王天生,付 羽
(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)
擴大基礎(chǔ)的施工一般是采用明挖的方法進行的。如果地基土質(zhì)較為堅實,開挖后能保持坑壁穩(wěn)定,可不必設(shè)置支撐,采取放坡開挖。但實際上由于土質(zhì)條件、開挖深度、放坡受到用地或施工條件限制等因素影響,需要進行各種坑壁支撐。在基坑開挖過程中有滲水時,則需要在基坑四周挖邊溝和集水井以便排除積水。在水中開挖基坑時,通常要在基坑周圍,預(yù)先修筑臨時性的擋水結(jié)構(gòu)物(稱為圍堰),然后將堰內(nèi)水排干,再開挖基坑。基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高后,應(yīng)及時地進行坑底土質(zhì)鑒定、清理及整平工作,然后砌筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物。
為建筑基礎(chǔ)開挖的臨時性坑井稱為基坑?;訉儆谂R時性工程,其作用是提供一個空間,使基礎(chǔ)的砌筑作業(yè)得以按照設(shè)計所指定的位置進行。
在基坑開挖前,先進行基礎(chǔ)的定位放樣工作,以便正確地將設(shè)計圖上的基礎(chǔ)位置,準(zhǔn)確地設(shè)置到橋址上來。放樣工作系根據(jù)橋梁中心線與墩臺的縱橫軸線,推出基礎(chǔ)邊線的定位點,再放線劃出基坑的開挖范圍。
基坑的開挖應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、基坑深度、施工期限以及有無地表水或地下水等因素,采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒ā?/p>
無水基坑的施工方法。對于一般小橋涵的基礎(chǔ),工程量不大的基坑、可以人力施工;大、中橋基礎(chǔ)工程,基坑深,基坑平面尺寸較大,挖方量多,可用機械或半機械施工方法。
(1)集水坑排水法:除嚴(yán)重流沙外,一般情況下均可適用。集水坑(溝)的大小,主要根據(jù)滲水量的大小而定;排水溝底寬不小于0.3m、縱坡為1‰~5‰,如排水時間較長或土質(zhì)較差時,溝壁可用木板或荊笆支撐防護。集水坑一般設(shè)在下游位置,坑深應(yīng)大于進水籠頭高度,并用荊笆、竹篾、編筐或木籠圍護,以防止泥沙阻塞吸水籠頭。
(2)井點排水法:當(dāng)土質(zhì)較差有嚴(yán)重流沙現(xiàn)象,地下水位較高,挖基較深,坑壁不易穩(wěn)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(shù)為0.5~150m/d的土壤中,尤其在2~50m/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6~9m,超過9m應(yīng)選用噴射井點或深井點法。具體可視土層的滲透系數(shù)、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(shè)備。各種井點法的適用范圍參見表1。井點法排水示意圖見圖1。
用井點法降低土層中地下水位時,應(yīng)盡可能將濾水管埋設(shè)在透水性較好的土層中。并應(yīng)在水位降低的范圍內(nèi),設(shè)置水位觀測孔;對整個井點系統(tǒng)應(yīng)加強維修和檢查,以保證不間斷地進行抽水;還應(yīng)考慮到水位降低區(qū)域構(gòu)筑物受其影響而可能產(chǎn)生的沉降。為此要做好沉降觀測,必要時應(yīng)采取防護措施。
井點排水法因需要設(shè)備較多,施工布置較復(fù)雜,費用較大,應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟比較后采用,在橋涵基礎(chǔ)中多用于城市內(nèi)挖基。
(3)其他排水法:對于土質(zhì)滲透較大、挖掘較深的基坑可采用板樁法或沉井法。此外,視現(xiàn)場條件、工程特點及工期等,還可采用帷幕法,即將基坑周圍土中用硅化法、水泥灌漿法、瀝青灌漿法以及凍結(jié)法等處理成封閉的不透水的帷幕。這種方法除自然凍結(jié)法外,其余均因設(shè)備多、費用大,在橋涵基礎(chǔ)施工時較少采用。
圖1 井點法布置示意圖
表1 各種井點法的適用范圍
天然地基上的基礎(chǔ)是直接靠基底土壤來承擔(dān)荷載的,故基底土壤狀態(tài)的好壞,對基礎(chǔ)及墩臺、上部結(jié)構(gòu)的影響極大,不能僅檢查土壤名稱與容許承載力大小,還應(yīng)為土壤更有效地承擔(dān)荷載創(chuàng)造條件,即要進行基底處理工作?;滋幚矸椒ㄒ暬淄临|(zhì)而異.
當(dāng)橋涵所在位置的土層為壓縮性大、強度低的軟弱土層時,除可采用樁基、沉井等深基礎(chǔ)外,也可視具體情況不同采用相應(yīng)的加固處理措施,以提高其承載能力,然后在其上修筑擴大基礎(chǔ),以求獲得縮短工期、節(jié)省投資的經(jīng)濟效果。對于一般軟弱地基土層加固處理方法可歸納為三種類型:即
(1)換填土法:將基礎(chǔ)下軟弱土層全部或部分挖除,換填力學(xué)物理性質(zhì)較好的土;
(2)擠密土法:用重錘夯實或砂樁、石灰樁、砂井等方法,使軟弱土層擠壓密實或排水固結(jié);
(3)膠結(jié)土法:用化學(xué)漿液灌入或粉體噴射攪拌等方法,使土壤顆粒膠結(jié)硬化。
實際工程中可根據(jù)軟土層的厚度和物理力學(xué)性質(zhì)、要求的承載能力大小、施工期限、施工機具和材料供應(yīng)等因素,就地取材、因地制宜予以選用。