明挖基礎(chǔ)施工中的圍堰設(shè)計(jì)

明挖基礎(chǔ)施工中的圍堰設(shè)計(jì)

1機(jī)械開挖和沉井基礎(chǔ)開挖ws挖掘基礎(chǔ)工程通常地質(zhì)條件好，需要將基礎(chǔ)埋在巖石上。如果是干地，則采用機(jī)械直接開挖；在水深不超過7m時(shí)，一般是采用圍堰抽干水后，再進(jìn)行基礎(chǔ)開挖；當(dāng)橋跨度較大（80～90m跨）時(shí)，也有采用沉井基礎(chǔ)的。下面介紹圍堰施工方法及沉井施工方法：1.1圍堰花溪橋段圍堰方法可分為草土圍堰和土石圍堰，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及材料來源決定。草土圍堰使用的材料上粘土的稻草（雜草）。草土圍堰的優(yōu)點(diǎn)是，滲漏量小，容易抽干水。具備的條件是：施工現(xiàn)場(chǎng)附近有足夠的粘土，水深不超過7m，地面線坡度較平坦，坡度不大于2%，草土圍堰的施工方法是：先將稻草（雜草）用麻繩編織成長2m寬1.5m厚0.1m的草排。圍堰壩頭從岸邊開始，根據(jù)圍堰設(shè)計(jì)的寬度，將草排一字排列，草排與草排搭接0.3～0.5m，然后往草面上倒上0.3～0.4m厚的粘土，再鋪上一層草排，再倒上一層粘土，如此反復(fù)，直至草排及沉到水底地面；當(dāng)堰體有一定重量后，纜繩自然會(huì)繃緊，當(dāng)太緊時(shí)就要及時(shí)松動(dòng)纜繩，隨著草土漸漸的下沉，不斷的加草排鋪粘土，直至露出水面，然后分層鋪散草分層鋪上粘土。圍堰向前進(jìn)展時(shí)，在水下是先形成斜坡體，在斜坡體上分層鋪草排分層鋪粘。圍堰向前進(jìn)占時(shí)，堰體高于水面0.3～0.5m為宜。圍堰合攏后，要及時(shí)加高堰體，增加堰體的重量，將浸于水中的堰體壓密實(shí)；在圍堰過程中，堰體也會(huì)不斷的沉降停止。圍堰合攏后，堰體經(jīng)過幾天的自然沉降后，就可以進(jìn)行抽水。抽水時(shí)水位下降的速度不能太快，因堰體沒有完全密實(shí)，重量還沒達(dá)到設(shè)計(jì)的重量，快速抽水，在水壓力的作用下，很容易塌堰。抽水的速度宜掌握在0.2m/h，當(dāng)抽干水后，堰體還會(huì)有沉降，這時(shí)，堰體仍需要加高加重，增加堰體的穩(wěn)定。為了增加堰體的抗滑動(dòng)安全，宜在圍堰內(nèi)側(cè)堰腳拋填片石護(hù)腳，拋片石寬度及高根據(jù)水深而定，一般當(dāng)水深為6～7米時(shí)，護(hù)腳為2×1.5m（寬高）。圍堰設(shè)計(jì)計(jì)算方法：按擋水結(jié)構(gòu)物校核抗傾復(fù)抗滑動(dòng)的安全系數(shù)，基底抗滑動(dòng)磨擦系數(shù)視基底地質(zhì)情況選用，堰體容重按抽干水時(shí)的容重，一般選用1.3t/m3,荷載按抽干水時(shí)堰體外側(cè)水深計(jì)算最大水壓力，有波浪時(shí)還要計(jì)算波浪壓力。1.2沉井開挖和苗木開挖該方法適用于土質(zhì)較軟弱，巖層埋藏深，周圍有建筑物，或在岸坡上。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：土方開挖時(shí)少，不造成鄰近建筑物的坍塌。缺點(diǎn)：因沉井是采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，造價(jià)高，施工時(shí)間長。沉井的施工方法是：先用土筑島填平地面，將沉井準(zhǔn)確測(cè)量放樣，并鋪上枕木，在枕木上安裝刃腳及鋼筋，然后安裝沉井內(nèi)外模板澆注砼；拆除模板，養(yǎng)護(hù)幾天后；人工下到沉井內(nèi)開挖土方，用機(jī)械將土提出沉井外棄土；開挖時(shí)先從沉井中心挖深而后往沉井周圍擴(kuò)挖；分層往下開挖；沉井在自重作用下往下沉；當(dāng)沉井下沉停止后，將沉井接高，每節(jié)一般3～4m高；沉井接高后，再繼續(xù)往下開挖，這樣沉下一節(jié)再接高一節(jié)挖下去，一直沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后灌注砼封底，沉井內(nèi)回填砂或片石，封頂澆注砼，然后在沉井項(xiàng)上施工墩（臺(tái)）。沉井開挖下沉過程中還會(huì)遇到水滲漏進(jìn)來，這樣不需要進(jìn)行抽水。2磨損樁和承接樁的適用條件該方案是在地質(zhì)情況復(fù)雜，水又深，在無法進(jìn)行明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工的情況下而采用的方法。樁基礎(chǔ)又分為磨擦樁和支承樁。磨擦樁和支承樁的適用條件：磨擦樁適用條件:水深、地持復(fù)雜，地持鉆擦資料顯示五六十米深都沒有遇見巖層，樁底只能以砂層作為持力層，只能以樁周的磨擦力來核算承載力。支承樁適用條件：水深、地質(zhì)復(fù)雜，地質(zhì)鉆擦資料顯示有巖石持力層，樁底嵌巖至弱風(fēng)化層2.5～3.5m，巖層單軸承載力不小于800kpa，并以巖層的容許承載力來核算樁的承載力。2.1灌下樁孔的施工樁基鉆孔一般常采用的機(jī)械有延旋鉆機(jī)和沖擊機(jī)，這兩種機(jī)械都是將泥砂、巖石打粉碎，然后利用泥漿循環(huán)的方法，將廢碴清出樁孔外。施工方法:(1)搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，搭設(shè)的標(biāo)高高于設(shè)計(jì)施工水位以上，不能因水位變化浸泡機(jī)械影響正常鉆孔。一般是采鋼樁鋼平臺(tái)。(2)打鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒直徑要大于樁徑10cm～20cm，鋼護(hù)筒底要嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖層并穿過軟弱層，鋼護(hù)筒頂標(biāo)高要高于設(shè)計(jì)施工水位。鋼護(hù)筒焊縫要焊牢固不能有裂紋漏水，鋼護(hù)筒鋼板厚度一般用8mm～10mm。鋼護(hù)筒的作用：墩樁位置定位，鉆孔導(dǎo)向，樁孔內(nèi)外隔開，不復(fù)水位變化影響鉆孔施工（孔內(nèi)水位要高于孔外水位），泥漿循環(huán)從鋼護(hù)筒頂部流回泥漿池內(nèi)，當(dāng)鋼護(hù)筒漏水或樁孔孔壁漏水，泥漿就不能循環(huán)，廢碴清不出孔外，樁孔就鉆不下去；樁基灌注砼時(shí)，砼面要露出水面才能干地接樁，從水底地面至水面這段，鋼護(hù)筒作為模板使用。留在水下不拔出來。(3)機(jī)械鉆孔：鉆機(jī)平臺(tái)搭好后，將鉆機(jī)安裝在平臺(tái)上，將鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，鉆機(jī)的鉆頭或沖錘的中心線必須與樁孔的中心偏位。然后啟動(dòng)鉆機(jī)鉆孔。(4)循環(huán)泥漿清碴：一般配備高壓泥漿泵，泥漿泵將泥漿池的泥漿通過泥漿壓力管道壓至樁孔內(nèi)底部，泥漿將廢碴粘住形成懸浮物，泥漿泵不停運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷給孔底施加壓力，當(dāng)施加的壓力大于樁孔內(nèi)泥漿廢碴的自重時(shí)，泥漿從鋼護(hù)筒頂部滿出來，泥漿經(jīng)過溜槽流回泥漿池內(nèi)。溜槽內(nèi)泥漿流速要慢，給泥漿有一定的沉淀時(shí)間，這樣廢碴大部份沉淀于溜槽內(nèi)，人工將滯留于溜槽內(nèi)的沉碴撈出槽外，使流回泥漿池的泥漿含碴率要少。泥漿的作用一般選用粘性好的土粉碎稀釋，其濃度要根據(jù)實(shí)際情況，要以能將沉碴懸浮起來為宜，太濃了，在溜槽內(nèi)不易沉淀不方便清碴，太稀了沉碴懸浮不起來。泥漿的另一作用，鉆機(jī)鉆頭的立動(dòng)，將泥漿中的粘土粘固于樁孔孔壁上，起到固結(jié)孔壁，防止樁孔內(nèi)的泥漿水滲漏出樁孔外，能保持樁孔內(nèi)的水位高于孔外水位，泥漿的比重大于樁孔外清水的比重，形成樁孔內(nèi)的水壓力大于孔外的水壓力，這樣就不容易塌孔；如果鋼護(hù)筒漏水，當(dāng)樁孔外水位變化，孔內(nèi)外水壓力相摩時(shí)，必然會(huì)塌孔，塌孔的情況很復(fù)雜，處理塌孔的方法也很麻煩，在此不作用論述。(5)樁孔清孔：鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后即可終孔。終孔后樁孔內(nèi)沉碴較多，泥漿濃度較大，泥漿含砂率很高，這時(shí)，就需要清孔，泥漿含砂及稠度必須達(dá)到《規(guī)范》要求，一般辦法是：更換好的粘土泥漿，利用泥漿泵將樁孔內(nèi)的舊泥漿置換出來，含砂率不大于4%后，再加清水降低泥漿稠度。(6)安裝鋼筋籠：清孔結(jié)束后，即可安裝樁基鋼筋籠。一般使用汽車吊或鉆機(jī)主機(jī)吊裝，分節(jié)吊下樁孔分節(jié)焊接，預(yù)埋檢測(cè)管也要隨鋼筋籠同時(shí)接好安裝。吊裝鋼筋籠時(shí)一定要垂直，避免割碰樁孔護(hù)壁，避免造成塌孔。(7)水下灌注砼：一根樁的質(zhì)量好壞，關(guān)鍵在水下灌注砼時(shí)如何操作。灌漿導(dǎo)管安裝進(jìn)樁孔內(nèi)后，還要利用灌漿導(dǎo)管再次清孔，原因是，在安裝鋼筋籠及灌漿導(dǎo)管時(shí)需要五、六個(gè)小時(shí)才能完成，樁孔內(nèi)的泥漿已停止五、六個(gè)小時(shí)不循環(huán)，必須產(chǎn)生沉淀沉于樁底，一直清到?jīng)]有沉積物為止。混凝土漿如果直接倒下水去，必然會(huì)產(chǎn)生水泥漿流失，砂碎石沉下水底的現(xiàn)象。要使灌下樁孔內(nèi)的砼漿不離析，必須采用特殊的裝置特殊的方法施工。這特殊裝置是由導(dǎo)管、裝砼漿的料斗，料斗與導(dǎo)管連接，料斗內(nèi)安裝有一個(gè)開關(guān)。水下灌注砼原理是：導(dǎo)管及料斗安裝好后，將導(dǎo)管底部放至樁孔底，然后將導(dǎo)管往上提起0.3m；料斗內(nèi)裝滿砼漿，準(zhǔn)備好幾立方砼漿后，用卷揚(yáng)機(jī)將料斗內(nèi)的開關(guān)打開，砼漿一下子沿著導(dǎo)管，將導(dǎo)管內(nèi)的泥漿水?dāng)D下樁底排出導(dǎo)管外，砼漿從高處往低處下落，自由落體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量，沖擊力將樁底的泥漿及沉碴托離孔底，并由砼漿占據(jù)樁底，在沖擊力的作用下，又將砼漿沿著樁孔往上抬高，并將導(dǎo)管底部埋沒，這時(shí)導(dǎo)管內(nèi)及樁底都是砼漿，沒有泥漿水。后續(xù)的砼源源不斷輸進(jìn)導(dǎo)管內(nèi)，樁孔內(nèi)的砼漿也隨著抬高，樁也內(nèi)的泥漿水也隨著抬高直至排出樁孔外。水下灌注砼操作是很關(guān)鍵的：(1)導(dǎo)管是由無數(shù)節(jié)(每節(jié)約2.5～3.0m)接起來的，接頭必須用橡膠墊螺栓擰緊，不能漏水。(2)第一斗漿下到樁孔底必須即導(dǎo)管埋沒的深度不小于1.0～1.5m接樁徑計(jì)算出料斗的容積，料斗的容積需要多大，樁長超過20m時(shí)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料斗容積不小于4m3。(3)為了使料斗內(nèi)的砼漿一下子快速下到樁底，料斗的形狀及料斗的摩擦力都要充分考慮，盡可能減小摩擦力。(4)灌注過程中導(dǎo)管反插提升的高度不能太高，要嚴(yán)格控制砼埋管深度不小于6m。(5)隨著樁孔內(nèi)砼的高度增加，導(dǎo)管要往上提，到一定程度要拆去一兩節(jié)，拆管順序是從上往下拆。每次提升拆管后，要控制埋管的深度不小于6m。(6)隨時(shí)要調(diào)整導(dǎo)管置于樁孔中心，不要刮到鋼筋籠提不起導(dǎo)管。(7)隨時(shí)檢測(cè)導(dǎo)管埋管深度，經(jīng)常上下插動(dòng)，預(yù)防卡管。(8)隨時(shí)控制好砼坍落度,一般控制在20～23cm。(9)估算灌注一根樁的時(shí)間，計(jì)算每盤砼漿摻緩凝外加劑的用量。(10)每次拆導(dǎo)管，要視察導(dǎo)管內(nèi)是否進(jìn)水，每次拆管要做好記錄，記拆管長度、導(dǎo)管埋深尺寸，砼面到達(dá)標(biāo)高等施工記錄。3合理布置規(guī)模吊裝裝置每座橋的施工環(huán)境都不一樣,要根據(jù)實(shí)際情況，并要考慮到施工過程環(huán)境的污染影響，合理布置砼拌和站的位置，根據(jù)吊裝設(shè)備及地形、場(chǎng)地的情況，合理布置梁板預(yù)制場(chǎng)的位置，考慮采用什么手段吊裝，預(yù)制件采用什么運(yùn)輸方式。定出合理的吊裝方案和運(yùn)輸方案。4后張法預(yù)應(yīng)力鋼梁的施工預(yù)應(yīng)力梁板可分為:先張法預(yù)應(yīng)力和后張法預(yù)應(yīng)力。一般16～20m梁采用先張法預(yù)應(yīng)力，30～50m梁采用后張法預(yù)應(yīng)力。采用先張法預(yù)應(yīng)力的梁，預(yù)制場(chǎng)建設(shè)比較復(fù)雜，要配套多條張拉線，每條張拉線由張拉臺(tái)座、張拉橫梁，臺(tái)座支撐當(dāng)及松錨砂箱。后張法預(yù)應(yīng)力當(dāng)是梁預(yù)制完成后，砼標(biāo)號(hào)達(dá)到100%后，利用梁兩端作為臺(tái)座，梁體作為支撐梁進(jìn)行鋼鉸線張拉，不需要建造張拉臺(tái)座。4.1鋼絞線張拉及張拉先張法預(yù)應(yīng)力梁的施工，是先將鋼絞線穿于鋼橫梁，預(yù)制場(chǎng)兩端均有臺(tái)座和鋼橫梁，一端橫梁布置有松花江錨砂箱，張拉千斤頂在另一端橫梁上張拉鋼絞線。按設(shè)計(jì)要求的預(yù)拉應(yīng)力，對(duì)每根鋼絞線按控制應(yīng)力的20%、30%、50%、80%、100%，即將一條張拉線的全部鋼絞線都拉至20%后，再進(jìn)行30%張拉，如此反復(fù)張拉至100%，最后進(jìn)行一次超張拉錨固松出千斤頂。鋼絞線張拉時(shí)，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)要做好防護(hù)措施，預(yù)防鋼絞線被拉斷產(chǎn)生傷人事故。鋼絞線張拉過程中及張拉完成后，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)不允許電焊，因?yàn)檫@時(shí)鋼絞線變?yōu)榈鼐€，會(huì)產(chǎn)生火花將鋼絞燒傷燒斷。鋼絞線張拉完成后,即可進(jìn)行梁板的預(yù)制當(dāng)梁板砼的標(biāo)號(hào)達(dá)到100%，即可進(jìn)行松張，松張的方法是:將砂箱內(nèi)的砂緩慢放出來，即可消除加于鋼橫梁的預(yù)加應(yīng)力，最后用切割機(jī)切斷每根梁的鋼絞線，預(yù)制梁即完成，就右起吊外立存放。4.2預(yù)應(yīng)力張拉及千斤頂張拉梁的鋼筋安裝完成后，安裝波放管，將鋼絞線來穿進(jìn)波紋管，安裝錨板，然后安模澆注砼，養(yǎng)護(hù)砼標(biāo)號(hào)達(dá)100%后，按設(shè)計(jì)的預(yù)拉應(yīng)力，在梁兩端同時(shí)采用張拉千斤頂張拉每束鋼絞線，同樣按控制應(yīng)力的20%、30%、50%、80%、100%交錯(cuò)張拉完成，最后張拉錨固，松出千斤頂。張拉完成后，采用高壓壓水泥漿灌滿波紋管，將鋼絞線固結(jié)。再養(yǎng)護(hù)幾天，梁即可吊運(yùn)。5對(duì)清洗水的加標(biāo)整理一座大橋的質(zhì)量好壞，關(guān)鍵在砼的生產(chǎn)系統(tǒng)，要保證砼標(biāo)號(hào)一直保持穩(wěn)定，這就需要有一套配料控制系統(tǒng)，砼所使用的砂、碎石、水泥、水，現(xiàn)在都采用微機(jī)控制重量，然后通過系統(tǒng)送進(jìn)攪拌機(jī)拌和，避免了因人工秤料不準(zhǔn)造成砼標(biāo)號(hào)不穩(wěn)定的因素。6龍門吊和架橋機(jī)吊裝的技術(shù)難點(diǎn)大跨度的箱形拱橋的拱箱吊裝，一般采用塔架纜索吊裝，技術(shù)復(fù)雜，目前采用最多的是20～40料跨的預(yù)應(yīng)力梁板橋，一般采用龍門吊配合架橋機(jī)吊裝，架橋機(jī)、龍門吊的設(shè)計(jì)復(fù)雜，在此不作介紹。7彎矩鋼絞線孔道一般是按簡支梁預(yù)制，在預(yù)制過程中先予埋鋼筋，預(yù)留負(fù)彎矩鋼絞線孔道。梁吊裝上橋后，將梁與梁之間預(yù)埋的鋼筋焊接，澆注接頭濕縫砼養(yǎng)護(hù)標(biāo)號(hào)達(dá)到100%后，穿多彎矩鋼絞線，張拉鋼絞線、壓漿、即完成了連續(xù)梁的施工。8聯(lián)系風(fēng)構(gòu)肋安裝中承式橋一般為大跨度橋梁，橋面梁板是由鋼索懸掛起來的。施工等程序是:先施工墩(臺(tái))，預(yù)制拱肋，然后采用塔架纜索吊裝拱肋，拱肋合攏后，現(xiàn)澆橫向聯(lián)系風(fēng)構(gòu)肋；懸掛橫梁預(yù)制，采用纜索吊裝，每根橫梁均用鋼索懸掛于拱肋上，將每根橫梁按設(shè)計(jì)要求調(diào)整到預(yù)定的標(biāo)高。懸掛橫梁全部安裝完成后，以橫梁作為支承點(diǎn)，安裝底模板，安裝縱向梁板鋼筋，然后連續(xù)澆注砼，將縱向梁板與懸掛橫梁(橫梁板預(yù)埋有鋼筋)聯(lián)成整體;橋面施工完成后，按設(shè)計(jì)要求，重新調(diào)整每根鋼索，使橋面相應(yīng)斷面的高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；最后將鋼索兩端頭封錨。9多箱箱梁結(jié)構(gòu)目前斜拉橋技術(shù)復(fù)雜，施工難度很大，多在特大橋中采用的橋型，要求索塔基礎(chǔ)的地基承載力很高。這種橋型的橋面梁是多箱箱梁。箱梁的施工方法有兩種：一種是預(yù)制的預(yù)應(yīng)力箱梁，每跨分多段預(yù)制，預(yù)埋梁段連接鋼板，預(yù)留鋼絞線管理體制道。另一種方法是采用掛籃分段現(xiàn)澆。9.1梁段吊段的吊段箱梁段從預(yù)制場(chǎng)通知滑道裝上船，船將梁段運(yùn)至相應(yīng)安裝位置的水面上，然后采用安裝在橋面