桥梁桥涵施工技术之二十四明挖扩大基础施工

桥涵施工技术

明挖扩大基础施工旱地基础的基坑开挖水中地基的基坑开挖基底检验与处理基础圬工（浇）砌筑

浅基础：一般指埋深小于5m，或者基础埋深小于基础宽度的基础。浅基础的类型特点：

1、独立基础：

2、条形基础：条形基础是墙下最常用的一种基础形式，当柱下独立基础不能满足要求时

3、筏板基础：按其构造形式可以分为“梁板式”和“平板式”。

4、箱型基础：

5、壳体基础

施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故亦称为明挖基础。天然地基浅基础由于埋深浅，结构形式简单，施工方法简便，造价也较低，因此是建筑物(最)常用的基础类型。

桩基础：桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。沉井：沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。管柱基础：由钢筋混凝土、预应力混凝土或钢管柱群和钢筋混凝土承台组成的基础结构。地下连续墙：在地面以下用于支承建筑物荷载、截水防渗或挡土支护而构筑的连续墙体。深基础天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件浅基础分类按材料分类按构造分类按受力性能分类单独基础联合基础条形基础按受力性能分类刚性基础柔性基础按构造分类十字交叉阀板箱形按材料分类砖基础片石基础砼及片石砼基础钢筋砼基础灰土及三合土基础砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。≥MU10砖

M5砂浆大放脚片石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。≤200≥

400≥

MU20毛石

M5砂浆≥

MU20毛石

M5砂浆≥MU20片石；M5砂浆砼与片片石砼砼基础础：强度、、耐久久性和和抗冻冻性均均较好好，适适于荷荷载大大及地地下水水位以以下结结构。。掺入入片石石要求求：占占体积积20~30%，尺寸寸≤300mm。掺入毛毛石节约水水泥柱下砼基础础墙下砼基础础单独基基础联合基基础——柱下十十字交交叉基基础柱基础底底板梁联合基基础——筏形基基础（（板式式与梁梁板式式）梁柱底板联合基基础——箱形基基础柱顶板底板梁隔板条形基基础挡土墙墙下条条形基基础柱下条条形基基础一、扩扩大基基础的的施工工工序序1、测量量定位位2、基础础放样样3、开挖挖和排排水4、基底底检查查处理理（平平面位位置、、尺寸寸大小小、基基底标标高、、土质质均匀匀性、、地基基稳定定性、、承载载力、、基底底处理理和排排水沟沟情况况）5、立模模绑钢钢筋6、浇筑筑混凝凝土、、养护护7、拆模模8、回填填土明挖扩扩大基基础施施工基础的的定位位放样样ABCDA’B’C’D’abcdefgh0.5—1m桥位中中线基础横横中线线其中：：A、B、C、D为基坑顶顶部四四角的的边桩桩；A’、B’、C’、D’为基坑坑底部部四角角的边边桩；；a、b、c、d、e、f、g、h为基底底边角角。旱地基基础的的基坑坑开挖挖⑴坑壁不不加固固的基基坑垂直开开挖土质湿湿度正正常，，结构构均匀匀深度松软土土0.75m，中密密1.25m，密实实2.0m;放坡开开挖坑壁土

坑壁坡度

基坑顶缘无载重

基坑顶缘有静载

基坑顶缘有动载

砂土类1∶11∶1.251∶1.5

碎石类土1∶0.751∶11∶1.25

黏性土、粉土1∶0.331∶0.51∶0.75

极软岩、软岩1∶0.251∶0.331∶0.67

较软岩1∶01∶0.11∶0.25

极硬岩、硬岩1∶01∶01∶0基坑坑坑壁坡坡度表表注：坡坡度＝＝坡的的高度度与坡坡的水水平距距离之之比基坑开开挖注意：：②边边坡稳稳定③不中中断人工或或机械械施工工弃土、、动载载开挖、、砌筑筑、回回填、、夯实实①防水反反坡、、截水水沟无支撑撑基坑坑开挖挖基坑施施工的的注意意事项项观察坑壁边缘有无裂缝设护道坑底30cm人工开挖观察坑壁边缘有无松散塌落设截水沟静载距坑边缘0.5m动载距坑边缘1.0m⑵坑壁加加固的的基坑坑使用条条件：坑深、、土方方量大大、、场地地窄、、土土松松、、水大大。加固方方式：挡板支支撑、、喷射射混凝凝土、、混混凝土土围圈圈等。。横挡板板支撑撑竖挡板板支撑撑框架式式大面积积基坑坑支撑撑喷射混混凝土土构造与与施工工要求求：现浇混混凝土土围圈圈基坑垂垂直开开挖，，自上上而下，，逐段段立模模灌筑筑混凝土土，壁壁厚8～15cm，每层高高1.0～1.5m，24h拆模水中基基础的的基坑坑开挖挖围堰要要求：：满足基基础施施工要要求；；防水水性好好；满足强强度和和稳定定要求求；堰堰顶在在水位以以上0.5m；对河河床断断面压压缩小小围堰形形式：：土、石石围堰堰、草草（麻麻）袋袋围堰堰、钢钢板桩桩围堰堰、钢钢筋混混凝土土板桩桩围堰堰、套套箱围围堰和和木（（竹））笼围围堰。。土围堰堰、土土袋围围堰、、竹竹笼片片石围围堰、、堆堆石土土围堰堰适用：：水深深≤≤2.0m,V＜0.3m/s,河床渗渗水小小。构造：：稳定定性要要求顶顶宽b≥1.5,外坡1∶2,内坡坡1∶∶1。施工:黏性土土填筑筑,由上游游至下下游合合龙。。(1)土围堰堰⑴土石围围堰适用：：水深深≤≤3.0m,V＜1.5m/s,河床渗渗水小小。构造：：顶宽宽1~2m,外坡1∶0.2~1∶0.5,内坡坡1∶∶0.5~1∶1施工:黏性土土填心心,袋装松松散土土60%;错缝搭搭长1/3~1/2。(2)土袋围围堰⑶钢板桩桩围堰堰性能适用结构强度大大、防防水性性好、、能能穿透透砾石石、、卵石石层、、软软岩、、风风化岩岩水深4~8m，软岩岩最好好，堰堰深20m整体无无底钢钢围堰堰方形钢钢壳围围堰钢壳围围堰就就位下下沉主桥墩墩采用用28m直径双双壁钢钢围堰堰加16根直径径3m钻孔灌灌注桩桩基础础，具具有较较高的的防船船舶撞撞击能能力。黄石长长江大大桥⑸基坑排排水排水方方法：：集水水排水水、井井点法法降水水集水排排水法法抽水设设备：渗水水量约约1.5～2.0倍优点：设备备简单单，费费用低低；缺点：黏聚聚力小小的土土中易易涌沙沙井点降降水法法类型:抽水:轻型井井点、、喷射射井点点、、射流流泵井井点、、深深井泵泵井点点真空泵泵、离离心泵泵、多多级离离心泵泵或独独立泵泵水中挖挖基抓土斗斗、空空气吸吸泥机机、水水力吸吸泥机机基底的的检验验和处处理⑴基底检检验主要内内容基底平平面位位置、、尺寸寸大小小、、基底底标高高；基底处处理及及排水水情况况地质情情况；；基底处处理岩层基基底碎石类类或砂砂类土土层黏性土土层泉眼未风化化岩面面清除除干净净；风风化岩岩面按按基础础尺寸寸凿除除。承重面面修理理平整整；砌砌筑前前铺一一层水水泥砂砂浆。天然状状态铲铲平；；或向向基底底夯入入10cm碎石。。堵排处处理，，不泡泡基础础。软弱地地基的的处理理碎石层层开挖：：刚性扩扩大基基础的的施工工可采采用明明挖的的方法法进行行基坑坑开挖挖，开开挖工工作应应尽量量在枯枯水或或少雨雨季节节进行行，且且不宜宜间断断。基基坑挖挖至基基底设设计标标高应应立即即对基基底土土质及及坑底底情况况进行行检验验，验验收合合格后后应尽尽快修修筑基基础，，不得得将基基坑暴暴露过过久。。基坑坑可用用机械械或人人工开开挖，，接近近基底底设计计标高高应留留30cm高度由由人工工开挖挖，以以免破破坏基基底土土的结结构。。基坑坑开挖挖过程程中要要注意意排水水，基基坑尺尺寸要要比基基底尺尺寸每每边大大0.5m～1.0m，以方方便设设置排排水沟沟及立立模板板和砌砌筑工工作。。围护：：基坑开开挖时时根据据土质质及开开挖深深度对对坑壁壁予以以围护护或不不围护护，围围护的的方式式有多多种多多样。。水中中开挖挖基坑坑还需需先修修筑防水围围堰。刚性扩扩大基基础施施工施工一一般要要求：：一、旱旱地上上基坑坑开挖挖及围围护（一））无围围护基基坑当基坑坑较浅浅，地地下水水位较较低或或渗水水量较较少，，不影影响坑坑壁稳稳定时时，坑坑壁可可不加加围护护，此此时可可将坑坑壁挖挖成竖竖直或或斜坡坡形。。竖直直坑壁壁只有有在岩岩石地地基或或基坑坑较浅浅又无无地下下水的的硬粘粘土中中采用用。要求：在一般土质条件下下开挖基坑时，应应采用放坡开挖的方法，基坑坑深度在5m以内，施工期较短短，地下水在基底底以下，且土的湿湿度接近最佳含水量，土质构造又较均匀时，基坑坡度可参参考下表选用。无围护基坑坑壁坡坡度坑壁土类坑壁坡度基坑顶缘无荷载基坑顶缘有静载基坑顶缘有动载砂类土1∶11∶1.251∶1.5碎卵石类土1∶0.751∶11∶1.25亚砂土1∶0.671∶0.751∶1亚粘土、粘土1∶0.331∶0.51∶0.75极软岩1∶0.251∶0.331∶0.67软质岩1∶01∶0.11∶0.25硬质岩1∶01∶01∶0无围护基坑（二）有围护基坑坑1、板桩墙支护概念：在基坑开挖前先垂垂直打入土中至坑坑底以下一定深度度，然后边挖边设设支撑，开挖基坑坑过程中始终是在在板桩支护下进行行。材料：木板桩、钢筋混凝凝土板桩和钢板桩桩三种。断面形式：一字形、槽形和Z字形三种。一字形槽槽形Z字形支撑方式：无支撑式、支撑式式和锚撑式。支撑式板桩墙按设置支撑的层数数可分为单支撑板桩墙和多多支撑板桩墙。无支撑单单支支撑多多支撑撑锚锚撑钢板桩钢板桩施打钢板桩基坑支撑基坑远景钢板桩基坑支撑基坑支撑基坑支撑基坑支撑2、喷射砼护壁概念：以高压空气为动力力，将搅拌均匀的的砂、石、水泥和和速凝剂干料，由由喷射机经输料管管吹送到喷枪，在在通过喷枪的瞬间间，加入高压水进进行混合，自喷嘴嘴射出，喷射在坑坑壁，形成环形混混凝土护壁结构，，以承受土压力。适用情况：宜用于土质较稳定定，渗水量不大，，深度小于10m，直径为6m～12m的圆形基坑。对于于有流砂或淤泥夹夹层的土质，也有有使用成功的实例例。砼喷射顺序：无水、少量渗水坑坑壁：可由下向上上一环一环进行；；对渗水较大坑壁：：喷护应由上向下下进行，以防新喷喷的混凝土被水冲冲流；对有集中渗出的股股水的基坑：可从从无水或水小处开开始，逐步向水大大处喷护，最后用用竹管将集中的股股水引出。喷射作作业应沿坑周分若若干区段进行，区区段长度一般不超超过6m。砼材料要求：喷射混凝土应当早早强、速凝、有较较高的不透水性，，且其干料应能顺顺利通过喷射机。。砼喷射厚度：一般粘性土、砂土土和碎卵石类土层层，如无渗水，厚厚度为3cm～8cm；如有少量渗水，，厚度为5cm～10cm；对稳定性较差的的土，如淤泥、粉粉砂等，如无渗水水，厚度为10cm～15cm；如有少量渗水，，厚度为15cm；当有大量渗水时时，厚度为15cm～20cm。一次喷射是否能达达到规定的厚度，，主要取决于混凝凝土与土之间的粘粘结力和渗水量大大小。如一次喷射射达不到规定的厚厚度，则应在混凝凝土终凝后再补喷喷，直至达到规定定厚度为止。喷锚支护喷混支护挂网喷混支护挂网喷混支护挂网喷混支护喷混支护3、砼围圈护壁概念：混凝土围圈护壁是是用混凝土环形结结构承受土压力，，但其混凝土壁是是现场浇筑的普通通混凝土，壁厚较较喷射混凝土大，，一般为15cm～30cm，也可按土压力作作用下环形结构计计算。适用情况：混凝土围圈护壁则则适应性较强，可可以按一般混凝土土施工，基坑深度度可达15m～20m，除流砂及呈流塑塑状态粘土外，可可适用于其它各种种土类。施工方法：基坑自上而下分层垂直开挖，开挖一一层后随即灌注一一层混凝土壁。为为防止已浇筑的围围圈混凝土施工时时因失去支承而下下坠，顶层混凝土应一次次整体浇筑，以下下各层均间隔开挖挖和浇筑，并将上上下层混凝土纵向向接缝错开。开挖面应均匀分布布对称施工，及时时浇筑混凝土壁支支护，每层坑壁无无混凝土壁支护总总长度应不大于周周长的一半。分层层高度以垂直开挖挖面不坍塌为原则则，一般顶层高2m左右，以下每层高高1m～1.5m。围圈混凝土一般采采用C15早强混凝土。为使使基坑开挖和支护护工作连续不间断断地进行，一般在在围圈混凝土抗压压强度到达2500kPa强度时，即可拆除除摸板，承受土压压力。砼围圈护壁砼围圈支护4、其他方法在软弱土层中的较较深基坑以深层搅拌桩、粉体体喷射搅拌桩、旋旋喷桩等，按密排或格框框形布置成连续墙墙以形成支档结构构代替板桩墙等，，多用于市政工程程、工业与民用建建筑工程，桥梁工工程也有使用成功功的报道。在一些基础工程施施工中，对局部坑坑壁的围护也常因因地制宜就地取材材采用多种灵活的的围护方法，在浅浅基坑中，当地下下水影响不大时，，也可使用木档板支撑（路桥施工除除在特定条件下，，现较少采用）。。粉喷桩支护什么是粉喷桩？粉喷桩属于深层搅搅拌法加固地基方方法的一种形式，，也叫加固土桩。。深层搅拌法是加固固饱和软粘土地基基的一种新颖方法法，它是利用水泥泥、石灰等材料作作为固化剂的主剂剂，通过特制的搅搅拌机械就地将软软土和固化剂（浆浆液状和粉体状））强制搅拌，利用用固化剂和软土之之间所产生的一系系列物理-化学反应，使软土土硬结成具有整体体性、水稳性和一一定强度的优质地地基。粉喷桩就是是采用粉体状固化化剂来进行软基搅搅拌处理的方法。。桩位放样→钻机就就位→检验桩基调调平机体→钻进至至设计深度→高压压送气打开喷粉孔孔→反钻提钻并喷喷水泥→至工作设设计标高上50cm停止喷粉→重复搅搅拌并复喷→反转转提钻至地表→成成桩结束→移机就就位在下个桩位施施工。粉喷桩最适合于加加固各种成因的饱饱和软粘土，目前前国内常用于加固固淤泥、淤泥质土土、粉土和含水量量较高的粘性土。。适用情况：基坑如在地下水位位以下，随着基坑坑的下挖，渗水将将不断涌集基坑，，因此施工过程中中必须不断地排水水，以保持基坑的的干燥，便于基坑坑挖土和基础的砌砌筑与养护。常用方法：表面排水法、井点点法降低地下水位位二、基坑排水（一）表面排水法法概念：它是在基坑整个开开挖过程及基础砌砌筑和养护期间，，在基坑四周开挖集集水沟汇集坑壁及基底的的渗水，并引向一一个或数个比集水水沟挖得更深一些些的集水坑，集水沟和集水坑坑应设在基础范围围以外，在基坑每每次下挖以前，必必须先挖沟和坑，，集水坑的深度应应大于抽水机吸水水龙头的高度，在在吸水龙头上套竹竹筐围护，以防土土石堵塞龙头。适用情况：一般土土质条件下均可采采用。但当地基土为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细细粒土层时，由于于抽水会引起流砂砂现象，造成基坑坑的破坏和坍塌，，因此当基坑为这这类土时，应避免免采用表面排水法法。（二）井点法降低低地下水位轻型井点法：即在基坑开挖前预预先在基坑四周打打入（或沉入）若若干根井管，井管管下端1.5m左右为滤管，上面面钻有若干直径约约2mm的滤孔，外面用过过滤层包扎起来。。各个井管用集水水管连接并抽水。。类型：分为轻型井点、喷射井井点、电渗井点和和深井泵井点等，可根据土的渗渗透系数、要求降降低水位的深度及及工程特点选用。。特点：井管范围内的地下下水不从基坑的四四周边缘和底面流流出，而是以相反反的方向流向井管管，因而可以避免免发生流砂和边坡坡坍塌现象，且由由于流水压力对土土层还有一定的压压密作用。适用情况：适用于渗透系数为为（0.1～80）m/d的砂土。对于渗透透系数小于0.1m/d的淤泥、软粘土等等则效果较差，需需要采用电渗井点点排水或其它方法法。轻型井点点法围堰的概概念：是一种临临时挡水水结构，，在水中中修筑桥桥梁基础础时，开开挖基坑坑前需在在基坑周周围先修修筑一道道防水围围堰，把把围堰内内水排干干后，再再开挖基基坑修筑筑基础。。如排水水较因难难，也可可在围堰堰内进行行水下挖挖土，挖挖至预定定标高后后先灌注注水下封封底混凝凝土，然然后再抽抽干水继继续修筑筑基础。。在围堰堰内不但但可以修修筑浅基基础，也也可以修修筑桩基基础等。。围堰的种种类：有土围堰堰、草（（麻）袋袋围堰、、钢板桩桩围堰、、双壁钢钢围堰和和地下连连续墙围围堰等三、水中中开挖基基坑时的的围堰工工程各种围堰堰都应符符合以下下要求：：1．围堰顶顶面标高高应高出出施工期期间中可可能出现现的最高高水位0.5m以上，有有风浪时时应适当当加高。。2．要求河河道断面面压缩一一般不超超过流水水断面积积的30%。对两边边河岸河河堤或下下游建筑筑物有可可能造成成危害时时，必须须征得有有关单位位同意并并采取有有效防护护措施。。3．围堰内内尺寸应应满足基基础施工工要求，，留有适适当工作作面积，，由基坑坑边缘至至堰脚距距离一般般不少于于1m。4．围堰结结构应能能承受施施工期间间产生的的土压力力、水压压力以及及其他可可能发生生的荷载载，满足足强度和和稳定要要求。围围堰应具具有良好好的防渗渗性能。。（一）土土围堰和和草袋围围堰在水深较较浅（2m以内），，流速缓缓慢，河河床渗水水较小的的河流中中修筑基基础可采采用土围围堰或草草袋围堰堰。土围堰草草袋围围堰（二）钢钢板桩围围堰当水较深深时，可可采用钢钢板桩围围堰。修修建水中中桥梁基基础常使使用单层层钢板桩桩围堰，，其支撑（一般为为万能杆杆件构架架，也采采用浮箱箱拼装））和导向（由槽钢钢组成内内外导环环）系统的框框架结构构称“围围囹”或或“围笼笼”。施工工艺艺流程：：适用情况况：钢板桩围围堰一般般适用于于河床为为砂土、、碎石土土和半干干硬性粘粘土，并并可嵌入入风化岩岩层。围围堰内抽抽水深度度最大可可达20cm左右。槽型钢板板桩钢板桩围围堰挡水水双壁钢围围堰一般般做成圆圆形结构构，它本本身实际际上是个个浮式钢沉沉井。井壁钢钢壳是由由有加劲劲肋的内内外壁板板和若干干层水平平钢桁架架组成，，