图5-3 明挖扩大基础施工示意
注:b—基础底边的长度或宽度;h—坑底与地面的高差;D—基础基坑边到基础中线的距离;m—坑壁坡度系数的分母;L—基底每侧加宽度
图5-4 明挖扩大基础施工现场
2.注意事项
①模板必须有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受施工荷载。
②现浇混凝土时,不得踩踏钢筋。混凝土应均匀布料,不得随意集中卸料。
③混凝土拆模,必须在混凝土强度达到规定要求后、其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆除。当模板与混凝土脱离后,方可吊运模板。
④拆除临时埋设于混凝土中的木塞和其他预埋部件时,不得损伤混凝土。
3.施工做法详解
工艺流程:明挖基坑作业→基底验收→垫层施作→测量放线→模板安装、钢筋绑扎→商品混凝土(预拌混凝土)拌制、运输→混凝土浇筑→振捣→养护→拆模。
(1)基底验收
①混凝土工程扩大基础施工前,基坑支护和基坑开挖质量检查合格,基坑应保证稳定;基底原状土无扰动,如基坑扰动超挖,应按规定处理至不低于基底原状土状态。
②地基承载力和地基处理结果符合设计要求。
③基底在混凝土浇筑前应清理干净,无任何影响混凝土质量的杂物。
④基坑应保证稳定和干燥,混凝土浇筑应在基底无水情况下施工。
(2)垫层施作及测量放线
①垫层混凝土铺筑工法同主体结构工程施作,垫层模板可采用方木、木板或组合钢模板,垫层混凝土强度应符合设计要求,表面应平整,高程不得高于基础底面设计高程,平面尺寸设计无要求时应大于基础100mm以上。
②桥梁工程测量放线应符合《市政基础设施工程施工测量技术规程》(Q/BMG 101)的有关规定。放出桥梁工程扩大基础的中线、外边线。
(3)模板安装、钢筋绑扎及混凝土拌制、运输
城市桥梁工程混凝土扩大基础采用商品混凝土,应按规定要求提供混凝土配合比、合格证,做好混凝土进场检验和试验工作,并应测定混凝土坍落度,做好记录。
(4)混凝土浇筑
①浇筑混凝土前,应做好检查工作。
a.浇筑混凝土前,应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,并做好记录,符合要求后方可浇筑。
b.浇筑混凝土前,应对保护层垫块的位置、数量等做重复性检查,以提高钢筋的混凝土保护层厚度尺寸的质量保证率。构件侧面和底面的垫块应至少为4个/m2,绑扎垫块和钢筋的钢丝头不得伸入保护层内。保护层垫块的尺寸应保证混凝土保护层厚度的准确性,其形状(宜为工字形或锥形)应有利于钢筋的定位,不得使用砂浆垫块。
c.模板内的杂物、积水、钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙,应堵塞严密,模板内面应涂刷脱模剂。基础混凝土浇筑前,干土基要洒水湿润,湿土基要铺以碎石垫层或水泥砂浆层,石质地基要清除松散粒料,才可浇筑基础混凝土。
d.浇筑混凝土前,应检查混凝土的均匀性和坍落度。
②自高处向模板内倾卸混凝土时,为防止混凝土离析,应符合下列规定。
a.从高处直接倾卸时,其自由倾落高度不宜超过2m。
b.当倾落高度超过2m时,应通过串筒、溜槽或振动溜管等设施下落;倾落高度超过10m时应设置减速装置。
c.出料口下面,混凝土堆积高度不宜超过1m。
③混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。
④施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定,宜留置在结构受剪力和弯矩较小且便于施工的部位,并应按下列要求进行处理。
a.凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层,但凿除时,处理层混凝土需达到下列强度:用水冲洗凿毛时,需达到0.5MPa;人工凿除时,需达到4.5MPa;用风动机凿毛时,需达到10MPa。
b.凿毛处理的混凝土面,应用水冲洗干净,在浇筑次层混凝土前,对垂直施工缝宜刷一层水泥净浆,对水平缝宜铺一层厚为10~20mm的1∶2的水泥砂浆。
c.重要部位及有防震要求的混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构,应在施工缝处补插锚固钢筋或石榫;有抗渗要求的施工缝宜做成凹、凸缝或设止水带。
d.施工缝为斜面时应浇筑成或凿成台阶状。
e.施工缝处理后,需待处理层混凝土达到一定强度后才能继续浇筑混凝土。处理层混凝土需要达到的强度,一般最低为1.2MPa,当结构物为钢筋混凝土时,不得低于4.5MPa。混凝土达到上述抗压强度时间宜通过试验确定。
⑤在浇筑过程中或浇筑完成时,如混凝土表面泌水较多,需在不扰动已浇筑混凝土的条件下,采取措施将水排除。继续浇筑混凝土时,应查明原因,采取措施,减少泌水。
⑥结构混凝土浇筑完成后,对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平,待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。当裸露面面积较大或气候不良时,应加盖防护,但在开始养护前,覆盖物不得接触混凝土面。
⑦浇筑混凝土期间,应设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。
⑧浇筑混凝土时,应填写混凝土施工记录。
(5)混凝土振捣
①浇筑混凝土时,除少量塑性混凝土可用人工捣实外,宜采用振捣器振实。用振捣器振捣时,应符合下列规定。
a.使用插入式振捣器时,移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模应保持50~100mm的距离;插入下层混凝土50~100mm;每一处振动完毕后应边振动边徐徐抽出振捣棒;应避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。
b.表面振捣器的移位间距,应以使振捣器平板能覆盖已振实部分100mm左右为宜。
②附着式振捣器的布置距离,应根据构造物形状及振捣器性能等情况并通过试验确定。
③对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉,不在冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。
(6)混凝土结构养护
①对于在施工现场集中养护的混凝土,应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及对混凝土性能的要求,提出具体的养护方案,并应严格执行规定的养护制度。
②一般的混凝土浇筑完成后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。
混凝土养护期间,应重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用篷布、塑料布等进行覆盖),防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少两遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。
覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。混凝土面有模板覆盖时,应在混凝土养护期间经常使模板保持湿润。
③当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时,应按冬期施工的规定处理。当环境温度低于5℃时,禁止对混凝土表面进行洒水养护。此时,可在混凝土表面应喷涂养护液,并采取适当保温措施。
④混凝土养护用水的条件与拌和用水相同。混凝土的洒水养护时间一般为7d,要根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况,酌情延长或缩短。每天洒水次数以能保证混凝土表面经常保证湿润状态为度,用加压成型。
⑤混凝土采用喷涂养护液养护时,应确保不漏喷。
⑥大体积混凝土施工前应制订严格的养护方案,控制混凝土内外温差满足设计要求。对大体积混凝土的养护,应根据气候条件采取温控措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内,当设计无要求时,温差不超过25℃。
⑦混凝土的强度达到4.5MPa前,不得使其承受行人、运输工具、模板、支架和拱架及脚手架等荷载。
⑧混凝土在冬期和炎热季节拆模后,若天气产生骤然变化时,应采取适当的保温(寒季)隔热(夏季)措施,防止混凝土产生过大的温差应力。
(7)拆模
①混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时,侧模应在混凝土强度达到4.5MPa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆除。
②混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度应满足规定外,还应考虑拆模时混凝土的温度(由水泥水化热引起)不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。
一般情况下,结构芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节,若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。
③拆模宜按立模顺序逆向进行,不得损伤混凝土,并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后,方可拆卸、吊运模板。
④拆除临时埋设于混凝土中的木塞和其他预埋部件时,不得损伤混凝土。
⑤拆除模板时,不得影响或中断混凝土的养护工作。
4.施工总结
①采用吊车起吊料斗垂直运输混凝土时,应由信号工指挥,吊车停放应避幵高压线,场地应平坦坚实,卧放料斗的斗坑周围应围挡方木,料斗起吊就位必须由两人以上操作。
②混凝土灌注施工,应严格按照施工方案及安全措施进行。凡灌注距地面2m以上的混凝土结构物时,必须搭设牢固的脚手架或平台并设护栏。在基坑内灌注施工时,应在距基坑上口向外1m的水平距离周围,设置护栏。
③使用控制器振捣器前必须经专职电工检查合格后,方可使用。操作人员,必须穿戴安全防护用品。振捣设备应设开关箱,并装有漏电保护器。振捣棒电机应平放在可移动绝缘垫板上,不准挂在正在施工的混凝土结构物的钢筋上。
④施工现场砂石料冲洗废水必须收集处理,沉淀达标后排放,严禁随处排放污水。运送袋装或散装材料的车辆要用帆布严密遮盖,防止洒漏及粉尘污染。水泥采用水泥储仓密封储存;其他散料苫盖保存。
三、明挖基坑和基坑回填
1.施工现场图
基坑开挖施工现场图和基坑回填施工现场分别见图5-5和图5-6。
图5-5 基坑开挖施工现场
图5-6 基坑回填施工现场
2.注意事项
①对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点、龙门板等,挖运土时不得撞碰,并应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。定位标准桩和标准水准点也应定期复测和检查是否正确。
②雨期施工时,基槽坑底应预留300mm土层,待做混凝土垫层前再挖至设计标高。
③施工中如发现有文物等,应妥善保护,并应及时报请当地有关部门处理,方可继续施工。
④在敷设地下管道、电缆的地段进行土方施工时,应事先取得有关管理部门的书面同意,施工中应采取措施,以防损坏管线,造成严重事故。
3.施工做法详解
工艺流程:测量放线→基坑开挖(无支护、有支护)→基底验收→桥涵结构施作→桥涵结构验收→基坑回填。
(1)测量放线
利用加密的控制网精确测定桥梁中线、墩台位置,将高程引测到桥头位置。
桥梁中线测量要保证测距的对中误差精度,用精测后的桥梁中线测定桥基础桩的位置、桥墩的中线,测设出十字定位线。放好基坑的轴线和边线,测出基坑现况地面高程。
(2)基坑开挖
①基坑开挖应根据土质以及现场出土等条件,要合理确定开挖顺序,然后再分段分层平均下挖。
基坑开挖应采用对称开挖或循环开挖的方式、分层挖土、先支撑后开挖,不得采用全断面开挖法。
②采用反铲挖掘机开挖基坑时,其施工方法有以下两种。
a.槽端挖土法。挖土机从基坑(槽)端头以倒退行驶的方法进行开挖。自卸汽车配置在挖土机的两侧装运土。
b.槽侧向挖土法。挖土机一面沿着基坑(槽)的一侧移动,自卸汽车在另一侧装运土。
③基坑尺寸应满足施工要求。当基坑为渗水的土质基底,坑底尺寸应根据排水要求(包括排水沟、集水井、排水管网等)和基础模板设计所需基坑大小而定。一般基底应比基础的平面尺寸增宽0.5~3.0m。当不设模板时,可按基础底的尺寸开挖基坑。
④基坑坑壁坡度应按地质条件、基坑深度、施工方法等情况确定。当在天然土层上挖基坑,基坑深度在5m以内,施工期较短、基坑底在地下水位以上。
⑤当基坑深度大于5m时,基坑坑壁坡度应适当放缓、加大放坡坡度或加设平台。
⑥如土的湿度有可能使坑壁不稳定而引起坍塌时,基坑坑壁坡度应缓于该湿度下的天然坡度。
⑦深基坑采用小型机具设备在槽内开挖,垂直提升出土法。
⑧基坑开挖宜连续快速施工、不宜间断。一次开挖距基坑底面以上要预留200~300mm,待验槽前人工一次清除至标高,以保证基坑顶面坚实。
在距槽底设计标高500mm槽壁处,测设标出水平线,同时由两端轴线(中心线)引桩拉通线,检查距槽边尺寸,确定槽宽标准。
⑨挖土机沿挖方边缘移动时,机械距离边坡上缘的宽度不得小于基坑(槽)深度的1/2。如挖土深度超过5m时,应按专业性施工方案来确定。
⑩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,且宜设置在下游指定地点,不得淤塞河道,影响泄洪。
(3)基底验收
①基坑应保证稳定,基坑边坡应符合规定要求;有支护基坑应符合施工组织设计规定要求。
②基坑开挖至设计高程后及时验槽,对基底的承载力、尺寸及标高进行检测,满足设计要求后方可下道工序施作。
③基底原状土无扰动,如基坑扰动超挖,应按规定处理至不低于基底原状土状态。
④地基承载力和地基处理结果符合设计要求。
⑤基底在水泥混凝土浇筑前应清理干净,无任何影响混凝土质量的杂物。
⑥基坑应保证稳定和干燥,混凝土浇筑应在基底无水情况下施工。
(4)基坑回填
①基础施工完成后,基坑应及时回填,回填前应符合下列要求:
a.基础混凝土的强度,应达到设计强度的70%;
b.在覆土线以下的结构,应通过隐蔽工程验收;
c.基坑内不得有积水、淤泥和垃圾等杂物。
②选择适宜的回填土,填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等;回填应分层填筑并压实。回填过程中检查填筑厚度、填料含水量和压实度。填筑厚度及压实遍数应根据填料材质、压实度及所用机具确定。
4.施工总结
①当基坑坑壁坡度不易稳定并有地下水影响、放坡开挖场地受到限制或放坡开挖工程量大时,应根据设计要求进行支护。设计无要求时,施工单位应结合实际情况编制专项施工方案,确定开挖坡度,支护型式,开挖范围和防、排水措施,并附安全验算结果,经有关负责人签字后实施。
②基坑支护(围护)应根据周边情况、施工周期、支撑荷载以及现有的施工机械、设施、材料等多种因素经比较选择安全可靠的支护方法,并进行施工结构设计。
③围护支撑的设置及强度、刚度、稳定性应满足基坑施工各阶段施工荷载的变化、周边构筑物(管线)安全和施工工艺的要求。
④深基坑围护工程施工前应制定监测方案。监测方案应包括工程概况、监测目的、监测项目、监测方法与精度要求、测点的布置、监测仪器、报警指标、观测频率、观测资料整理分析及监测结果反馈制度等。基坑工程监测项目根据设计、监测目的、支护结构形式及周边地区环境保护要求确定。
四、沉入桩基础
1.示意图和施工现场图
静压力沉桩基础施工示意图和施工现场图分别见图5-7和图5-8,振动沉桩施工现场图见图5-9。