橋梁的基礎是橋梁埋置在地基中的“根”,它承受著橋梁成百上千噸的自重和車輛通過時的強大壓應力和沖擊力,并將這些力傳遞、擴散到地基中去。因此,橋梁基礎的建設,對于保持橋梁的穩(wěn)定、堅固、安全,至關重要。但是,由于橋梁基礎大都建在河中,施工受地理、氣候等條件的限制大,影響安全的因素多。所以,在橋梁基礎施工中要特別注意安全。常用的幾種不同類型的橋梁基礎施工的安全技術要求如下:
一、明挖基礎施工安全措施
明挖基礎,也叫直接基礎或擴大基礎,是橋梁墩臺基礎埋深較淺時通常采用的一種施工方法。在明挖基礎施工的安全技術方面,應注意做到以下幾點:
(一)選擇合適的基坑坑壁的坡度
基坑坑壁的坡度是施工安全的決定性因素。基坑坑壁的坡度應根據(jù)坡壁的土質(zhì)結構、坡頂緣有無載荷等情況確定,須兼顧安全和經(jīng)濟兩個方面的需要,但應把安全的需要放在首位。一般采用的坑壁坡度如表9-1-1。
表9-1-1 坑壁坡度
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坑壁土 | 坑壁坡度 |
基坑頂緣無載荷 | 基坑頂緣有載荷 | 基坑頂緣有動載 |
砂類土 碎石類土 粘砂土 砂粘土 粘土帶有石塊 未風化頁巖 巖石 | 1:1 1:0.75 1:0.67 1:0.33 1:0.25 1:0 1:0 | 1:1.25 1:1 1:0.75 1:0.5 1:0.33 1:0.1 1:0 | 1:1.5 1:1.25 1:1 1:0.75 1:0.67 1:0.25 1:0 |
表中所列數(shù)據(jù),適用于基坑深度在5M以內(nèi),施工期較短,無地下水,且土質(zhì)結構均勻,溫度正常的情況。如果土的溫度過高,能引起坑壁坍塌時,坑壁坡度應該采用該溫度下的天然坡度。
明挖基坑必須從速施工,使基坑暴露的時間不超過邊坡的自然穩(wěn)定時間。如果基坑暴露時間過長,就應該把坑壁坡度放緩,以保持坑壁的穩(wěn)定和施工的安全。在基坑施工中,如果發(fā)現(xiàn)坑壁坡頂開裂,應立即采取措施,撤出坑內(nèi)的施工人員,并采用減載的方法,挖除裂縫至坑壁頂緣的部分土方,以確保其較長時間的穩(wěn)定,保證施工安全。
(二)選擇合適的基坑形狀
選擇基坑的形狀,一般應考慮施工安全、坑壁自然穩(wěn)定時間、涌水量、節(jié)約挖方和回填工程數(shù)量等因素?;有螤钔ǔS幸韵氯N:
(1)矩形基坑或明挖基坑。即把基坑的平面形狀設置成矩形。在地下水位高、涌水量大時,基坑一般選用矩形形狀。這時可把坑壁坡度放緩,防止坑壁坍塌。
(2)圓角基坑。即在地下水位較低,涌水量小的情況下,將矩形基坑的相臨邊坡相交處挖成圓角,使其在平面上起到土拱的作用,縮短邊坡臨空面的長度,這樣既延長了坑壁自然穩(wěn)定的時間,增加了安全因素,又減少了挖基和回填數(shù)量。
(3)圓形或橢圓形基坑。即在干燥無水或涌水量很小的情況下,將基坑的平面形狀設置成圓形或橢圓形。以發(fā)揮平面土拱的自然穩(wěn)定作用,從而增加了安全因素。選用圓形或橢圓形基坑時,平面尺寸雖然有所增加,但坡度可以陡一些,這就節(jié)約了挖方和回填工程數(shù)量。這時,為了維護坑壁的穩(wěn)定,應對坑壁噴護混凝土。
(三)基坑開挖的安全要求
(1)基坑開挖之前,要在基坑頂面邊坡以外的四周開挖排水溝,并保持暢通,防止積水灌入基坑,引起坍塌。
(2)處在土石松動坡腳下的基坑,開挖前應做好防護措施,如排除危石,設置擋護墻等,防止土石落入坑內(nèi)。
(3)基坑頂面安設機械、堆放料具和棄土,均應在安全距離(1-1.5M)之外;引起地面振動的機械安全距離更要嚴格控制,一般在1.5-2M之外。
(4)開挖基坑時,要按照規(guī)定的坡度,分層下挖到符合基坑承載力要求的設計標高為止,嚴禁采用局部開挖深坑,再由底層向四周掏土的方法施工。
(5)人力出土時,要按照有關腳手架的規(guī)定,搭好出土走道?;虞^深時,還應搭好上下跳板或梯子,其寬度、坡度及強度應符合有關規(guī)定。
(6)使用機械開挖基坑,要按照有關機械操作規(guī)程和規(guī)定的信號,專人指揮操作。吊機扒桿和土斗下面嚴禁站人。
(7)遇到涌水、涌沙、邊緣坍塌等異常情況時,必須在采取相應的防護措施之后,方可繼續(xù)施工。
(8)在高寒地區(qū)采用凍結法開挖基坑時,必須根據(jù)地質(zhì)、水文、氣象等實際情況,制訂施工安全技術措施,并嚴格執(zhí)行。在施工過程中,要注意保護表面冷凍層,使之不被破壞。
(9)基坑底部用匯水井或井點法排水時,應保持基坑不被浸泡。
(10)采用鋼筋混凝土圍圈護壁時,除頂層可以一次整體灌筑外,往下應根據(jù)土質(zhì)情況,控制開挖高度和長度,并隨開挖隨灌筑。鋼筋混凝土圍圈頂面應高出地面0.5M。
(11)基坑開挖需要爆破時,要按照國家現(xiàn)行的爆破安全規(guī)程辦理。
(12)當基坑開挖接近設計標高時,應注意預留10-20cm,待下一道工序準備就緒,在灌注混凝土之前挖除,挖除后立即灌注混凝土。
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13)在開挖階段,如果出現(xiàn)地基面疏松時,應視情況夯實。對于粘性土地基,要在基坑底面夯填一層厚10-15cm的碎石,以提高地基承載力,抵御地下水的浸泡。