四、基坑排水
基坑坑底一般多位於地下水位以下,地下水會經常滲進坑內,因此必須設法把坑內的水排除,以便利施工。要排除坑內滲水,首先要估算湧水量,方能選用相當的排水設備。例如某橋墩基礎採用木籠圍堰,地質、水文情況如圖4—14所示,圍堰面積約1000m’,設定五台抽水機,總排水能力約為1000t/h,保證基坑內基本無水作業。
(一)滲水量的計算
施工前為了估計基坑抽水設備能力,應先計算基坑的滲水量。計算可參照現有的經驗公式進行,其中土的滲透係數是計算滲水量準確與否的關鍵。表4—7、表4—8給出的滲透係數值可供參考查用。求得滲透係數後,可選用下列相關公式計算基坑的總滲水量。
(二)基坑排水
橋樑基礎施工中常用的基坑排水方法有:
1)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;排水溝底寬不小於0.3m、縱坡為1%0~5%0,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,坑深應大於進水籠頭高度,並用荊笆、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。當土質較差有嚴重流沙現象,地下水位較高,挖基較深,坑壁不易穩定,用普通排水方法難以解決時,可採用井點排水法。井點排水適用於滲透係數為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應選用噴射井點或深井點法。具體可視土層的滲透係數、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。各種井點法的適用範圍參見表4—13。井點法排水示意圖見圖4—16。
用井點法降低土層中地下水位時,應儘可能將濾水管埋設在透水性較好的土層中。並應在水位降低的範圍內,設定水位觀測孔;對整個井點系統應加強維修和檢查,以保證不問斷地進行抽水;還應考慮到水位降低區域構築物受其影響而可能產生的沉降。為此要做好沉降觀測,必要時應採取防護措施。
井點排水法因需要設備較多,施工布置較複雜,費用較大,應進行技術經濟比較後採用。在橋涵基礎中多用於城市內挖基。
3)其他排水法。對於土質滲透性較大、挖掘較深的基坑,可採用板樁法或沉井法。此外,視工程特點、工期及現場條件等,還可採用帷幕法,即將基坑周圍土層用矽化法、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惟幕。帷幕法除自然凍結法外,均因所需設備較多、費用較大,在橋涵基礎施工中套用較少。自然凍結法在我國北方地區套用前景較好,一般採用分格分層開挖。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,再通過河床覆蓋層到達基礎設計標高。淺灘處可用砂土築島代替水,因為土的凍結速度比水快。河中水深大於2m以上時,可考慮採用冰套箱法,將套箱直接排水沉到河底,以縮短鑿冰時間。
五、基底檢驗與處理
(一)基底檢驗
基礎是隱蔽工程。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。《公路橋涵施工技術規範(jtj041—89)》規定:“基坑開挖並處理完畢,應首先由施工人員自檢並報請檢驗,確認合格後填寫地基檢驗表。經檢驗簽證的地基檢驗表由施工單位保存作為竣工交驗資料;未經簽證,不得砌築基礎”。檢驗的目的在於:確定地基的容許承載力大小、基坑位置與標高是否與設計檔案相符,以確保基礎的強度和穩定性,不致發生滑移等病害。