组合情况下求得。基础稳定性验算基础倾覆稳定性验算在较大单向水平推力而其合力作用点离基础底面的距离较高时（如挡土墙或高桥台受侧向土压力作用，大跨拱桥在施工中墩、台受到不平衡的推力，多孔拱桥中一孔被毁），在单向推力的作用下，容易发生倾覆。基础倾覆稳定性验算基础滑动稳定性验算基础的水平推力为滑动力，基底与土之间的摩擦阻力及与水平推力方向相反的水平力为抗滑力基础的抗滑动稳定性用抗滑稳定性系数表示地基稳定性验算位于软土地基上较高的桥台需验算桥台沿滑裂曲面滑动的稳定性，基底下地基如在不深处有软弱夹层时，在台后土推力作用下，基础也有可能沿软弱夹层土的层面滑动；在较陡的土质斜坡上的桥台、挡土墙也有滑动的可能。地基的稳定性验算按照土坡稳定分析方法—圆弧滑动面法验算。基础沉降验算基础的沉降由竖向荷载作用下的土层的压缩变形引起的。在一般土质条件下中小桥的基础，只要满足地基的强度要求，地基的沉降就满足要求。下列情况必须验算基础的沉降当墩台修建在地质复杂、土质分布不均或承载力较小的软黏土地基及湿陷性黄土上的基础修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础当相邻基础地基上承载力有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥下净空高度时基础沉降验算（1）计算沉降时，按正常使用极限状态下长期效应组合。该组合仅为直接施加于结构上的永久作用的标准值（不含混凝土收缩和徐变作用、基础变位作用）和可变作用准永久值（仅为汽车荷载和人群荷载）引起的效应。基础的沉降验算包括沉降量、相邻基础的沉降差、不均匀沉降发生的倾斜基础的总沉降量按照结构重力及土重采用分层总和法计算。第三节浅基础的施工1、施工前准备2、基础的定位放样3、旱地上浅基础施工4、水中浅基础施工1、施工前准备施工方法：明挖法施工工序：定位放样、基坑开挖、基坑排水、基坑围护、基坑检验、基底土处理、基础砌筑、基坑回填。开挖时机：尽量选择在枯水或少雨季节进行，且不宜间断。支护问题：根据土质及开挖深度确定排水问题：有渗水时考虑围堰：水中开挖需考虑坑底尺寸：比基础尺寸每边扩大0.5～1.0m，方便设置排水沟及支立模板和砌筑等工作2、基础的定位放样在基坑开挖前，先进行基础的定位放样工作，以便正确的将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上。放样工作须根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线，推出基础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。基坑各定位点的标高及开挖过程中标高检查，一般用水准测量的方法进行。3、旱地上浅基础施工3-1基坑开挖3-2基坑排水3-1-1基坑开挖施工要求：以机械开挖为主，局部采用人工配合。桥梁墩台基坑用机械挖土后，距离基底设计标高约30cm厚时，人工挖除整修，以保证地基土结构不受破坏。基坑避免超挖，已经超挖或松动的部分，应将松动部分清除。挖到标高的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、标高、基底承载力，符合要求后，应立即砌筑基础。3-1-2基坑围护基坑在开挖过程中，根据土质条件和水位情况对基坑坑壁采用无支护开挖围护和有支护开挖围护。1、无支护开挖围护适用条件对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中；在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定；以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑3-1-2基坑围护-无支护开挖竖直坑壁只适宜在岩石地基或基坑较浅又无地下水的硬黏土中采用。在一般土质条件下开挖基坑时，应采用放坡开挖的方法3-1-2基坑围护-无支护开挖当基坑深度在5m以内，施工期较短，地下水在基底以下，且土的湿度接近最佳含水率，土质构造又较均匀时，基坑坡度可参考下表选用。如地基土的湿度较大可能引起坑壁坍塌时，坑壁坡度应适当放缓。当基坑顶缘有动荷载时，基坑顶缘与动荷载之间至少应留1m宽的护道。如地质水文条件较差，应增宽护道或采取加固等措施，以增加边坡的稳定性。基坑深度大于5m时，可将坑壁坡度适当放缓或加设平台。必要时应在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性。还应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生，以确保安全施工。3-1-2基坑围护-有支护开挖适用条件：当基坑较深，坑壁土质松软，地下水影响较大，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优点：既保证了施工的安全，同时又可大量减少土方量。常用的基坑围护结构有:挡板支撑、混凝土护壁（喷射或支模现浇）支撑、板桩支撑、地下连续墙等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。中小桥和涵洞的基坑开挖。施工特点是先开挖基坑后设置挡板围护。挡板支撑形式有竖挡板式支撑、横挡板式支撑、框架式支撑、其他形式的支撑（如锚桩式、斜撑式或锚杆式支撑）。竖挡板支撑由竖挡板、横木、横撑等组成。适用于较浅和较窄的沙性土质基坑。一般是边开挖边打入竖挡板。如果土质较好,也可一次挖成后支撑。横挡板支撑横挡板支撑由横挡板、立木及横撑组成。适于较深和较宽的粘性土质基坑。根据土质和坑深情况,可一次挖成后支撑或随挖随支撑。板桩墙支撑当基坑面积较大又较深，尤其是基坑底面在地下水位以下超过1m，涌水量较大，不宜采用挡板围护时，可采用板桩墙围护。板桩的施工特点是:在基坑开挖前主先将板桩垂直打入士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。板桩材料有木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。木板桩易于加工，但强度较低，长度受限制，现已很少采用。钢筋混凝土板桩耐久性好，但制作复杂，重量大，运输和施工不便，防渗性能差，所以桥梁基础施工中也很少采用。钢板桩的厚度较薄，质量轻，强度又大，能穿过较坚硬土层，施工方便。并且锁口紧密，不易漏水，还可以焊接接长，能重复使用。另外其断面形式较多，可适应不同形状的基坑。上述这些特点使钢板桩应用较广泛，但价格较贵。板桩墙分无支撑式、支撑式和锚撑式。支撑式桩墙按设置支撑的层数可分为单支撑板桩墙和多支撑板桩墙。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。喷射混凝土护壁支撑基本原理：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，形成环形混凝土护壁结构，以承受土压力。适用条件：宜用于土质较稳定，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喷射混凝土护壁支撑砼喷射顺序：无水、少量渗水坑壁：可由下向上一环一环进行；对渗水较大坑壁：喷护应由上向下进行，以防新喷的混凝土被水冲流；对有集中渗出的股水的基坑：可从无水或水小处开始，逐步向水大处喷护，最后用竹管将集中的股水引出。喷射作业应沿坑周分若干区段进行，区段长度一般不超过6m。对极易坍塌的流沙、淤泥层：可先在坑壁上打入小木桩或在小木桩上缠绕竹篱等，在有大量流沙之处可塞入草袋，然后再喷射混凝土。砼材料要求：喷射混凝土应当早强、速凝、有较高的不透水性，且其干料应能顺利通过喷射机砼喷射厚度：一般粘性土、砂土和碎卵石类土层，如无渗水，厚度为3cm～8cm；如有少量渗水，厚度为5cm～10cm；对稳定性较差的土，如淤泥、粉砂等，如无渗水，厚度为10cm～15cm；如有少量渗水，厚度为15cm；当有大量渗水时，厚度为15cm～20cm。一次喷射是否能达到规定的厚度，主要取决于混凝土与土之间的粘结力和渗水量大小。如一次喷射达不到规定的厚度，则应在混凝土终凝后再补喷，直至达到规定厚度为止现浇混凝土围圈护壁基本原理：混凝土围圈护壁是用混凝土环形结构承受土压力，但其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，也可按土压力作用下环形结构计算。适用范围：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。现浇混凝土围圈护壁施工方法：采用现浇混凝土护壁时，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，每层坑壁无混凝土壁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。注意事项现浇混凝土应紧贴坑壁灌筑，不用外模，内模可做成圆形或多边形。施工中注意使层、段间各接缝密贴，防止其间夹泥土和有浮浆等而影响围圈的整体性。现浇混凝土一般采用C15早强混凝土。为使基坑开挖和支护工作连续不间断地进行，一般在围圈混凝土抗压强度到达2500kPa强度时，即可拆除模板，让它承受土压力。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，它的好处是省去现场混凝土灌筑和养护时间，使开挖与支护砌筑连续不间断进行，且混凝土质量容易得到保证。3-2基坑排水适用情况：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。常用方法：表面排水法和井点降水法3-2-1表面排水法施工过程：在基坑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，并引向一个或多个比集水沟挖得更深的集水坑中。注意事项：集水沟和集水坑应设置在基础范围之外，集水坑的深度要大于抽水机吸水龙头的高度，在吸水龙头上套竹筐围护，防止土石堵塞龙头。适用范围：适用于岩石及碎石类土，也适用于渗水量不大的粘性土基坑，但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。3-2-2井点降水法概念：即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，上面钻有若干直径约2mm的滤孔，外面用过滤层包扎起来。各个井管用集水管连接并抽水。类型：分为轻型井点、喷射井点、电渗井点和深井泵井点等，可根据土的渗透系数，要求降低水位的深度及工程特点选用。特点：井管范围内的地下水不从基坑的四周边缘和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而可以避免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。适用情况：适用于渗透系数为（0.1～80）m/d的砂土。对于渗透系数小于0.1m/d的淤泥、软粘土等则效果较差，需要采用电渗井点排水或其它方法。4、水中浅基础施工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。如排水较困难时，也可在围堰内进行水下挖土，挖至预定高程后先灌注水下封底混凝土，然后再抽干水继续修筑基础。在围堰内不但可以修筑浅基础，也可以修筑桩基础等。围堰的种类：土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、钢套箱围堰、双壁钢围堰等围堰的设置要求：根据水深、流速、地质情况以及通航要求等确定。4、水中浅基础施工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。如排水较困难时，也可在围堰内进行水下挖土，挖至预定高程后先灌注水下封底混凝土，然后再抽干水继续修筑基础。在围堰内不但可以修筑浅基础，也可以修筑桩基础等。围堰的种类：土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、钢套箱围堰、双壁钢围堰等围堰的设置要求：根据水深、流速、地质情况以及通航要求等确定。对围堰的要求(1)围堰顶面高程应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0.50m以上。(2)修筑围堰将压缩河道断面，使流速增大引起冲刷，或堵塞河道影响通航，因此要求河道断面压缩一般不超过流水断面积的30%。对两边河岸河堤或下游建筑物有可能造成危害时，必须征得有关单位的同意并采取有效防护措施。(3)围堰内面积应满足基础施工要求，并留有适当工作面，由基坑边缘至堰脚距离一般不少于1m。(4)围堰结构应能承受施工期间产生的土压力、水压力以及其他可能发生的荷载，满足强度和稳定要求。(5)围堰应具有良好的防渗性能，以减轻排水工作。土围堰和草袋围堰土围堰适用范围：水深在1.5m以内,流速缓慢,无冲刷作用,且河床土质渗水较小时宜采用土围堰。通常堰顶宽１～２m,外侧边坡不小于1∶2,内侧边坡不小于1∶1,内侧坡脚距基坑顶边缘的距离不小于1m。填筑材料：土围堰宜用粘性土填筑。当流速增大时,临水面边坡可用片石、草袋盛土、柴捆、竹笼等加以防护草袋围堰草袋围堰是明挖基础中最常用的一种围堰,不仅施工简便,取材较易,其适用范围亦比土围堰为广。通常用于水深2.5m以内、流速1.5m/s以内的水流,且河床为透水小的土壤,在特殊情况下也可用于更深的水中,但围堰需要加强钢板桩围堰当水较深时，可采用钢板桩围堰。它具有材料强度高、防水性能好、穿透土层能力强、并可重复使用的优点。钢板桩围堰一般适用于河床为砂土、碎石土和半干硬性黏土，并可嵌入风化岩层。围堰内抽水深度最大可达20m左右。钢套箱围堰适用范围：适用于流速较小，覆盖层较薄，透水性较强的砂砾或岩石深水河床，埋置不深的水中基础。双壁钢围堰双壁钢围堰适用于大型河流中的深基础，能承受较大的水压，保证基础全年施工安全度洪。特别是河床覆盖层较薄（０～２ｍ），下卧层为密实的大漂石或基岩，不能采用钢板桩围堰，或因工程需要围堰内不宜设立支撑，而单壁钢套箱又难以保证机构的刚度时。５、基底检验及处理基坑开挖到设计标高后，在基础浇筑前应对基底进行检验，以确定是否符合设计要求。基底检验的内容：基底平面位置、尺寸大小和基底高程是否与原设计相符。按《桥涵施工技术规范》的要求，基底平面位置允许偏差不得大于20cm，基底高程不得超过±5cm(土质)、-20~+5cm(石质)。基底地质状况是否与原设计相符，如有出入，应取样进行土质分析试验。基底地基承载力是否满足设计要求，如低于设计要求，可进行加固处理。基底处理及排水情况是否与施工设计规范相符。基底检验方法小桥涵的地基，一般采用直观或触探方法，必要时进行土质试验。特殊设计的小桥涵对地基沉降有严格要求，且土质不良时，宜进行荷载试验。对经加固处理后的特殊地基，一般采用触探或做密实度检验等。大、中桥和填土12m以上涵洞的地基，一般由检验人员用直观、触探、挖试坑或钻探(钻深至少4m)试验等方法，确定土质容许承载力是否符合设计要求。对地质特别复杂，或在设计文件中有特殊要求，或虽经加固处理又经触探、密实度检验后尚有疑问时，需进行荷载试验，确认符合设计要求后，方可进行基础结构物施工。基底处理处理方式随地基土质不同而异，分为以下情况：

地基软硬不均、溶洞、裂隙、泉眼等特殊情况时，应采取特殊措施的处理方式：换填土法、土桩法、砂桩法、重锤夯实法、强夯法、旋喷法、塑料排水法、震动水冲法、化学液体加固法等。

对于小溶洞，可采取开挖填塞，用砂石、碎石、片石混凝土等回填密。

对于较大的溶洞，可采取钻孔灌浆填充、设置桩基等。对于水流较小的泉眼，可用木塞、圆木包缠麻袋打入泉眼，或向泉眼注速凝水砂浆，或用带螺旋口的钢管打入泉眼，盖上螺帽并拧紧封堵。

对于水流大的泉眼，可用塑料管、钢管等塞入泉眼将水引流入集水坑排出，待基础圬工完成后，再用速凝砂浆封堵。

基底处理应符合下列规定：

1.

基础底面不得置于软硬不均的底层上。

2.

岩层基底应清除岩面松碎石块、淤泥、苔藓，凿出新鲜岩面，表面应清洗干净。应将倾斜岩面凿平或凿成台阶。

3.

碎石类土及砂类土层基底沉重面应修理平整，粘性土层基底修正时。应大于天然状态下铲平，不得用回填土夯平。

4.

砌筑基础时。应在基础底面先铺一层5cm-10cm水泥砂浆。

5.

基础浇筑前的基坑不得泡水。如发生基坑泡水现象，应采用措施进行处理并满足设计要求。6、基础砌筑与基坑回填通常基础施工可分为无水砌筑、排水砌筑及水下灌注三种情况。无水砌筑——为了方便施工和保证施工质量，基础的砌筑应尽可能在干燥无水的状况下进行。排水砌筑——当基坑渗漏很小时，可采用排水砌筑。水下灌注——只有当渗水量很大，排水很困难时，才采用水下灌注混凝土的方法。基础砌筑要求基础结构物的用料应挖基完成前准备好，以保证及时浇砌基础，避免基底土质变差。排水砌筑施工时，应确保在无水状态下砌筑圬工；禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板的灌注方法；基础边缘部分应严密隔水；水下部分圬工必须待水泥砂浆或混凝土终凝后才允许浸水。基础圬工的水下灌注分为水下封底和水下直接灌注基础两种方法。前者封底后仍要排水再砌筑基础，封底只是起封闭渗水的作用，其混凝土只作为地基而不作为基础本身，适用于板桩围堰开挖的基坑。水下封底混凝土施工注意事项水下封底混凝土在基础底面以下。封底只能起封闭渗水的作用，只能作为地基，不能作为基础，因此，封底不得侵占基础厚度。砌筑基础前，应清除封底混凝土的浮浆，冲洗干净。封底混凝土的最小厚度一般为2米左右。水下直接灌注混凝土水下灌注混凝土广泛采用的是垂直移动导管法。（同后面讲述桩基础施工）混凝土经导管输送至坑底，并迅速将导管下端