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高速铁路桥梁施工及维护
明挖基础施工
一、明挖基础开挖方式有哪些？
（1）无支护基坑明挖施工。无支护基坑明挖施工方法适用于埋置深度5 m以内（地质条件好或放坡开挖不受周围条件限制时，深度可以大于5 m）浅基础的基坑开挖。
（2）支撑法基坑明挖施工。支撑法基坑明挖施工方法适用于①基坑坑壁土质不良，并有地下水的影响②放坡开挖工程量过大③受施工场地或邻近建筑物限制，不能放坡。
（3）喷射混凝土护壁法基坑明挖施工。喷射混凝土护壁法适用于坑壁自稳时间较短、渗水量较小的各类岩石和深度不超过10 m的基坑。
（4）土石围堰法施工。土石围堰法施工方法适用于在水深小于5.0 m、流速小于1.5 m/s的河道、浅滩或库塘中、以土石为主要材料围堰的施工。
（5）钢板桩围堰施工。钢板桩围堰施工方法适用于砂类土、黏性土、碎石土和风化岩石等河床的深水中插入钢板桩修筑围堰的施工。
（6）双壁钢围堰施工。双壁钢围堰施工方法适用于大型河流水深急的深水基础，能承受较大水压，保证基础全年施工安全。
二、基坑开挖时有哪些支护方式？
挡板支护、锚柱式支护、斜撑式支护、锚杆支护、喷射混凝土支护。
三、防水围堰有哪些形式？它们是如何施作的？
形式：
1． 土围堰
土围堰一般适用于水深在2 m以内，流速缓慢，无冲刷作用，且河床土质渗水较小的情况。

土围堰（单位：cm）
土围堰的厚度及边坡应根据采用的土质、围堰高度等确定，通常堰顶宽不小于1.5m，外侧边坡不小于1：2，内侧边坡不小于1：1，内侧坡脚距基坑顶边缘的距离不小于1m。
土围堰断面一般为梯形，宜用粘性土填筑。当流速增大时，临水面边坡可用片石、草袋盛土、柴捆、竹笼等加以防护。
2． 草袋围堰
草袋围堰通常用于水深2.5 m以内，流速1.5 m／s以内，且河床为透水小的土壤，在特殊情况下也可用于更深的水中，但围堰需要加强。
草袋围堰构造如图3.1.9所示。一般都采用双墙围堰，内外墙之间夹填粘性土，其厚度约为0.5～1.0 m，以便更好地起隔水作用。堰顶宽度根据水深来考虑，一般不少于2 m，需存放机械时还要适当加宽。围堰的内外两则都要设一定坡度，使围堰保持稳定，其内侧底部距基坑边缘应不少于1.0 m。

草袋围堰（单位：cm）
3. 木桩围堰
木桩围堰适用于水深在3 m以内，河床为砂石类、黏性土之类能打进木板桩的情况。

木板桩围堰
4.板桩围堰
钢板桩本身强度大，防水性能好，打入土层时穿透能力强。因此，钢板桩围堰的适用范围相当广。一般适用于水深4～8m、流速大、覆盖层较厚的砂类土、半干硬黏土、碎石类土及风化岩等土层中。钢板桩是辗压成型的，断面形式多种多样的。我国常用的是拉森式槽型钢板桩。其断面如图所示。

拉森式钢板桩截面形式
当水深较大时，常用围囹（以钢或钢木构成的框架）作为钢板桩的定位和支持，即先拼装围囹，运至墩位定位后，在围囹内插打定位桩，把围囹固定在定位桩上，然后在围囹四周的导框内插打钢板桩。在深水处修筑围堰，为了保证围堰不渗水或少渗水，可采用双层钢板桩围堰。钢板桩之间的连接采用锁口形式，这种锁口既能加强连接，又能防渗，还可以作适当的转动，以适应弧形围堰的需要，矩形钢板桩围堰的转角处要使用一块特制的角桩。

围堰定位与连接 a)矩形钢板桩围堰；b)圆形钢板桩围堰
插打钢板桩的次序，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢。对矩形围堰，从上游一角开始，至下游合拢。这样不仅可以使围堰内避免淤积泥砂，而且还可以利用水流冲走一部分泥砂，以减少开挖工作量。更重要的是保证围堰施工的安全。某特大桥的钢板桩围堰因为特殊条件限制，不得已而在上游合拢；结果，临近合拢之前，已插好的整个右半圈的板桩墙在瞬息之间被急流冲倒到一边，大多数板桩被撕裂和扭歪，造成重大事故。
钢板桩围堰在合拢处往往形成上窄下宽的状态。这就使得最后一组板桩很难插下。常用的纠正办法是将邻近一段钢板桩墙的上端向外推开，以使上下宽度接近。必要时，可根据实测宽度尺寸，作一块上窄下宽之异形钢板桩。合拢时，先将异形钢板桩插下，再插最后一块标准钢板桩。
施工工序：
1．土围堰。
先清除堰底河床上的杂物、树根、石块等，以减少渗漏，自上游开始填筑至下游合拢。构筑时不宜直接往水中倒土，而应将土倒在已出水面的堰头上，并顺坡填入水中，以防流失（离析），导致渗漏。筑堰材料宜用黏性土或砂黏土。土料内不允许含有树根、砖块等杂物或有机质的土。填出水面之后应分层夯实。因筑堰引起流速增大使堰外坡面有受冲刷的危险时，可在外坡面用草皮、柴排、片石或土工织物等加以防护。
2．袋围堰。
用草袋或麻袋或土工织物(无纺土工布)‘袋装以松散黏性土，装土量为袋容积的1／2～2／3，袋口以铁丝或麻丝(或塑料带)缝合。有黏土心墙的围堰，也可用砂土袋装，堆码土袋时，要求上下左右相互错缝，并应堆码整齐。在水中堆码土袋可用一对带钩的杆子钩拉到位。流速过大时，外圈土袋可装小卵石或粗砂，以防被水冲走，必要时并应抛片石防护，或者外圈改用竹篓或荆条筐内装砂石。在水不深但河床有一层不厚的易于透水的覆盖层时，为防止渗漏，可在外圈围堰完成后，先行抽水，至水深约5 0 cm时，挖出内堰底下的覆盖层，然后堆码内堰土袋，填筑心墙，即可防止河床漏水。
3．(竹)桩编竹条土围堰。
在船、筏或马凳脚手上，用木夯锤或铁锤打木桩，亦可采用自动降落脚手架打桩。用成束荆条或竹片(宽3～5 gm)在桩间编织成圆圈形或矩形围墙，编列应紧密，水下条束可用叉子推送水下挤紧。内外圈桩头用4～6股8号铁丝拉连，河床松软时，可在河床处加一道拉连铁丝，或将桩加深。围堰较高时并应在桩中部增加拉连铁丝。水下拉连铁丝可在水面拉好后用叉子送至水下预定位置。铁丝拉好后，在内外圈之间填以黏质土，填土要求同土围堰。在堰底外侧可酌情抛石防护。
4．篱土围堰。
竹篱土围堰打桩方法同木(竹)桩编竹条土围堰，内外桩略向堰身倾斜互成八字形，在桩上安装横木。水下横木是在水上将内外两根横木用长螺栓连成一组，套在桩上顺坡下放到位(必要时加重物)，横木上螺栓间距2 m，上下横木螺栓应在同一垂直面上，水面横木可以在竹篱安好后安装。竹篱用3～5 cm宽竹片编成，或用荆条、柳条编篱，竹篱长应大于水深约l m，宽约2．1 m(较横木螺栓间距略大)。在相邻两木桩内侧距桩0.2 m处，临时插2根竹竿或木杆，在0.2 m空挡中插下竹篱，插下时两侧略向内弯(用麻绳以活扣系拉)，使竹篱成弧形，以免横连螺栓妨碍竹篱下放。插到底后，用铁丝将高出水面竹篱绑牢于桩上，再将竹篱伸直并用竹竿将竹篱下部向桩脚撬拢，用竹竿在横连螺栓部位推挤竹篱，使竹篱卡住螺栓并使两块竹篱相互搭接。
围堰在填筑、使用过程中应定期检验其位移和沉降情况，并做好保养；特别在汛期施工时更应加强，以保证施工安全。围堰在施工和使用中，应按航运管理部门有关规定设置标志信号和夜间红灯。工程竣工后应按航道规定及时拆除围堰。拆除围堰时，应采取措施防止撞击墩身。
5．桩围堰
木板桩沉桩一般用锤击法。施工程序如图所示，首先沿基坑外侧打人导桩，然后在导桩上用螺栓固定两根水平导向木，作固定板桩位置之用，板桩插在导向木之间并按一定顺序方向放置，逐根将板桩锤击沉人土中。导桩的人土深度视基坑深度而定，桩尖至少沉人基坑底面以下2～4 m。插打板桩常从角上开始。要注意板桩榫舌和桩尖斜面应朝前进方向，使相邻板桩能在沉桩过程中相互挤紧，若斜面朝向搞错，则相邻板桩下端必将出现缝隙，而不能有效地堵水。

木板桩施工顺序
1一导木；2一水平导木；3一板桩
开始打的前几根桩必须插正打直，否则肯定会影响后面的板桩定位。打歪斜的板桩必须拔掉重打，或者拔掉几根重打，否则会造成围堰上、下口大小不一，最后无法合拢，轻者会造成局部返工，重者可能造成整个板桩围堰废弃。
木板桩上端常用钢桩帽保护，以免打坏桩头。地基土中含有石块等硬物时，桩尖应穿上钢桩靴。
（6）钢板桩围堰
1．围笼安装
当水深较大时，常用围囹(以钢或钢木构成的框架)作为钢板桩的定位和支撑。即先在岸上或驳船上拼装围囹，运至墩位定位后，在围囹内插打定位桩，把围囹固定在定位桩上，然后在围囹四周的导框内插打钢板桩。
安装围笼时，应进行测量定位。用导框做成的圈笼。一般是先打定位桩，再在定位桩上挂装导框。导框可在岸边组成，浮运到位以缆索锚旋，在开始插打板往后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上。用有脚手桩的转盘式或旋转式桩架时，导框可挂装在外侧的脚手桩上；甩浮式转盘式或旋转式桩架时，一般用转动的桩架先打好定位桩再安装导框。
2．插打与合拢钢板桩
(1)钢板桩插打方法分为三种：①逐块(组)插打；②先插合拢后再打；③开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢后再打。
①法可用较矮的吊桩设备，桩架移动线路较短，速度较快，但合拢误差大；②法用较高吊桩设备，桩架移动线路长，进度较慢，但合拢误差小；③法进度较陕且合拢误差小，一般采用③法。
(2)插打前，在锁口内应涂抹防水混合料，组拼桩时应用油灰和棉絮捻塞拼接缝。
钢板桩围堰施工工艺流程图

(3)插打钢板桩的次序，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢；对矩形围堰，从上游一角开始，至下游合拢。这样不仅可以使围堰内避免淤积泥砂，而且还可以利用水流冲走一部分泥砂，以减少开挖工作量。更重要的是保证围堰施工的安全。
(4)插打钢板桩时应严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个垂直方向同时控制，确保垂直不偏。在垂直导向设备导向下，一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打人直至设计深度。插打的顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插打向下游合拢。插打前在锁口内涂以黄油、锯末等拌和物，组拼桩时，用油灰和棉花捻缝，以防漏水。钢板桩顶达到设计高程的平面位置偏差，在水上打桩时不得大于20 cm，在陆地打桩时不得大于10 cm。在插打过程中，应随时检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，发现倾斜应立即纠正或拔起重插。为了加快进度，可另用一台吊机或吊船担负吊桩工作，桩架只作打桩用。可使用插桩夹板进行导向。
(5)钢板桩可用锤击、振动或再辅以射水等方法下沉，但在黏土地基中不宜使用射水。锤击时宜使用桩帽，以分布冲击力和保护桩头。在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但吊点位置不得低于桩顶以下1／3桩的长度。围堰将合拢时，宜经常观测四周的冲淤状况，必要时应采取措施，预防上游冲空、涌水或者下游淤积，影响施工进程。
(6)钢板桩围堰在合拢处往往形成上窄下宽的状态。这使得最后一组板桩很难插下。常用的办法是将邻近一段钢板桩墙的上端向外推开，以使上下宽度接近；必要时，可根据实测宽度，做一块上窄下宽的异形钢板桩，合拢时，先将异形钢板桩插下，再插最后一块标准钢板桩。
3．抽水堵漏
抽水前，应将钢板桩与导框之间空隙用垫木塞紧，以保证导框受力均匀。从围堰内排水时，若发现有渗漏或锁口不密的漏水，可在抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中抛投煤灰拌锯末，效果显著。
4．钢板桩的拔除
钢板桩系多次重复使用的设备，基础或墩身筑出水面后即可拔出钢板桩，拆除围堰。为了使拔出钢板桩的工作得以功页利进行，可将钢板桩与水下封底混凝土接触部位涂以沥青，在拔除钢板桩前，向围堰内灌水，使堰内水面高出河水面1～1.5 m，利用静水压力将钢板桩推开，使其水下封底混凝土脱离。必要时，可用打桩锤击打待拔的钢板桩，再行拔出。钢板桩顶应制备圆孔，便于连接起吊卡环。拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油；堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。
5．施工注意事项
(1)施打钢板桩，应对桩板进行认真检查，要求板面平直，接口预拼严密。
(2)采用定型规格桩板时，接口类型应一致。
(3)桩板插打顺序应从上游开始，至下游合拢。
(4)插桩时应对正接口，借助桩锤自重缓慢插入。必要时可低锤慢击。
(5)应随时检查偏斜，发现偏斜可用撬棍滑车纠正。

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