情境2(單元5 圍堰法施工工藝)

1、情境二 天然地基上淺基礎(chǔ)施工1. 掌握明挖法基坑開挖的方法與各種基坑支護(hù)的施工工藝。2. 掌握基坑檢驗與地基局部處理的方法。3. 掌握圍堰法施工的基本要求與施工工藝。4. 掌握剛性擴大基礎(chǔ)施工工藝。5. 掌握獨立基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)施工工藝。6. 掌握筏形基礎(chǔ)施工工藝。7. 掌握地下連續(xù)墻施工工藝。 一、一、 圍堰工程概述圍堰工程概述 圍堰是位于河流或淺灘中的橋梁在施工過程中作為臨時擋水的建筑物。其作用是進(jìn)行施工導(dǎo)流，圍護(hù)施工中的基坑，保證橋梁工程能采用旱地上的施工工藝，或在靜水條件下進(jìn)行水下開挖基坑作業(yè)，并繼續(xù)其他工序。在導(dǎo)流任務(wù)完成以后，為了不影響河流的防汛與通航，應(yīng)予以拆除。 1. 1. 圍堰

2、的分類圍堰的分類 （1 1） 按圍堰的組成材料分為：按圍堰的組成材料分為：土石圍堰，土袋圍堰，鋼板樁圍堰，木籠（竹籠）或鉛絲籠（鋼筋籠）圍堰，膜袋圍堰。 （2 2） 按圍堰與水流方向的相對位置分為：按圍堰與水流方向的相對位置分為：橫向圍堰和縱向圍堰。 一、一、 圍堰工程概述圍堰工程概述 圍堰是位于河流或淺灘中的橋梁在施工過程中作為臨時擋水的建筑物。其作用是進(jìn)行施工導(dǎo)流，圍護(hù)施工中的基坑，保證橋梁工程能采用旱地上的施工工藝，或在靜水條件下進(jìn)行水下開挖基坑作業(yè)，并繼續(xù)其他工序。在導(dǎo)流任務(wù)完成以后，為了不影響河流的防汛與通航，應(yīng)予以拆除。 1. 1. 圍堰的分類圍堰的分類 （1 1） 按圍堰的組成材

3、料分為：按圍堰的組成材料分為：土石圍堰，土袋圍堰，鋼板樁圍堰，木籠（竹籠）或鉛絲籠（鋼筋籠）圍堰，膜袋圍堰。 （2 2） 按圍堰與水流方向的相對位置分為：按圍堰與水流方向的相對位置分為：橫向圍堰和縱向圍堰。 2. 2. 圍堰的基本功能要求圍堰的基本功能要求（1） 應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、防沖性和一定的強度。 （2） 構(gòu)造簡單，經(jīng)濟(jì)合理，便于修建、維護(hù)和拆除。 （3） 圍堰的布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷。 （4） 圍堰的接頭盒與岸邊的聯(lián)結(jié)應(yīng)安全可靠，不致因集中滲漏等破壞作用而引起圍堰失事。 （5） 在必要時，應(yīng)設(shè)置防止冰凌、船筏沖擊的設(shè)施。 3. 3. 影響圍堰形式的選用因素圍

4、堰形式的選用與下列因素有關(guān)：影響圍堰形式的選用因素圍堰形式的選用與下列因素有關(guān)： （1） 工程項目的規(guī)模、工期和開工時間； （2） 施工現(xiàn)場的地形、工程地質(zhì)與工程水文條件； （3） 施工期間的通航要求； （4） 施工單位的施工能力與技術(shù)水平； （5） 基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)特點； （6） 圍堰的基本功能要求。 4. 4. 圍堰的基本參數(shù)與一般要求圍堰的基本參數(shù)與一般要求（1） 堰頂高度：宜高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位（包括浪高）5070 cm。 （2） 圍堰形狀：設(shè)置圍堰后，河流斷面減小會引起水流流速增大，應(yīng)考慮由此而導(dǎo)致水流對圍堰、河床的沖刷及影響通航、導(dǎo)流等因素。 （3） 堰內(nèi)面積：應(yīng)滿足坑壁放坡和

5、基礎(chǔ)施工的要求。 （4） 圍堰斷面：應(yīng)滿足本身強度和穩(wěn)定性的要求。 （5） 圍堰施工時間：宜安排在枯水時期施工。 二、二、 圍堰的基本形式、構(gòu)造與施工要點圍堰的基本形式、構(gòu)造與施工要點 1. 1. 土石圍堰土石圍堰（1） 土石圍堰的構(gòu)造與特點 土石圍堰是利用自重維持其穩(wěn)定性，故又稱重力式圍堰，堰身斷面大，主要是防地面水，適用于水深1.5 m以內(nèi)，流速0.5 m/s以內(nèi)，河床土質(zhì)滲水性較小且滿足泄洪要求的情況下。其構(gòu)造如圖2.5.1所示。圖圖2.5.1圍堰圍堰 (a) 土圍堰；（土圍堰；（b） 土石圍堰土石圍堰 土石圍堰的頂面高程應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位（包括浪高）0.50.7 m。 土

6、石圍堰的外形尺寸應(yīng)考慮河流斷面被壓縮后流速增大導(dǎo)致水流對圍堰本身和河床的集中沖刷，以及對河道泄洪、通航和導(dǎo)流的影響等不利因素。堰頂寬一般為12 m，堰外邊坡視填土在水中的自然坡度而定，一般為1213；堰內(nèi)邊坡一般為11.511。坡腳距基坑邊緣距離根據(jù)河床土質(zhì)及基坑深度而定，但不得小于1 m。 堰內(nèi)的平面尺寸應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工作業(yè)的需要。 （2 2） 土石圍堰的施工要點土石圍堰的施工要點 圍堰的填筑應(yīng)分層進(jìn)行，減少滲漏，并應(yīng)滿足堰身強度和穩(wěn)定的要求。 堰頂?shù)膶挾纫烁鶕?jù)施工需要確定；邊坡的坡度應(yīng)根據(jù)圍堰的位置、高度及基坑開挖深度等條件確定。 在筑堰之前，應(yīng)將堰底河床處的樹根、石塊及其他雜物清除干凈。

7、筑堰材料宜采用黏性土或砂夾黏土，填筑應(yīng)自上游開始至下游合龍，注意不要直接向水中傾卸填土，而應(yīng)沿著已出水面的填土坡面往下倒，填土超出水面之后應(yīng)進(jìn)行夯實。 堰外坡面有受水流沖刷的危險時，應(yīng)采用合適的材料對其進(jìn)行防護(hù)，一般在外坡面用草皮、柴排、片石或內(nèi)填砂土的草袋加以防護(hù)。 2. 2. 土袋圍堰土袋圍堰 （1 1） 土袋圍堰的構(gòu)造與特點土袋圍堰的構(gòu)造與特點 用草袋、麻袋、玻璃纖維袋等裝土再碼疊而成的圍堰統(tǒng)稱土袋圍堰。土袋圍堰也是利用自重維持其穩(wěn)定性，是重力式圍堰的另一種形式。 土袋圍堰適用于水深在3 m以內(nèi)，流速在1.5 m/s以內(nèi)，河床土質(zhì)滲水性較小且滿足泄洪要求的情況下。其構(gòu)造如圖2.5.2所示

8、。圖圖2.5.2 2.5.2 土袋圍堰土袋圍堰 土袋圍堰的頂面高程應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位（包括浪高）0.50.7 m。 土袋圍堰的堰頂寬度一般為12 m，有黏土芯墻時為22.5 m。堰外邊坡視水深及流速而定，一般為1110.5；堰內(nèi)坡度一般為10.510.2。內(nèi)坡腳距基坑邊緣距離不小于1 m。 （2 2） 土袋圍堰的施工要點土袋圍堰的施工要點 土袋圍堰的袋內(nèi)填土宜采用黏性土，裝填量宜為60%，裝土過多，堆碼不平穩(wěn)且袋間空隙多，易滲漏；袋口應(yīng)縫合；水流流速較大時，在過水面及迎水面，袋內(nèi)可裝填粗砂或卵石。堆碼時土袋的上下層和內(nèi)外層應(yīng)相互錯縫，搭接長度宜為1/21/3，堆碼應(yīng)密實平整。 土

9、袋圍堰的中心部分可填筑黏土及黏性土芯墻，此時也可用砂土裝袋。在水中堆碼土袋，可用帶鉤的桿子鉤送就位。 3. 3. 鋼板樁圍堰鋼板樁圍堰 （1 1） 鋼板樁圍堰的構(gòu)造與特點鋼板樁圍堰的構(gòu)造與特點 鋼板樁圍堰一般適用于砂類土、碎卵石類土、半干硬性黏土和風(fēng)化巖等地層，它具有材料強度高，防水性能好，穿透土層能力強，堵水面積最小，修建和拆除可以高度機械化，回收率高并可多次重復(fù)使用的優(yōu)點。因此當(dāng)水深超過5 m或土質(zhì)較硬時，可選用這種圍堰。但鋼板樁一次投資大，配備一套（包括沉樁設(shè)備）如只偶然使用幾次，就顯得很不經(jīng)濟(jì)，所以只有較大的工程單位才擁有這種設(shè)備。 橋梁工程常用的兩種鋼板樁形式如圖2.5.3所示。 當(dāng)

10、圍堰較深時，由于承受土、水壓力較大，圍堰應(yīng)根據(jù)計算，安設(shè)由多層木、鋼木或型鋼組成的支撐，常稱圍囹，如圖2.5.4所示。圖圖2.5.3 2.5.3 鋼板樁鋼板樁圖圖2.5.4 2.5.4 鋼板樁圍鋼板樁圍堰堰 鋼板樁成品長度有多種規(guī)格，最長20 m，并可根據(jù)需要接長，但相鄰的接縫要錯開2 m以上。鋼板樁頂端要有圓孔，便于起吊。 （2 2） 鋼板樁圍堰的施工要點鋼板樁圍堰的施工要點 鋼板樁的材質(zhì)、性能和尺寸應(yīng)符合產(chǎn)品的相應(yīng)規(guī)定。鋼板樁在存放、搬運和起吊時，應(yīng)采取措施防止其變形及鎖口損壞。經(jīng)過整修或焊接后的鋼板樁，應(yīng)采用同類型的短樁進(jìn)行鎖口通過試驗，合格者方可繼續(xù)使用。 鋼板樁施打前應(yīng)設(shè)置測量觀測點

11、，控制其施打的部位。 鋼板樁在施打前應(yīng)在鎖口處采用止水材料捻縫，防止在使用過程中漏水。常用的止水材料，其質(zhì)量比為黃油瀝青干鋸末干黏土粉=1110.5。 鋼板樁施打順序應(yīng)按既定的施工技術(shù)方案進(jìn)行，并宜從上游開始分兩頭向下游方向合龍。插打鋼板樁，一般先將全部鋼板逐根或逐組插打到穩(wěn)定深度，然后再依次打入到設(shè)定高程；在能保證鋼板樁垂直沉入的條件下，每根或每組鋼板樁也可一次打到設(shè)計深度。 鋼板樁的沉樁方法有錘擊、振動和射水等，但在黏土中不宜使用射水下沉的方法。 施打鋼板樁應(yīng)有導(dǎo)向裝置，應(yīng)能保證樁的位置準(zhǔn)確。在開始沉入幾根或幾組鋼板樁時，施打時應(yīng)隨時檢查其平面位置是否正確，樁身是否垂直，如發(fā)現(xiàn)傾斜應(yīng)立即糾

12、正或拔起重新施打。施打完成后所有鋼板樁的鎖口均應(yīng)閉合。 同一圍堰內(nèi)采用不同類型的鋼板樁時，宜將不同類型樁的各半拼焊成一根異形鋼板樁，分別與相鄰樁進(jìn)行連接。接長的鋼板樁，其相鄰樁的接頭位置應(yīng)相互錯開。 拔除鋼板樁之前，應(yīng)向堰內(nèi)注水，使堰內(nèi)外的水位保持平衡。拔樁應(yīng)從下游側(cè)開始逐步向上游側(cè)進(jìn)行，拔除的鋼板樁應(yīng)對其鎖口進(jìn)行檢修并涂油，堆碼妥善保存。 鋼板樁達(dá)到設(shè)計高程時，樁頂?shù)钠矫嫖恢闷?，在水上打樁時不得大于20 cm，在陸上打樁時不得大于10 cm。 4. 4. 竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰 （1 1） 竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰的構(gòu)造與特點竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍

13、堰的構(gòu)造與特點 竹（鉛絲）籠圍堰是在籠內(nèi)填筑土、石，依靠本身重力抵抗水流沖擊的圍堰，是重力式圍堰的又一種形式。竹（鉛絲）籠圍堰可做成單層或雙層。雙層圍堰如圖2.5.5所示。 木籠、鋼籠一般做成套箱，故亦稱為套箱圍堰。套箱是一種無底的圍套，內(nèi)設(shè)木、鋼支撐組成支架。木板套箱在支架外面釘裝兩層企口板，用油灰捻縫以防漏水；無底鋼套箱采用焊接或鉚合而成的鋼板外壁。套箱圍堰如圖2.5.6所示。 竹籠、木籠、鉛絲籠圍堰適用于水深在4 m以內(nèi)，流速較大，且能滿足泄洪要求的情況下；當(dāng)水深超過4 m時，宜采用鋼籠圍堰。圖圖2.5.62.5.6套箱圍堰套箱圍堰1 1套箱支架；套箱支架；2 2套箱外壁；套箱外壁；3

14、3土袋護(hù)腳土袋護(hù)腳圖圖2.5.5雙層竹籠圍堰雙層竹籠圍堰1對拉鉛絲；對拉鉛絲；2填石；填石；3橫木橫木 圍堰的層數(shù)宜根據(jù)水深、流速、基坑大小及防滲要求等因素確定；圍堰的寬度宜為水深的1.01.5倍；籠子直徑視水深及流速而定，一般為80100 cm。 鋼套箱分無底鋼套箱和有底鋼套箱兩種。有底鋼套箱圍堰和雙壁鋼圍堰適用于樁基礎(chǔ)的承臺施工。 （2 2） 竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰的施工要點竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰的施工要點 竹（鉛絲）籠圍堰一般先用竹或鉛絲編織成有底的圓籠，然后按圍堰的位置將籠子放入水中，投入卵石或片石，直到穩(wěn)定在河床上。竹籠必須制作牢固，應(yīng)用鋼筋、螺栓、鐵絲等連接加固，以防填

15、土石時被脹壞。采用鉛絲籠時也應(yīng)采用鋼筋加固。 相鄰籠子之間要緊靠密排，分內(nèi)外兩圈，兩圈籠子之間填以黏土，以防滲水。內(nèi)外籠之間設(shè)對拉鉛絲，外圍的水平方向，用鋼筋或竹材通過鐵絲捆扎，使內(nèi)外兩圈形成一個整體。 木套箱采用浮運就位，然后加重下沉。下沉套箱前，應(yīng)清除河床覆蓋層并整平巖層。 鋼套箱圍堰的施工應(yīng)符合下列規(guī)定： a. 對有底鋼套箱，除應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計算和驗算外，尚應(yīng)針對套箱內(nèi)抽干水后的工況進(jìn)行抗浮驗算。鋼套箱采取懸吊方式安裝時，應(yīng)驗算懸吊裝置及吊桿的強度是否滿足受力要求。 b. 鋼套箱應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的起吊能力和移運能力確定采用整體式或裝配式制作，制作時應(yīng)采取防止接縫滲漏的措施。 c. 鋼套箱下沉

16、就位時，在下沉過程中應(yīng)保持平穩(wěn)，當(dāng)采用多個千斤頂?shù)醴艜r，應(yīng)使各千斤頂?shù)男谐掏?，且宜設(shè)置導(dǎo)向裝置或利用已成樁作為導(dǎo)向的承力結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。鋼套箱就位后應(yīng)對其平面位置和高程進(jìn)行精確調(diào)整，并應(yīng)及時予以固定；當(dāng)水流速度過大會使套箱的位置發(fā)生改變時，應(yīng)具有穩(wěn)定套箱的可靠措施。 d. 有底鋼套箱在澆筑封底混凝土之前，應(yīng)采用適宜的止水裝置或材料對底板與樁基之間的縫隙進(jìn)行封堵。 e. 鋼套箱內(nèi)的排水應(yīng)在封底混凝土符合設(shè)計規(guī)定的強度后或達(dá)到設(shè)計強度的80%及以上時方可進(jìn)行，排水不應(yīng)過快，并應(yīng)在排水過程中加強對套箱情況變化的監(jiān)測；對有底鋼套箱，必要時可設(shè)反壓裝置抵抗過大的浮力。 f. 鋼套箱側(cè)壁兼作承臺模板時

17、，其位置的允許偏差應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。 為了防止堰底滲漏和河床被水沖刷，宜在堰底或套箱箱腳外圍填以黏土或用土袋拋填護(hù)腳。 雙壁鋼圍堰的施工應(yīng)符合下列規(guī)定： a. 圍堰的雙壁間距應(yīng)根據(jù)下沉?xí)r需要克服的浮力、土層摩阻力及基底抗力等經(jīng)計算確定，并應(yīng)在雙壁之間分設(shè)多個對稱的、橫向互不相通的隔水艙。 b. 雙壁鋼圍堰兼作鉆孔平臺時，應(yīng)將鉆孔施工產(chǎn)生的全部荷載及各種工況加入到圍堰結(jié)構(gòu)的最不利荷載組合中進(jìn)行設(shè)計和驗算。鋼圍堰需度訊或度凌施工時，應(yīng)制訂穩(wěn)定和防撞擊、防沖刷的可靠方案，并應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的驗算。 c. 雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)的制作宜在工廠按設(shè)計要求進(jìn)行，各節(jié)、塊應(yīng)按預(yù)定的順序?qū)ΨQ組裝拼焊，制作完成后應(yīng)進(jìn)行焊接質(zhì)量

18、檢驗，并應(yīng)進(jìn)行水密試驗。 d. 圍堰應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的水文、地質(zhì)和通航等情況，設(shè)置可靠的定位系統(tǒng)和導(dǎo)向裝置。其浮運、下沉、定位等工序的施工及允許偏差應(yīng)符合本教材情境五沉井基礎(chǔ)的相關(guān)規(guī)定。 e. 圍堰下沉至設(shè)計高程，在灌注封底混凝土之前，應(yīng)對河床面進(jìn)行清理和整平。圍堰置于巖面上時，宜將巖面整平；基巖巖面傾斜或凹凸不平時，宜將圍堰底部制作成與巖面相應(yīng)的異形刃腳，增加其穩(wěn)定性并減少滲漏。 5. 5. 膜袋圍堰膜袋圍堰 （1 1） 膜袋圍堰的構(gòu)造與特點膜袋圍堰的構(gòu)造與特點 膜袋圍堰的構(gòu)造與受力特點類似土袋圍堰。 膜袋圍堰適用于水深在5 m以內(nèi)，流速在3 m/s以內(nèi)，且河（湖、海）床較平緩時。 膜袋圍堰的其他

19、構(gòu)造要求均同土袋圍堰。 （）（） 膜袋圍堰的施工要點膜袋圍堰的施工要點 在筑堰之前，應(yīng)將堰底河床處的樹根、石塊及其他雜物清除干凈，并應(yīng)將河（湖、海）床的陡坎整平。 填筑應(yīng)自上游開始至下游合龍，堆碼時膜袋的上下層和內(nèi)外層應(yīng)相互錯縫，搭接長度宜為1/21/3，堆碼應(yīng)密實平整。 堰外坡面有受水流沖刷的危險時，應(yīng)采用合適的材料對其進(jìn)行防護(hù)，一般在外坡面用草皮、柴排、片石或內(nèi)填砂土的草袋加以防護(hù)。 膜袋的縫口應(yīng)牢固嚴(yán)密，袋內(nèi)可采用砂或水泥固化土材料填充，填充后應(yīng)采取有效措施降低膜袋內(nèi)的水分。 圍堰沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行基坑的排水，排水時應(yīng)控制水位的下降速度。三、 圍堰的防滲與防沖圍堰的防滲和防沖是保證圍堰正

20、常工作的關(guān)鍵問題，對土石圍堰來說尤為突出。一般土石圍堰在流速超過3.0 m/s時，會發(fā)生沖刷現(xiàn)象，尤其在采用分段圍堰法導(dǎo)流時，若圍堰布置不當(dāng)，在束窄河床段的進(jìn)、出口和沿縱向會出現(xiàn)嚴(yán)重的渦流，淘刷圍堰及其基礎(chǔ)，以致導(dǎo)致圍堰失事。 1. 圍堰的防滲土石圍堰的防滲一般采用斜墻、斜墻帶水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施，如圖2.5.7所示。圖圖2.5.72.5.7土石圍堰的類型與防滲方法土石圍堰的類型與防滲方法（a a） 斜墻式；（斜墻式；（b b） 斜墻帶水平鋪蓋式；（斜墻帶水平鋪蓋式；（c c） 垂直防滲墻式；（垂直防滲墻式；（d d） 灌漿灌漿帷幕式帷幕式1 1堆石體；堆石體；2 2黏土斜墻、鋪蓋黏土斜墻、鋪蓋；3 3反濾層；反濾層；4 4護(hù)面；護(hù)面；5 5隔水層；隔水層；6 6覆蓋層；覆蓋層；7 7垂直防滲墻；垂直防滲墻；8 8灌漿帷幕；灌漿帷幕；9 9黏土芯墻黏土芯墻 2. 圍堰的防沖圍堰遭到?jīng)_刷在很