第二节,城市桥梁下部施工
一、各类围堰施工要求
一般规定:围堰高度应高出施工可能出现的最高水位(包括浪高)0.5-0.7M;
(一)土围堰
1、筑堰材料宜采粘性土,粉质黏土或砂质黏土,填土应自上游开始至下游合拢;
2、适用条件:水深≤1.5M,流速≤0.5M/S,河边浅滩河床渗水性小;
注:
(二)土袋围堰
1、围堰两侧用草袋,麻袋,玻璃纤维或无纺布袋装土堆码;袋中宜装不渗水的黏性土;堰外边坡1:0.5-1:1,坡内边坡为1:0.2-1:0.5,围堰中心部分可填筑黏土及黏性芯墙;
2、堆码土袋,应自上游开始至下游合拢,上下层和内外层的土袋均相互错缝(提高抗渗能力),尽量堆码密实,平稳;
3、适用条件:水深≤3M,流速≤1.5M/S,河床渗水性较小或淤泥较浅;
(三)钢板桩围堰
1、有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰;
2、施打前,应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝,以防漏水;
3、施工顺序一般从上游向下游合拢;
4、钢板桩可用捶击,振动,射水等方法下沉,但在黏土中不宜使用射水下沉方法(粘土吸水产生塑性形变,极易产生塌孔现象)
5、适用条件:深水或深基坑,流速较大的砂类土,粘性土,碎石土及风化岩等坚硬河床;
(四)套箱或套筒围堰
1、套箱可制成整体或可装配式;
2、当岩面有坡度时,套箱底的倾斜度应与耐面相同;
3、适用条件:水深≤2M,覆盖层较薄,平坦的岩石河床,埋置不深的水中基础,也可用于修建桩基承台;
(五)双壁钢围堰
1、内外壁均是钢结构,中部中空;
2、双壁钢围堰应按设计要求在工厂制作,其分节分块的大小按工地吊装、移运能力确定;
3、双壁钢围堰各节,块拼焊时,应按预先安排的顺序对称进行,拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验;
4、钢围堰浮运定位时,应对浮运,就位和灌水着床时的稳定性进行验算,在浮运,下浮过程中,围堰露出水面的高度不小于1M;
5、适用条件:大型河流的深水基础,覆盖层较薄,平坦的岩石河床;
二、桩基础施工方法
(一)分类
1、桥梁工程常用的桩基础分:沉入桩基础和灌注桩基础;
2、按成桩施工方法分:沉入桩,钻孔灌注桩,人工挖孔桩;
(二)沉入桩基础
1、沉桩方式及设备选择
(1)锤击沉桩宜用于砂类土,黏性土;
(2)振动沉桩宜用于在锤击沉桩效果较差的密实黏性土,砾石和风化岩(慎用于砂土,因振动会液化);
(3)振动沉桩在用锤击,振动沉桩对密实砂土,碎砾石的土层有困难时,作为辅助手段进行沉桩施工(慎用于粘性土,并在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩,会引起地下水位变化);
(4)静压沉桩宜用于软黏土(标准贯入度N<20),淤泥质土;
注:贯入度是指在地基中用重力击打贯入体时,贯入体进入土中的深度;贯入体可以是桩,也可以是一定规定的钢钎,贯入度一般是指锤击桩10次进入的深度MM,用MM/10击表示,以此判断地基土的软硬度;
A,预制桩是在厂里一根根预制的,接桩可采用焊接,法兰连接,机械连接;
B,沉桩顺序:
①对于密集桩群,由中间向两个方或四周对称施打;
②根据基础的设计高程,宜先深后浅;
③根据桩的规格,宜先大后小,先长后短;
C,终止锤击的控制应以控制桩端设计高程为止,贯入度为辅;
D,沉桩过程中监测项目:邻近建筑物,地下管线,地表沉降三方面的变化;
(三)钻孔灌注桩基础
1、沉桩方式及设备选择
(1)干作业成孔桩:长螺旋钻孔(用于强风化岩层),钻孔扩底,人工挖孔;(地下水位以上的土);
(2)泥浆护壁成孔桩:正循环回转钻,反循环回转钻,冲抓钻,冲击钻,旋挖钻(用于风化岩层),潜水钻;
注:冲抓钻;
2、泥浆护壁
(1)泥浆制备与护筒埋设
A,泥浆制备根据施工机械,工艺及穿越土层情况进行配合比设计,宜选用高塑性黏土或膨润土
B,泥浆护壁施工期间护筒顶面应高出施工水位或地下水位2M以上,且高出施工地面0.3M,在清孔过程中应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土;
C,护筒作用(位置应埋设准确并保持稳定):
①成孔时引导钻方方向
②提高孔内泥浆水头;
③防止塌孔;
④固定桩孔位置,保护孔口;
D,泥浆作用:①护壁;②携渣;③冷却钻头;④润滑钻具;
3、钻孔方法
(1)正循环钻孔:
A,优点:排渣能力比较弱,钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大;
B,缺点:但工艺比较简单,容易操作,且钻机也比较便宜;
(2)反循环钻孔:
A,优点:利用真空泵从钻杆中心抽泥渣水,排渣能力比较强
缺点:但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,且钻机也较贵;
注:钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度应符合设计要求,设计未要求时,端承型桩的沉渣厚度≤100MM,摩擦型桩的沉渣厚度≤300MM;
(3)冲击钻成孔:
A,冲击钻开孔时,应低锤密击,反复冲击造壁,保持孔内泥浆稳定;
B,每钻进4-5M应验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔做记录;
C,排渣过程中应及时补给泥浆;
(4)旋挖成孔:
A,采用跨挖方式,并根据钻进速度同步补充泥浆,保持所需的泥浆面高度不变;
(5)长螺旋钻孔
A,混凝土压灌结束后,应立即将钢筋插至设计深度,并及时清除钻杆及泵管内的残留混凝土;
(6)钻孔扩底:先钻再扩底,放钢筋笼灌混凝土
(7)人工挖孔:
A,挖孔深度如果大于8M,则出专项方案,若大于16M,则还需专家论证,最深不宜超过25M;
B,采用混凝土或钢筋混凝土支护孔壁技术,模板拆除应在混凝土强度大于2.5MPA后进行;
4、钢筋笼与灌注混凝土施工要点
(1)泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工序:
A,制备泥浆——埋设护筒——钻孔——第一次清孔——吊装钢筋笼——吊装导管——第二次清孔——灌注水下混凝土(超灌0.5-1M)——凿除桩头;
B,钢筋笼制作,运输和吊装过程中应采取适当的加固措施,防止变形;
C,吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,应位后应采取加固措施固定钢筋笼的位置;
D,灌注桩各工序应连接施工,钢筋笼放入泥浆后4小时内必须浇筑混凝土;(泥浆护壁混凝土桩,不能长时间空着,容易塌孔,所以必须及时灌注混凝土);
E,桩顶混凝土浇筑完成后高出设计高程0.5-1M,确保桩头浮浆层凿除后桩基面混凝土达到设计强度;
F,水下混凝土灌注时,桩孔检验合格,吊装钢筋笼完毕后,安置导管浇筑混凝土,其混凝土的配合比通过试验确定,须具备良好的和易性,坍落度为180-220MM(对于大体积的混凝土则不大于180MM,宜为120+20MM);
G,导管应不得漏水,使用前应试拼,试压,若使用隔水球,则应具有良好的隔水性能,并保证顺利排出;
H,开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300-500MM,导管首次埋入混凝土灌注面以下≥1.0M,正常灌注时导管埋入混凝土深度宜为2-6M;