摘 要:橋梁上部承受的各種荷載,通過橋臺或橋墩傳至基礎,再由基礎傳給地基。基礎是橋梁下部結構的重要組成部分,因此,基礎工程在橋梁結構物的設計與施工中,占有極為重要的地位,它對結構物的安全使用和工程造價有很大的影晌。本論文主要介紹橋梁擴大基礎施工方法,如定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及澆筑基礎結構物等施工工序。
關鍵詞:橋梁基礎,施工方法,核心期刊論文發表
一、基礎的定位放樣
在基坑開挖前,先進行基礎的定位放樣工作,以便正確的將設計圖上的基礎位置準確的設置到橋址上。放樣工作系根據橋梁中心線與墩臺的縱橫軸線,推出基礎邊線的定位點,再放線畫出基坑的開挖范圍。基坑各定位點的標高及開挖過程中標高檢查,一般用水準測量的方法進行。
二、陸地基坑開挖(以無支撐基坑開挖為例)
基坑大小應滿足基礎施工要求,對有滲水土質的基坑坑底開挖尺寸,需按基坑排水設計(包括排水溝、集井、排水管網等)和基礎模板設計而定,一般基底尺寸應比設計平面尺寸各邊增寬0.5-1.0m。基坑可采用垂直開挖、放坡開挖、支撐加固或其他加固的 開挖方法,具體應根據地質條件、基坑深度、施工期限與經驗,以及有無地表水或地下水等現場因素來確定。 對于在干涸無水河灘、河溝中低于基底,或滲透量少,或有水經改河或筑堤能排除地表水的河溝中,在地下水位低于基底、或者滲透量少,不影響坑壁穩定;以及基礎埋置不深,施工期較短,挖基坑時,不影響鄰近建筑物安全的施工場所,可考慮選用坑壁不加支撐的基抗。粘性土在半干硬或硬塑狀態,基坑頂緣無活荷載,梢松土質基坑深度不超過0.5 m,中等密實(鍬挖)土質基坑深度不超過1.25 m,密實(鎬挖)土質基坑深度不超過2m時,均可采用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以內,土的濕度正常時,采用斜坡坑壁開挖或按坡度比值挖成階梯形坑壁,每梯高度以0.5 m--1.0 m為宜,可作為人工運土出坑的臺階。基坑深度大于5m時,或加做土臺。土的濕度影響坑壁的穩定性時,應采用該濕度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。當基坑的上層土質適合敞口斜坡坑壁條件,下層土質為密實粘性土或巖石可用垂直坑壁開挖,在坑壁坡度變換處,應保留有至少為0.5 m的平臺。無水基坑的施工方法對于一般小橋涵的基礎,基坑工程量不大,可用人力施工方法; 大、中橋基礎工程,基坑低,基坑平面尺寸較大,挖方量多,可用機械或半機械施工方法。
三、基坑排水
1.井點排水法
當土質較差有嚴重流沙現象,地下水位較高,挖基坑較深,坑壁不易穩定,用普通排水方法難以解決時,可采用井點排水法。井點排水適用于滲透系數為0.5-150 m/d的土壤中,尤其在2-50 m/d的土壤中效果最好。降水深度一般可達4-6m,二級井點可達6-9 m,超過9m應選用噴射井點或深井點法。具體可視土層的滲透系數、要求降低地下水位的深度及工程特點等,選擇適宜的井點排水法和所需設備。用井點法降低土層中地下水位時,應盡可能將濾水管埋設在透水性較好的土層中,并應在水位降低的范圍內設置水位觀測孔;對整個井點系統應加強維修和檢查,以保證不間斷地進行抽水;還應考慮到水位降低區域構筑物受其影響而可能產生的沉降。為此要做好沉降觀測,必要時應采取防護措施。
2.集水坑排水法
除嚴重流沙外,一般情況下均可適用。集水坑(溝)的大小,主要根據滲水量的大小而定,排水溝底寬不小于0.3 m,縱坡為1%-5%。如排水時間較長或土質較差時,溝壁可用木板或荊笆支撐防護。集水坑一般設在下游位置,坑深應大于進水籠頭高度,并用荊笆、竹要、編筐或木籠圍護,以防止泥沙阻塞吸水籠頭。
3.其他排水法
對于土質滲透性較大、挖掘較深的基坑,可采用板樁法或沉井法。此外,視工程特點、工期及現場條件等,還可采用帷幕法,即將基坑周圍土層用硅化法、水泥灌漿法、瀝青灌漿法及凍結法等處理成封閉的不透水的帷幕。帷幕法除自然凍結法外,均因所需設備較多、費用較大,在橋涵基礎施工中應用較少。自然凍結法在我國北方地區應用前景較好,一般采用分格分層開挖,即將已凍結的水或土壤從上往下逐層分格開挖,連續開挖通過水層或飽和土層直到河底、再通過河床覆蓋層達到基礎設計標高。淺灘處可用砂土駐島代替水,因為土的凍結速度比水快。河中水深大于2m以上時,可考慮采用冰套箱法,即將套箱直接排水沉到河底,以縮短鑿冰時間。
四、基底檢驗與處理
1.基底檢驗
基坑施工是否符合設計要求,在基礎澆筑前應按規定進行檢驗。其目的在于:確定地基的容許承載力的大小、基坑位置與標高是否與設計文件相符,以確保基礎的強度和穩定性,不致發生滑移等病害。基底檢驗的主要內容包括:檢查基底平面位置、尺寸大小,基底標高;檢查基底土質均勻性,地基穩定性及承載力等;檢查基底處理和排水情況;檢查施工日志及有關試驗資料等等。
2.基底處理
天然地基上的基礎是直接靠基底土壤來承擔荷載的,故基底土壤狀態的好壞,對基礎及墩臺、上部結構的影響極大,不僅要檢查土壤名稱與容許承載力大小,還應為土壤更有效的承擔荷載創造條件,即要進行基底處理工作。
五、基礎混凝土澆筑
1.基礎施工分為無水澆筑、排水澆筑和水下澆筑三種情況
排水施工的要點是:確保在無水狀態下砌筑施工;禁止帶水作業及用混凝土將水趕出模板外灌注方法;基礎邊緣部分應嚴密隔水;水下部分施工必須待水泥沙漿或混凝土終凝后才允許浸水。
水下澆筑混凝土只有在排水困難時采用。基礎施工的水下灌注分為水下封底和水下直接灌筑基礎兩種。前者封底后仍要排水再砌筑基礎,封底只是起封閉滲水的作用,其混凝土只作為地基而不作為基礎本身,適用于板樁圍堰開挖的基坑。
2.澆筑基礎時,應做好與臺身、墩身的接縫聯結,一般要求:
(1)混凝土基礎與混凝土墩臺、墩身的接縫,周邊應預埋直徑不小于16mm的鋼筋或其他鐵件,埋入與露出的長度不應小于鋼筋直徑的 20倍。
(2)混凝土或漿砌片石墩臺身的接縫,應預埋片石作,片石厚度不應小于15cm,片石的強度要求不低于基礎或墩臺、墩身混凝土或砌體的強度。
六、地基加固
我國地域遼闊,自然地理環境不同,土質強度、壓縮性和透水性等性質有很大的差別。其中,有不少是軟弱土或不良土, 諸如淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土、季節性凍土以及土洞、溶洞等。當橋涵位置處于這類土層上時,除可采用樁基、沉井等深基礎外,也可視具體情況采用相應的地基加固措施,以提高其承載能力,然后在其上修筑擴大基礎,以求獲得縮短工期、節省投資的效果。
對于一般軟弱地基土層加固處理方法可歸納為四種類型:
1.換填土法:將基礎下軟弱土層全部或部分挖除,換填力學物理性質較好的土。
2.擠密土法:用重錘夯實或砂樁、石灰樁、砂井、塑料排水板等方法,使軟弱土層擠壓密實或排水固結。
3.膠結土法:用化學漿液灌入或粉體噴射攪拌等方法,使土壤顆粒膠結硬化,改善土的性質。
4.土工聚合物法:用土工膜、土工織物、土工格柵與土工合成物等加筋土體,以限制土體的側向變形,增加土的周壓力,有效提高地基承載力。
七、結束語
綜上所述,只有加強橋梁基礎定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理、基礎澆筑中的質量控制和安全控制,才能使橋梁基礎的施工達到優質、安全的要求,也才能使橋梁基礎施工的管理工作更易于進行。
參考文獻:
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