明挖基础施工-水中基坑开挖（围堰）（高速铁路桥梁施工）

水中基坑开挖（围堰）

水中基坑开挖（围堰）思考：在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，基坑开挖难点在哪里？有什么办法可以解决？水中基坑开挖（围堰）办法：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。围堰：是指基坑周围能起到防水、挡土作用的防护结构，以利于排水和开挖基坑，砌筑基础。围堰形式：水浅、水流流速低：土石围堰，如土、土袋、丝笼、膜袋围堰等；在水较深且流速较大的河流：钢围堰，如钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、双壁钢围堰、钢套箱围堰等。水中基坑开挖（围堰）围堰土石围堰土围堰土袋围堰竹、木、铅丝、钢笼围堰膜袋围堰钢围堰钢板桩围堰锁口钢管桩围堰钢套箱围堰双壁钢围堰（一）土石围堰土石围堰的高程、平面尺寸和及填筑要求：（1)围堰顶面标高应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0.5m～0.7m。（2)修筑围堰将压缩河道断面、改变水流方向和增加流速、增加对河床的冲刷、航道宽度缩小等。确定围堰的外形和尺寸应考虑这些因素。

围堰内的平面尺寸应满足基础施工作业的需要。（3)围堰的填筑应分层进行，减少渗漏，满足堰身强度和稳定要求。水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）（一）土、石围堰1.土围堰适用：水深≤1.5m，V＜0.5m/s，河床渗水小满足泄洪要求。构造：堰顶宽度根据施工需要确定，边坡坡度根据现场情况确定。顶宽b≥1.5m,外坡1:2～1:3，内坡1:1～1:1.5，坡脚距离基坑边缘不得小于1m。施工：树根、石块、杂物清除干净。黏性土或砂加黏土填筑,由上游至下游合龙，超出水面后夯实。外坡有冲刷，要防护。水中基坑开挖（围堰）（一）土、石围堰2.土袋围堰适用：水深≤3m,V＜1.5m/s,河床渗水小且满足泄洪要求。土袋：填土为黏性土，装填量为60%;水流流速较大时，在过水面及迎水面，袋内可装填粗砂或卵石。堆码时土袋的上下层和内外层相互错缝，搭接长度宜为1/2～1/3，堆码密实平整。施工：围堰中心部分可填筑黏土及黏性土芯墙。外坡坡度宜为1:O.5～1:1，内边坡坡度宜为1:0.2～1:0.5。水中基坑开挖（围堰）（一）土、石围堰3.丝笼围堰适用：水深≤4m,流速较大且满足泄洪要求，竹、木、铅丝笼围堰；水深＞4m，用钢笼围堰。笼体：制作坚固，满足使用要求。围堰层数根据水深、流速、基坑大小防渗要求定；宽度为水深的1.0～1.5倍。堰底防漏：围堰底外围堆填土袋，防止堰底渗漏。水中基坑开挖（围堰）（一）土、石围堰4.膜袋围堰（大型土工织物充填袋围堰）适用：水深≤5m,V＜3m/s且河床平缓。堰底处理：树根、石块、杂物清除干净，河床陡坎整平。膜袋：缝合牢固紧密，袋内用砂或水泥固化土材料填充，填充后减低膜袋内的水分。排水：围堰沉降稳定后方可进行基坑的排水，排水时控制水位降速。水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰优点：强度大、防水性好、能穿透砾石、卵石层、软岩、风化岩。适用：水深10～20m的桥位围堰。水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰1）打桩方法（1）逐根打桩即板桩结构中的板桩是一根根地打入土中。适用于松散的土壤和短桩施工，对于密实砂土和高粘性土，建议屏风式打法沉桩。该法速度快，桩架高度相对可低一些，但是容易倾斜，对此可在一根桩打入后，把它与前一根焊牢，既防止倾斜又避免被后打的桩带入土中。水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰1）打桩方法（2）屏风式将10～20根板桩插入土中一定深度，使桩机来回锤击，并使两端12根桩先打到要求深度再将中间部分的板桩顺次打入。优点：可保证达到良好的垂直度，并减少散桩，控制桩墙的长度，保证墙的整体作用。缺点：施工速度比单桩施工法慢且桩架较高。水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰1）打桩方法（3）跳打对于难以打桩的土壤采用该方法进行沉桩施工。在导架间安装钢板桩，然后按照以下顺序施工：先打1号、3号、5号桩，然后打2号、4号桩。如非常密实砂土、砂砾或岩石，可对1号、3号、5号桩桩尖加强。这种情况下，桩尖加强的桩始终先施工。水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰2）打桩设备冲击打桩机械：有自由落锤，蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等。振动打桩机械：既可用于打桩还可用于拔桩，常用的是振动打拔桩锤。振动冲击打桩机械：这种机械是在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时，产生冲击力，使施工效率大大提高。静力压桩机械：靠静力将板桩压入土中。水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰1.钢板桩围堰3)施工流程施工准备→测量定位→导向桩制作→打钢板桩→清淤→封底→排水→钢板桩内支撑→垫层→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→钢板桩围堰拆除。水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰2.锁口桩围堰水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰4.双壁钢围堰水中基坑开挖（围堰）圆形双壁钢围堰（二）钢围堰4.双壁钢围堰水中基坑开挖（围堰）方形双壁钢围堰（二）钢围堰4.双壁钢围堰水中基坑开挖（围堰）（二）钢围堰4.双壁钢围堰施工过程：制作拼装→（浮运）就位→清