混凝土护壁除( )外,适用于各类土的开挖防护。
混凝土护壁除( )外,适用于各类土的开挖防护。
A 、粗砂及沙性土
B 、细砂及黏性土
C 、流砂及沙性土
D 、流砂及呈流塑状态的黏性土
参考答案:
【正确答案:D】
板桩式支撑中应用的最为广泛的是什么
除了给你讲清楚基坑开挖与支护,顺便让你学会7个桥梁基础施工工艺!
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今天大家看了文章的标题肯定都会有一个疑惑,在讲解基坑开挖与支护同时如何带出7个桥梁基础施工工艺?各位不要慌,让我先来给大家透露一下:
1、明挖法基坑开挖的方法与各种基坑支护的施工工艺
2、基坑检验与地基局部处理的方法
3、围堰法施工的基本要求与施工工艺
4、刚性扩大基础施工工艺
5、独立基础与条形基础施工工艺
6、筏形基础施工工艺
7、地下连续墙施工工艺
一、基坑开挖
1、桥涵基坑开挖的基本要求
(1)基坑开挖环境要求基坑开挖环境包括气候环境和开挖工作环境两个方面。气候环境方面,应尽量避免在雨季施工;工作环境方面,应首先查明坑底尺寸外围2倍基坑深度范围内有无影响基坑开挖的建筑物、构筑物、管线和地下水的分布情况,施工方案应保证在不影响相邻建筑物、构筑物和管线的情况下,宜尽量在干爽自然通风环境下施工,当地下水太过丰富时,可在静水条件下开挖。
(2)基坑底面的平面形状与尺寸基坑底面的平面形状,必须与基础底面形状相适应,对于像U形基础那样具有凹形底面的基础,为了便于施工,常将基坑底面形状简化为矩形,如图2.1.2所示。
(3)基坑顶面的平面布置要求基坑顶面的平面布置,在基坑顶面开挖平面的外围,宜设置基础施工时平面定位的龙门板。龙门板至基坑顶面开挖边线的距离,应满足基础施工的要求,一般不小于3.0~5.0 m。龙门板的外围应设置截流沟,以防止地面水、泥石流涌入基坑。
(4)基坑开挖断面要求基坑开挖断面的形状和尺寸与下列因素有关:是否设置基坑支护;土的类别与状态;地基土的分层情况;地下水位;土的透水性;基坑底面的平面形状;基坑暴露的时间;基坑开挖期间的气候;建筑场地的地形和大小等。
(5)基坑开挖的施工要求基坑土方开挖应严格按设计要求进行,不得超挖。基坑周边堆载不得超过设计规定。土方开挖完成后应立即施工垫层,对基坑进行封闭,防止水浸和暴露,并应及时进行地下结构施工。
2. 桥涵基坑开挖的主要方法
按照基坑是否设置围护结构分为:敞坡开挖和基坑支护开挖。
敞坡开挖不需设置基坑支护,施工工艺简单。这种基坑坑壁多为坡式,当基坑深度不超过5 m、地基土质湿度正常、开挖暴露时间不超过15天的情况下,可参照表2.2.1选定坑壁坡度,表中1∶n表示斜坡的高宽比。
当基坑深度大于5 m时,为了保证坑壁边坡的稳定,宜将坑壁坡度适当放缓,或增设宽度为0.5~1.0 m的平台,如图2.2.1所示。坑顶周围宜设置截流排水沟以防止地面水流入坑内冲刷坑壁。当基坑顶缘有动荷载时,顶缘与动荷载之间应留有不小于1.0 m的护道。
当基坑边坡不易稳定,并有地下水影响,或建筑场地受到限制,或基坑斜坡过于平缓致使基坑开挖土方量太大,从而不符合经济要求时,宜采用加设围护结构的竖直坑壁基坑。
按照基坑开挖采用的主要工具分为:人工开挖、机械开挖和爆破法开挖。
3. 施工机械的选用要求
土方工程施工过程主要包括:土方开挖、运输、填筑与压实等。桥涵基坑开挖常用的施工机械有:推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等。
1) 推土机施工
① 推土机的特点: 推土机操纵灵活,运转方便,所需工作面较小,行驶速度快,易于转移,能爬30°左右的缓坡,因此应用较广。
② 作业方法:推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。 a. 下坡推土法 b. 槽形推土法c. 并列推土法d. 分堆集中,一次推送法。
③推土机生产率计算。
2) 铲运机施工
①铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部土方施工工序,对行驶道路要求较低;操纵灵活,运转方便,生产率高,在土方工程中常应用于大面积场地平整,开挖大基坑、沟槽以及填筑路基、堤坝等工程。适宜铲运含水量不大于27%的松土和普通土,不适于在砾石层和冻土地带及沼泽区工作,当铲运三、四类较坚硬的土时,宜用推土机助铲或用松土机配合将土翻松,以减少机械磨损,提高生产率。
② 开行路线铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。铲运机的开行路线分为如下几种:a. 小环形开行路线 b. 大环行开行路线 c. “8”字形开行路线 d. 锯齿形开行路线。
③ 作业方法
a. 下坡铲土法 铲运机利用地形顺地势(坡度一般3°~9°)下坡铲土。
b. 跨铲法 在较坚硬的地段挖土时,取留土埂间隔铲土。
c. 交错铲土法 铲运机开始铲土的宽度取大一些,随着铲土阻力增加,适当减小铲土宽度,使铲运机能很快装满土。
d. 助铲法 当地势平坦,土质较坚硬时,可使用自行铲运机,另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推,协助铲土,不仅能缩短每次铲土时间,还能装满铲斗,提高生产率30%左右。
e. 双联铲运法 铲运机运土时所需牵引力较小,当下坡铲土时,可将两个铲斗前后串在一起,形成一起一落依次铲土、装土(又称双联单铲)。当地面较平坦时,采取将两个铲斗串成同时起落,即同时进行铲土,又同时起斗开行(称为双联双铲)。前者可提高工效20%~30%;后者可提高工效60%。
④铲运机生产率计算
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3) 单斗挖土机施工 单斗挖土机在土方工程中应用较广,种类很多,按其行走装置的不同,分为履带式和轮胎式两类。
①正铲挖土机
正铲挖土机其挖掘能力大,生产率高,适用于开挖停机面以上的一~三类土,它与运土汽车配合能完成整个挖运任务,可用于开挖大型干燥基坑以及土丘等。
A. 开挖方式
a. 正向开挖,侧向卸土正向开挖,侧向卸土法,即正铲向前进方向挖土,汽车位于正铲的侧向装土。
b. 正向开挖,后方卸土正向开挖,后方卸土法,即正铲向前进方向挖土,汽车停在正铲的后面。
挖土机挖土装车时,回转角度对生产率的影响数值参见表2.2.2。
B. 提高生产率的方法
a. 分层开挖法分层开挖法将开挖面按机械的合理高度分为多层开挖;当开挖面高度不能成为一次挖掘深度的整数倍时,则可在挖方的边缘或中部先开挖一条浅槽作为第一次挖土运输的路线,然后再逐次开挖直至基坑底部。
b. 多层挖土法多层挖土法将开挖面按机械的合理开挖高度,分为多层同时开挖,以加快开挖速度。土方可以分层运出,也可分层递送,至最上层(或下层)用汽车运出。
c. 中心开挖法中心开挖法即正铲先在挖土区的中心开挖,当向前挖至回转角度超过90°时,转向两侧开挖,运土汽车按八字形停放装土。
d. 上下轮换开挖法上下轮换开挖法即先将土层上部1 m以下土挖深30~40cm,然后再挖土层上部1 m厚的土,如此上下轮换开挖。本法挖土阻力小,易装满铲斗,卸土容易。该法适用于土层较高,土质不太硬,铲斗挖掘距离很短的情况。
② 反铲挖土机
反铲挖土机的挖土特点是:“后退向下,强制切土”。其挖掘力比正铲小,能开挖停机面以下的一~三类土(索式反铲只宜挖一~二类土),适用于挖基坑、基槽和管沟,有地下水的土壤或泥泞土壤。一次开挖深度取决于最大挖掘深度的技术参数。
根据挖掘机的开挖路线与运输汽车的相对位置不同,开挖方式一般有以下几种:a. 沟端开挖法即反铲停在沟端,后退挖土,同时往沟一侧弃土或装车运走。b. 沟侧开挖法即反铲停在沟侧沿沟边开挖,汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土。c. 多层接力开挖法即将两台或多台挖土机设在不同作业高度上同时挖土。上层可用大型反铲,中、下层用大型或小型反铲,进行挖土和装土,均衡连续作业。
③拉铲挖土机
拉铲挖土机挖土半径和挖土深度较大,但不如反铲灵活,开挖精确性差。该机适用于挖停机面以下的一~二类土,可用于开挖大而深的基坑或水下挖土。
A. 开挖方式
拉铲挖掘机的挖土特点是:“后退向下,自重切土”。
开挖方式有以下两种:
a. 沟端开挖法拉铲停在沟端,倒退沿沟纵向开挖。
b. 沟侧开挖法拉铲停在沟侧沿沟横向开挖,沿沟边与沟平行移动,如沟槽较宽,可在沟槽的两侧开挖。该法适用于开挖土方就地堆放的基坑、基槽以及填筑路堤等工程。
B. 作业方法
a. 分段挖土法在第一段采取三角挖土,第二段机身沿直线移动进行分段挖土。该法适用于开挖宽度大的基坑、基槽、沟渠工程
b. 分层挖土法拉铲按从左到右,或从右到左顺序逐层挖土,直至全深。该法适用于开挖较深的基坑,特别是圆形或方形基坑。
c. 顺序挖土法挖土时先挖两边,保持两边低、中间高的地形,然后向中间挖土。本法挖土只在两边遇到阻力,较省力,边坡可以挖得很整齐,铲斗不会发生翻滚现象。该法适用于开挖土质较硬的基坑。
④抓铲挖土机
抓铲挖土机一般由正、反铲液压挖土机更换工作装置(去掉土斗换上抓斗)而成,或由履带式起重机改装。抓铲挖土机挖掘力较小,适用于开挖停机面以下的一~二类土,如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等,或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区,常用于开挖基坑等。
抓铲挖掘机的挖土特点是:“直上直下,自重切土”。在回转半径范围内,抓铲能抓住基坑上任意位置的土方,并可在任意高度上卸土(装车或弃土)。对小型基坑抓铲位于一侧抓土;对较宽的基坑,则在两侧或四侧抓土。
⑤ 单斗挖土机生产率计算
a. 单斗挖掘机小时生产率
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4) 土方施工机械的选择
① 当地形起伏不大,坡度在20°以内,挖填平整土方的面积较大,土的含水量适当,平均运距短(一般在1 km以内)时,采用铲运机较为合适。如果土质坚硬或冬季冻土层厚度超过100~150 mm时,必须由其他机械辅助翻松再铲运。当一般土的含水量大于25%,或坚硬的黏土含水量超过30%时,铲运机要陷车,必须使土的含水量达到要求后再施工。
② 地形起伏较大的丘陵地带,一般挖土高度在3 m以上,运输距离超过1 km,工程量较大且又集中时,可采用下述三种方式进行挖土和运土。
a.正铲挖土机配合自卸汽车进行施工,并在弃土区配备推土机平整土堆。选择铲斗容量时,应考虑到土质情况、工程量和工作面高度。
b. 用推土机将土推入漏斗,用自卸汽车在漏斗下装土并运走。这种方法适用于挖土层厚度在5~6 m以上的地段。漏斗上口尺寸为3 m左右,由宽3.5 m的框架支承。其位置应选择在挖土段的较低处,并预先挖平。漏斗左右及后侧土壁应予支撑。使用73.5 kW的推土机两次可装满8 t自卸汽车,效率较高。
c. 用推土机预先把土推成一堆, 用装载机把土装到汽车上运走,效率也很高。
(2) 开挖基坑施工机械选用原则
①土的含水量较小,可结合运距长短、挖掘深浅,分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。当基坑深度在1~2 m,基坑不太长时可采用推土机;深度在2 m以内,长度较大的线状基坑,宜由铲运机开挖;当基坑较大,工程量集中时,可选用正铲挖土机挖土。
②如地下水位较高,又不采取降水措施,或土质松软,可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时,采用反铲、拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适。挖掘深度见有关机械的性能表。
③ 移挖作填以及基坑和管沟的回填,运距在60~100 m以内可用推土机。
4. 基坑开挖施工工艺
(1)工艺流程 测量放线→确定开挖顺序及坡度→分层分段开挖→基坑支护→排水降水→修坡清底→坡道收尾→检查验收。
(2)操作要点
①确定边坡和基坑支护方案。
② 测量放线与现场抄平。
③ 确定开挖的顺序、坡度。
④ 机械开挖的方法。
⑤ 防超挖,人工清理土厚。
⑥ 基坑与基底检验。
5. 基坑质量安全检查
(1) 质量标准
① 基坑、基槽和管沟基底的土质,必须符合设计要求,并严禁扰动。
②有局部填方的坑基,基底处理必须符合设计要求和施工规范规定。
③ 土方工程外形尺寸、标高、边坡坡度、压实程度等的允许偏差和检验方法,应符合表2.2.3的规定。
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(2) 成品保护
① 测量控制点的保护。
② 周边环境的保护。
③ 文物古墓、地下设施的保护。
④ 边坡防护、支撑的保护。
(3) 应注意的质量问题
①开挖的原则、开挖的尺寸、防边坡失稳、防超挖、防流砂。
② 基底保护与人工清理土厚。
③ 降水至开挖面的要求。
(4) 质量通病的防治
在土方工程施工中,由于施工操作不善和违反操作规程而引起质量事故,其危害程度很大,如造成建筑物(或构筑物)的沉陷、开裂、位移、倾斜,甚至倒塌。因此要特别重视土方工程施工,严格按设计和施工质量验收规范要求认真施工,以确保土方工程质量。
二、 基坑支护
基坑支护结构是在建筑物地下工程建造时,为确保土方开挖,控制周边环境影响在允许范围内的一种施工措施。根据工程设计的使用目的,基坑支护结构可分为两大类:一类是在大多数基坑工程中,基坑支护结构作为在地下工程施工过程中加固坑壁的临时性结构,地下工程施工完成后,即失去作用,其工程有效使用期一般不超过两年;另一类是基坑支护结构在地下工程施工期间起支护作用,在建筑物建成后的使用期间,作为建筑物的永久性构件继续使用。
1. 挡板支撑
挡板支撑适用于宽度不大,深度在5m以内的浅沟、槽(坑),一般宜设置简单的横撑式支撑 ,其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节、当地气象条件、施工方法以及相邻建(构)筑物的情况进行选择。横撑式支撑根据挡土板的不同,分为水平挡土板支撑(图2.2.2所示)和垂直挡土板支撑(图2.2.3所示)两类。水平挡土板的布置又分间断式、断续式和连续式三种;垂直挡土板的布置分断续式和连续式两种。
(1) 间断式水平支撑
支撑方法是将两侧挡土板水平放置,用工具式横撑或木横撑借木楔顶紧,挖一层土支顶一层。此法适用于能保持立壁的干土或天然湿度的黏土类土,地下水很少,深度在2m以内。
(2) 断续式水平支撑
支撑方法是将挡土板水平放置,中间留出间隔,并在两侧同时对称立竖楞木,再用工具式横撑或木横撑上下顶紧。此法适用于能保持直立壁的干土或天然湿度的黏土类土,地下水很少,深度在3 m以内。
(3) 连续式水平支撑
支撑方法是将挡土板水平连续放置,不留间隙,然后两侧同时对称立竖楞木,上下各一根撑木,端头加木楔顶紧。此法适用于较松散的干土或天然湿度的黏土类土,地下水很少,深度为3~5 m。
(4)连续式或间断式垂直支撑
支撑方法是将挡土板垂直放置,不留或留适当间隙,然后每侧上下各水平顶一根树木再用横撑顶紧。此法适用于土质较松散或湿度很高的土,地下水较少,深度不限。采用横撑式支撑时,应随挖随撑,支撑要牢固。施工中应经常检查,如有松动、变形等现象时,应及时加固或更换。支撑的拆除应按回填顺序依次进行,多层支撑应自下而上逐层拆除,随拆随填。
2. 钢木结合支撑
当基坑深度大于3m,或基坑宽度较大难以安装支撑时,可沿基坑周围每隔1~1.5 m, 打入一根型钢(工字钢或钢轨)至基坑底面以下1~1.5 m,并以钢拉杆将型钢上端锚固于锚桩上,随着基坑下挖设置水平挡板,并在型钢与挡板之间用木楔塞紧,如图2.2.4所示。
3. 板桩支撑
当基坑平面尺寸较大,且深度较深时,尤其是当基坑底面在地下水位以下超过1 m,且涌水量较大不宜用挡板支撑时,可在基坑四周先沉入木板桩或钢板桩或钢筋混凝土板桩,然后开挖基坑。这种板桩既能挡土,又能隔水。
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(2)钢板桩图钢板桩是板桩支撑中最广泛应用的形式,钢板桩的桩间采用锁口相互咬合联接,能有效地隔水,其断面如图2.2.7所示。
4. 混凝土护壁
混凝土护壁适用于深度较大的各种土质圆形基坑。在基坑口先设置预制混凝土护筒或就地浇筑的混凝土护筒,护筒顶端应高出地面10~20 cm,护筒长1~2 m,厚度视基坑直径大小和土质情况而定,一般为10~40 cm;护筒以下坑壁,采用喷射混凝土或现浇混凝土,随挖随护直至坑底。
(1) 喷射混凝土护壁
喷射混凝土护壁的基本原理是以高压空气为动力,将搅拌均匀的砂、石、水泥和速凝剂的混凝土干料,利用喷射机经过输料管吹送到喷枪,在通过喷枪的瞬间,加入高压水进行混合,自喷嘴射出,向坑壁喷射,形成环形混凝土护壁结构。喷射的混凝土能与坑壁形成具有一定强度的支护层。
喷射混凝土的厚度,主要取决于工程地质条件、渗水量、基坑直径、开挖深度等因素,可参考表2.2.4选定。
对极易坍塌的流砂、淤泥层,仅用喷射混凝土往往不足以稳定坑壁,可先在坑壁上打入较多木桩,或在打好的排水桩上编制竹篱,在有较大流砂处塞以草袋,再喷射15~20 cm厚的混凝土即可防止坍塌,如图2.2.8所示。
(2) 现浇混凝土护壁
现浇混凝土护壁法,仍然采用逐节开挖逐节护壁的方法,其逐节开挖的深度一般不超过2 m,具体开挖深度应根据坑壁土质稳定情况而定。现浇混凝土护壁的施工程序是:逐节向下开挖基坑→坑壁检验→立护壁模板→浇筑混凝土护壁→进行下一节施工。注意模板上部应留有混凝土浇筑窗口,混凝土先通过窗口向内往下浇筑,当混凝土浇筑至窗口下缘后,再采用压灌混凝土的方法灌满窗口以上的部分。混凝土中应掺入早强剂,混凝土护壁最小厚度不应小于10 cm。
现浇混凝土护壁法适用于除流砂及呈流塑状态的黏性土以外的各类土的基坑开挖防护。
三、 地下连续墙与基坑工程逆作法
1. 地下连续墙
(1)地下连续墙的类型地下连续墙的概念、作用及分类是随着其自身的应用发展而不断变化的。其分类方法如下:
① 根据墙体的平面布置形式可分为:直线形地下连续墙和圆形地下连续墙。
② 根据墙体的截面形式可分为:板墙式和排桩式。例如江苏润扬长江大桥南锚碇就是采用“人工冻土壁+地下连续排桩”的支护结构形式。
③根据墙体成型的施工方法分为:挖槽施工浇筑法和原位搅拌法做成的地下连续墙。例如采用水泥土搅拌桩法连续施工做成的地下连续墙。
④根据墙体采用材料可分:现浇钢筋混凝土、塑性混凝土、固化灰浆、自硬泥浆、预应力混凝土、预制墙体和钢制地下连续墙等。
(2) 地下连续墙的构造要求
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)规定:
①地下连续墙墙体的截面形式和分段长度应根据整体平面布置、受力情况、槽壁稳定性、环境条件和施工条件等确定。单元墙段长度可取4~8m。墙体厚度应充分结合成槽机械能力由计算确定。地下连续墙成槽有多种工艺,一般可采用挖掘机、铣槽机等。
②地下连续墙墙体、支撑、环梁(含竖肋)及内衬的混凝土强度等级均不应低于C25。地下连续墙应满足防渗要求;当地下水具有侵蚀性时,应选择适用的抗侵蚀混凝土。
③考虑到地下连续墙施工精度较难控制,为增加结构的耐久性,规定墙体主筋净保护层厚度应根据使用要求、地质条件、施工条件和环境条件确定,并不应小于70 mm。对于L形、T形、多边形钢筋笼,护壁泥浆浓度较大,以及有侵蚀性水质或海水时,应适当加大保护层厚度。墙体的受力钢筋直径不宜小于20 mm且不应大于40 mm,构造钢筋直径不宜小于16 mm。
④ 地下连续墙钢筋笼的钢筋配置应满足结构受力和吊装要求。竖直主筋应布置在内侧,净距不小于75 mm。构造钢筋间距不应大于300 mm。当必须配置双层钢筋时 ,内外排钢筋间距不小于100 mm。钢筋连接宜优先采用机械连接;当采用绑扎搭接时,应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)规定。钢筋笼的分幅度应根据单元槽段长度、接头形式和起重设备能力等因素确定。钢筋笼底部在厚度方向宜适当缩窄, 并与墙底之间宜留100~500 mm的空隙;主筋应伸入墙顶帽梁内,伸入长度不应小于锚固长度。采用接头管接头时,钢筋笼侧端与接头管之间宜留150~200 mm的空隙;采用铣削接头时,钢筋笼侧端与混凝土端面之间宜留不小于250 mm的空隙。
⑤墙段接头是地下连续墙设计与施工的关键技术。接头类型从使用材料上可分为:钢管、钢板、钢筋、型钢、铸钢、预制混凝土、人造纤维布和橡胶等;从构造形式和施工方法上可分为:钻凿式、接头管、接头箱、隔板式、软接头、预制混凝土构件等;从受力上可分为:仅起止水防渗作用不能受力的接头、能承受剪力的铰接接头、能承受弯矩和剪力的刚性接头。接头类型的选择应满足结构受力和施工的要求。常见的几种接头形式如图2.2.9所示。
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⑥ 墙体顶部应设置混凝土帽梁,帽梁两侧应各宽于墙体且不小于150 mm的宽度。
⑦直线形地下连续墙的支撑可采用钢结构或混凝土结构。现浇混凝土支撑的截面其竖向高度不应小于其平面计算跨径的1/20。腰梁的截面水平向尺寸不应小于其水平向计算跨径的1/8,截面竖向尺寸不应小于支撑的截面高度。锚杆(锚索)锚固体竖向间距不宜小于2.5 m,水平向间距不宜小于1.5 m。锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0 m。倾斜锚杆的倾角宜采用15°~30°。锚固段长度应通过计算确定并不应小于4.0 m,自由段长度不宜小于5.0 m,并应超过潜在破裂面1.5 m。圆形地下连续墙支护结构的环梁(含竖肋)或内衬的截面高度及厚度根据计算确定,竖肋可按构造配筋。
(3) 地下连续墙基础的类型
地下连续墙基础根据墙段之间的连接组合、平面布置以及使用功能可分为条壁式地下连续墙基础、井筒式地下连续墙基础和部分地下连续墙基础。
①条壁式地下连续墙基础:
由平面长度不小于2.5倍宽度的一个或多个墙段单元组成的分离或连接组合但不封闭的地下连续墙基础,可分为下列类型(图2.2.10所示):
a. 单壁式:地下连续墙的一个单体构成一个基础,如图2.2.10(a)所示。单壁式地下连续墙相当于一异形灌注桩(矩形桩),可以不设置顶板。
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b. 平行复壁式:两个或多个地下连续墙单体在平面内分离并平行布置,通过顶板相连构成基础,如图2.2.10(b)所示。其平行桥轴和垂直桥轴两个方向刚度差别较大。
c. 自由复壁式: 两个或多个地下连续墙单体在平面内分散布置,通过顶板相连构成基础,如图2.2.10(c)所示。根据荷载作用方向,可自由布置。
d. 组合复壁式: 两个或多个地下连续墙单体在平面内连接组合并通过顶板相连而构成的地下连续墙基础,可分为T形、十字形、H形、工字形、辐射形等几种形式,如图2.2.10(d)~(h)所示。
②井筒式地下连续墙基础:由多个墙段单元相互刚性连接或外周墙刚性连接而内隔墙铰接组成平面封闭断面,并通过顶板相连而构成的地下连续墙基础。可分为单室型和多室型两种形式,如图2.2.11所示。
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③部分地下连续墙基础: 以地下连续墙作为基坑开挖支护结构,内部土体开挖到要求的深度后,在基坑内部构筑钢筋混凝土结构而形成的基础形式,地下连续墙作为基础结构的一部分参与承担上部结构荷载作用。根据地下连续墙平面布置可分为:矩形,如图2.2.12(a)所示;圆形,如图2.2.12(b)所示;复合异形等形式。
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(4)地下连续墙基础的构造要求《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)规定:
① 墙体构造应符合本节(2)条的第①~⑤款的规定(墙体厚度除外)。
②墙体作为重要受力部件,应具有一定的承载能力。根据日本的经验,规定墙体厚度应结合成槽机械能力及墙段布置由计算确定且不应小于800 mm。
③地下连续墙的顶板相当于钻孔灌注桩的承台,将地下连续墙各墙段连成整体共同受力,因此对于由多个墙段组成的非单壁式地下连续墙基础其顶部应设置顶板,混凝土强度等级不应低于C30,并应具有足够的刚度。如图2.2.13所示。
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④ 竖向受拉钢筋的配筋率不应小于有效计算截面面积的0.3%,水平受拉钢筋的配筋率不应小于计算截面面积的0.2%,接头部位的接合面水平钢筋的配筋率不宜小于一般部位水平钢筋配筋率的2倍。
⑤井筒式地下连续墙基础作为整体基础必须保证具有较大的整体刚度。外周墙直接承受外侧的水土压力,并由内隔墙作为支承,外周墙内产生较大的弯矩和剪力,因此必须采用刚性接头。内隔墙作为外周墙的支承,主要承受轴力,因此可以采用不能承受弯矩的铰接接头,但若条件容许,宜尽量采用刚性接头,以增加基础的整体刚度。
2. 基坑工程逆作法
是指先施工基坑支护结构,再进行基坑土方开挖,然后进行基础工程施工的一种施工方法。
逆作法适用于支护结构水平位移有严格限制的基坑工程。逆作法施工设计的内容包括:
(1) 基坑支护的地下连续墙或排桩与地下结构侧墙、内支撑、地下结构楼盖体系一体的结构分析计算;
(2)土方开挖及外运;
(3) 临时立柱做法;
(4) 侧墙与支护结构的连接;
(5) 立柱与底板和楼盖的连接;
(6) 坑底土卸载和回弹引起的相邻立柱之间,立柱与侧墙之间的差异沉降对已施工结构受力的影响分析计算;
(7)施工作业程序、混凝土浇筑及施工缝处理;
(8) 结构节点构造措施
单独挖井怎么计算土方
拜托
而你说的
深约8米,长宽也有10米,
这个叫明挖基础 是你表达的错误还是我理解问题呀 郁闷
等着 我换
明挖基础施工细则
1)基坑根据设计及现场情况可采用垂直开挖、放坡开挖、支撑加固开挖等。基坑在旱地上,可直接开挖基坑;基坑有水淹没,地面水可通过围堰、排水等处理后,再开挖基坑。基坑开挖以前应作好以下工作:
(1)根据提供设计文件,测定基坑中心线、方向和高程,并在基坑旁设定开挖控制桩;
(2)根据设计文件提供的地质、水文资料以及环保要求等,结合现场情况,确定基坑开挖方案,对开挖坡度、支护方案、开挖范围、弃土位置和防、排水措施等在方案中作出具体安排。
2)在天然土层上挖基,如深度在5m以内,施工期较短,基坑底处于地下水位以上,土的湿度接近最佳含水量、土层构造均匀时,则基坑坑壁坡度可参照表2.1选定。基坑深度大于5m或有其他不利条件时,应将坑壁坡度适当放缓,或加作平台。如土的湿度过大,能引起坑壁坍塌时,坑壁坡度应采用该湿度下土的天然坡度。
表1 基坑坑壁坡度
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
砂类土 1:
1、 1:1.25 1:1.5
碎石类土 1:0.75 1:1 1:1.25
黏性土、粉土 1:0.33 1:0.5 1:0.75
极软岩、软岩 1:0.25 1:0.33 1:0.67
较软岩 1:0 1:0.1 1:0.25
极硬岩、硬岩 1:0 1:0 1:0
注:
①挖基通过不同的土层时,边坡可分层选定,并酌留平台;
②在山坡上开挖基坑,当地质不良时,应防止滑坍;
③在既有建筑物旁开挖基坑时,应按设计文件的要求办理。
3)基坑顶有动载时,坑顶缘与动载间应留有大于1m的护道,如地质、水文条件不良,或动载过大,应进行基坑开挖边坡检算,根据检算结果确定采用增宽护道或其他加固措施。
4)弃土不得妨碍施工。弃土堆坡脚距坑顶缘的距离不宜小于基坑的深度,且宜弃在下游指定地点,不得淤塞河道,影响泄洪。
5)无水土质基坑底面,宜按基础设计平面尺寸每边放宽不小于50cm。适宜垂直开挖且不立模板的基坑,基底尺寸应按基础轮廓确定。有水基坑底面,应满足四周排水沟与汇水井的设置需要,每边放宽不宜小于80cm。
6)基底应避免超挖,松动部分应清除。使用机械开挖时,不得破坏基底土的结构,可在设计高程以上保留一定厚度由人工开挖。
7)基坑宜在枯水或少雨季节开挖。基坑开挖不宜间断,达到设计高程经检验合格后,应立即砌筑基础。如基底暴露过久,则应重新检验
8)基坑排水
(1)明挖基坑,可采用汇水井或井点法排、降水,应保持基坑底不被水淹。
(2)粉、细砂土质的基坑,宜用井点法降低水位。当用汇水井排水时,应采取防止带走泥砂的措施。
(3)水下挖基时,抽水能力应为渗水量的1.5~2倍。
(4)基坑排出的水应以水管或水槽远引。
(5)类井点法降水的适用范围可按表2确定。
表2 各类井点法降水的适用范围
井点名称 土层渗透系数(m/d) 降低水位深度(m)
单层轻型井点 0.1~50 3~6
多层轻型井点 0.1~50 6~12(由井点层数而定)
喷射井点 0.1~1 8~20
电渗井点 <0.1 根据选用的井点确定
管井井点 20~200 3~5
深井井点 10~250 >15
9)井点法降水应符合下列规定:
(1)安装井点管,应先造孔后下管,不得将井点管硬打入土内,造孔应垂直,深度宜比滤管底深0.5m左右。滤管底应低于基底以下1.5m。
(2)井点管四周,应以粗砂灌实,距地面0.5~1m深度内,用黏土填塞严密。
(3)集水总管与水泵的安装应降低,集水总管向水泵方向宜设0.25%~0.5%的下坡。
(4)井管系统各部件均应安装严密,不得漏气。
(5)降水过程中,应加强井点降水系统的维护和检查,保证不断抽水。
(6)对水位降低区域建筑物可能产生的沉降,应进行观测,并采取防护措施。
(7)拆除多层井点应自底层开始逐层向上进行,在下层井点拆除期间,上部各层井点应继续抽水。
基坑开挖应确保边坡稳定、施工安全,基坑开挖坡度可根据设计文件及现场地质情况调整,基坑开挖尽量安排在少雨季节施工,开挖中弃土根据要求堆放,不得污染、破坏环境。
基坑开挖到设计标高后应尽快进行自检、报检,验收合格后立即进行后续施工。基底高程的允许偏差和检验方法应符合表3的规定。
表3 基底高程的允许偏差和检验方法
序号 地质类别 允许偏差(mm) 检验方法
1 土 ±50 测量检查
2 石 +50,-200
当挖基础在开挖深度大、场地限制、土体稳定性差等情况下,须进行护壁时,护壁形式可根据要求灵活选用,并根据土压力、水压力等检算,施工确保护壁施工质量,并在施工中对护壁进行必要的监测,以保证施工安全。
10)基坑护壁
(1)下列基坑开挖后可采用护壁加固:
A、基坑较深,土方数量较大。
B、基坑坡度受场地限制。
C、基坑地质松软或含水量较大,坡度不易保持。
(2)挡板支撑,可采用横、竖向挡板与钢(木)框架支撑坑壁。基坑每层开挖深度,应根据地质情况确定,不宜超过1.5m,边挖边支。
(3)对支撑结构应随时检查,发现变形,及时加固或更换,更换时应先撑后拆。支撑拆除顺序,应自下而上。待下层支撑拆除并回填土后,再拆除上层支撑。
(4)用吊斗出土,应有防护措施。吊斗不得碰撞支撑。
(5)喷射混凝土护壁适用于稳定性好,渗水量少的基坑。喷护的基坑深度应按地质条件决定,但不宜超过10m。
(6)喷射混凝土厚度可参照表4规定办理。
表4 喷射混凝土厚度(cm)
基坑渗水情况
地质类别 无渗水 少量渗水
砂类土 10~15 15
黏性土、粉土 5~8 8~10
碎石类土 3~5 5~8
注:
①本表喷射混凝土厚度适用于不大于10m直径的圆形基坑,未考虑基坑顶缘荷载;
②每次喷射混凝土厚度,取决于土层和混凝土的粘结力与渗水量的大小;
③坑内砂层有少量渗水,可在坑壁打入木桩后再喷混凝土,木桩直径约为5cm、长100cm,向下与坑壁成300角打入,一般间距约为50~100cm。
(7)喷射混凝土护壁的坡度根据土质稳定情况与渗水量的大小可采用1:0.07~1:0.1。
(8)所选用的喷射机必须具有良好的密封性且输料均匀。喷射混凝土应掺入外加剂,其掺量应通过试验确定。当使用速凝剂时,应满足初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min的要求。干混合料宜随拌随喷。
(9)基坑开挖前,应在坑口顶缘,采取加固措施,防止土层坍塌。
按土质与渗水情况,每次下挖0.5~1m,应即喷护。对无水或少水坑壁,喷射顺序应由下而上,但对渗水的坑壁,应由上而下。
当一次达不到要求厚度时,可在第一层混凝土终凝后,再喷第二次或第三次直到要求厚度。续喷前应将混凝土表面污渍、泥块清洗干净。
喷射混凝土终凝2h后,应进行湿润养护。
(10)开挖基坑遇有较大渗水时,可采取下列措施:
A、每层开挖深度不大于0.5m,汇水坑应设于基坑中心。
B、开挖进入含水层时,宜扩挖40cm,以石料码砌扩挖部位,并在表面喷射一层5~8cm厚的混凝土。
C、对流砂、淤泥等夹层,除打入小木桩外,并在桩间缠以竹篱等,然后喷射混凝土。
(11)混凝土围圈护壁,除流砂及呈流塑状态的黏性土外,适用于各类土的开挖防护。
(12)围圈混凝土由上而下逐层浇筑。顶层应一次整体浇筑,以下各层分段开挖浇筑。上下层混凝土纵向接缝应相互错开。分层高度以垂直开挖面不坍塌为原则,顶层高度宜为2m,以下每层高1~1.5m。
(13)混凝土围圈的开挖面应均匀分布,对称施工,及时浇筑,无支承总长度不得超过1/2周长。
(14)围圈混凝土壁厚和拆模强度应满足承受土压力的要求。
11)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地层上;
(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承重面应修理平整,黏性土层基底整修时,应在天然状态下铲平,不得用回填土夯平;
(4)砌筑基础时,应在基础底面先铺一层5~10cm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,应采取措施进行处理并满足设计要求。
12)基底检验
(1)基底应检验下列内容:
A、基底平面位置、尺寸大小和基底高程。
B、基底地质情况和承载力是否与设计资料相符。
C、基底处理和排水情况。
D、检查施工记录及有关试验资料。
(2)基坑检验方法按地基土质复杂(如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩等)及结构对地基有无特殊要求,可采用直观或触探方法,必要时钻探(钻深至少4m)取样做土工试验,或按设计的特殊要求进行荷载试验。
(3)基底高程容许误差应符合表5规定:
表5 基底高程的允许偏差和检验方法
序号 地质类别 允许偏差(mm) 检验方法
1 土 ±50 测量检查
2 石 +50,-200
13)明挖基础的施工应符合下列规定:
(1)基坑换填或回填应及时,夯实符合规定。
(2)基坑应满足基础轮廓、放坡、排水的需要,特殊情况下,并应符合加宽的要求。
(3)基础允许偏差应符合表6的规定。
表6 基础允许偏差
序号 项目 允许偏差(mm)
1 基础前后、左右边缘距设计中心线 ±50
2 基础顶面高程 ±30
(4)混凝土、钢筋混凝土所用原材料、配合比和强度、混凝土浇筑应符合《客运专线铁路高性能混凝土技术条件》的有关规定。
挖孔桩基础
1、目的
明确桥梁桩基人工挖孔施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。
2、编制依据
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
《施工图设计文件》
3、适用范围
适用于无水、少水,孔壁不易坍塌、孔深少于20米的桩基。
4、施工工艺及技术要求
4.1人工挖孔
4.1.1、场地平整
平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面应高出原地面50厘米左右,场地四周开挖排水沟,防止地表水流入孔内。
4.1.2、测量放样
进行施工放样,施工队配合测量班按设计图纸定出孔位,经检查无误后,由施工队埋设十字护桩,十字护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护,以备开挖过程中对桩位进行检验。
4.1.3、桩孔开挖
采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖,遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎,挖土顺序为先挖中间后挖周边,按设计桩径加20厘米控制截面大小。孔内挖出的土装入吊桶,采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面,堆积到指定地点,防止污染环境。注意挖孔过程中,不必将孔壁修成光面,要使孔壁稍有凹凸不平,以增加桩的摩擦力。
4.1.4、护壁施工
对岩层、较坚硬密实土层,不透水,开挖后短期不会坍孔的,可不设护壁,其它土质情况下,必须施作护壁,保持孔壁稳定,以策安全。护壁拟采用现浇模注混凝土护壁,混凝土标号与桩身设计标号相同。第一节混凝土护壁(原地面以下1米)径向厚度为20cm,宜高出地面20~30cm,使其成为井口围圈,以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人,并且便于挡水和定位。等厚度护壁如下图示。
该方法适用于各类土层,每挖掘0.8~1.0m深时,即立模灌注混凝土护壁。平均厚度15cm。两节护壁之间留10~15cm的空隙,以便混凝土的灌注施工。
混凝土搅拌应采用滚筒搅拌机拌制,坍落度宜为14厘米左右。
模板不需光滑平整,以利于与桩体混凝土的联结。为了进一步提高柱身砼与护壁的粘结,也为了砼入模方便,护壁方式可采用喇叭错台状护壁。
护壁砼的施工,采取自制的钢模板。钢模板面板的厚度不得小于3mm,浇注混凝土时拆上节,支下节,自上而下周转使用。模板间用U形卡连接,上下设两道6~8号槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成,用螺栓连接,不另设支撑,以便浇注混凝土和下节挖土操作。
4.1.5、人工挖孔允许偏差和检验方法:
序号 项目 允许偏差 检验方法
1 顶面位置 50mm 测量检查
2 孔位中心 50mm
3 倾斜度 0.5%
4.2、 钢筋的制作与安装
4.2.1、对于较短的桩基,钢筋笼宜制作成整体,一次吊装就位。对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长度不宜少于18米,以减少现场焊接工作量。现场焊接须采用单面帮条焊接。
4.2.2、制作时,按设计尺寸做好加强箍筋,标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上,并标出加强筋的位置。焊接时使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记,扶正加强筋,并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度,然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后,用机具或人转动骨架,将其余主筋逐根照上法焊好,然后吊起骨架阁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固。
4.2.3钢筋骨架保护层的设置方法:
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装,符合要求。钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”或转动混凝土垫块,见下图。设置密度按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置8个。
4.2.4、骨架的运输无论采取何种方法运输骨架,都不得使骨架变形,当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时,应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引,可运输各种长度的钢筋笼,或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推,也可运输一般长度的钢筋笼。
4.2.5、骨架的起吊和就位
钢筋笼制作完成后, 骨架安装采用汽车吊,为了保证骨架起吊时不变形,对于长骨架,起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑,以加强其刚度。采用两点吊装时,第一吊点设在骨架的下部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时先提第一点,使骨架稍提起,再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停吊,继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁。然后由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口,可用木棍或型钢(视骨架轻重而定)等穿过加强箍筋的下方,将骨架临时支承于孔口,孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端,取出临时支承,将骨架徐徐下降,骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,全部接头焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
骨架最上端定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线,找出钢筋笼中心,根据护桩找出桩位中心,钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。
然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢,在护筒两侧放两根平行的枕木(高出护筒5cm左右),并将整个定位骨架支托于枕木上。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm;骨架底面高程±50mm。
挖孔桩钢筋骨架允许偏差
序号 项目 允许偏差(mm)
1 钢筋骨架在承台底以下长度 ±100
2 钢筋骨架直径 ±10
3 主钢筋间距 ±10
4 加强筋间距 ±20
5 箍筋间距或螺旋筋间距 ±20
6 钢筋骨架垂直度 骨架长度1%
4.3灌注砼
4.3.1、在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师,经检验合格后方可灌注混凝土。
4.3.2、混凝土采用集中拌合,自动计量,罐车运输,泵送混凝土施工,插入式振捣器振捣。混凝土的浇筑入模温度不低于+5℃,也不高于+30℃,否则采用经监理工程师批准的相应措施。
4.3.3、灌注支架采用移动式的,事先拼装好,用时移至孔口,以悬挂串筒,漏斗底口。从高处直接倾卸时,其自由倾落高度一般不宜超过2米以不发生离析为度 。当倾落高度超过2米时,应通过串筒、溜管或震动溜管等设施下落;倾落高度超过10米时,并应设置减速装置。
4.3.4、混凝土分层浇筑,分层厚度控制在30~45cm。振捣采用插入式振动器,振动器的振动深度一般不超过棒长度2/3~3/4倍,振动时要快插慢拔,不断上下移动振动棒,以便捣实均匀,减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5~10cm,移动间距不超过40cm,与侧模保持5~10cm距离,对每一个振动部位,振动到该部位混凝土密实为止,即混凝土不再冒出气泡。
4.3.5、对于1米直径挖深桩,如果桩身较长,混凝土振捣操作有困难时,可采用水下混凝土方法灌注。水下混凝土浇灌方法详见“冲击钻孔桩混凝土灌注”。
5、人工挖孔安全措施
5.1防坍塌安全技术措施
搞好孔口防护规划,防止地表水进入孔内。
在开挖过程前根据不同地质情况做好护壁方案设计,在开挖过程中必须认真复核地质情况,根据不同地质条件严格做好孔壁防护工作。
对于需要砼防护的孔壁,严格按规定的进尺开挖,护壁砼达到设计强度后方可拆模.
5.2孔内通风安全措施
人工挖孔桩应做好孔内通风,当孔深大于5米时,应采用通风管往孔内送风措施。操作工人工作2小时左右,应到孔外休息。
对于特殊地质的地段,在挖孔过程中,应做好有害气体的检测。
5.3孔内防落物措施
对于提升架钢丝绳,应有不小于10倍的安全储备,并定期检查其磨损情况。
吊斗装渣不能太满,防止碎渣散落。
下孔操作人员应戴好安全帽,对于特殊孔位、还应系好救生绳。
5.4 应急措施
根据不同地质条件,施工单位应做好安全应急预案,险情发生时,有相应的处理措施;事故发生后,有相应的救助方案。
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