橋梁工程橋墩基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰施工方案分析

[摘要]雙壁鋼圍堰施工廣泛的應(yīng)用于橋梁水下施工，是橋梁橋墩基礎(chǔ)重要的施工技術(shù)，并且隨著橋梁工程建設(shè)的增多，雙壁鋼圍堰工程技術(shù)越來(lái)越成熟。本文主要以浙江省03省道蕭山義橋大橋及南岸互通工程橋墩基礎(chǔ)施工為例，按照雙壁鋼圍堰施工步驟對(duì)工程方案進(jìn)行了分析，重點(diǎn)討論了雙壁鋼圍堰具體施工方法、雙壁鋼圍堰的組裝及下水以及圍堰內(nèi)水下混凝土封底三個(gè)施工步驟，對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)的加工及運(yùn)輸?shù)炔襟E有所護(hù)忽略。文章內(nèi)容實(shí)用性較強(qiáng)，對(duì)于工程建設(shè)具有重要的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]橋梁工程；雙壁鋼圍堰，；蕭山義橋大橋；混凝土澆筑

1、引言

橋梁水下基礎(chǔ)工程是橋梁工程建設(shè)的重點(diǎn)和基礎(chǔ)，由于施工環(huán)境較為特殊，因此，水下橋墩施工技術(shù)與地上施工有很大的不同。隨著工程技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多先進(jìn)的工程技術(shù)手段，雙壁鋼圍堰施工技術(shù)就是非常有代表性的一種。雙壁鋼圍堰施工主要是運(yùn)用雙壁鋼將四周圍堰封閉，創(chuàng)造橋墩施工環(huán)境無(wú)水化，為工程提供建設(shè)基礎(chǔ)。雙壁鋼圍堰施工特點(diǎn)非常明顯，它能夠承受較大的水壓，并且可以應(yīng)用于不同的地質(zhì)基礎(chǔ)，它既能夠?yàn)闃蚨帐┕ぬ峁o(wú)水的施工環(huán)境，又能夠承載結(jié)構(gòu)載荷，所以，在現(xiàn)代橋梁工程水下橋墩施工中，雙壁鋼圍堰得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要以浙江省03省道蕭山義橋大橋及南岸互通工程橋墩基礎(chǔ)施工為例，分析和研究了雙壁鋼圍堰施工具體方案，為實(shí)際工程建設(shè)提供一定的參考。

2、蕭山義橋大橋雙壁鋼圍堰施工方案分析

2.1 工程概況

浙江省03省道蕭山義橋大橋及南岸互通工程位于義橋鎮(zhèn)義橋大橋老橋下游800m處，北接四季大道，跨浦陽(yáng)江后和聞戴線相接，全長(zhǎng)1.025km，全橋總長(zhǎng)838m，其中跨浦陽(yáng)江200m。主橋跨徑50+75+75+50m四跨連續(xù)箱梁，大體積承臺(tái)，雙薄壁墩。主橋橋墩位于水中，項(xiàng)面低于河床，采用廠制大塊整體定型鋼模，雙壁鋼圍堰，鋼圍堰先在加工間制作完成，樁基施工完成后在樁基周圍拼裝雙壁鋼圍堰，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)在吸泥泵輔助作用下緩慢下沉，等下到設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑混凝土。

2.2 雙壁鋼圍堰具體施工方法

（1）雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)確定。根據(jù)實(shí)際的工程結(jié)構(gòu)，通過(guò)一系列的計(jì)算，設(shè)計(jì)并確定了雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)尺寸。雙壁鋼圍堰內(nèi)外壁隔艙距離為1.4m，圍堰內(nèi)壁的長(zhǎng)度為23.4m，設(shè)計(jì)高為18.3m，寬度為18.0m，標(biāo)高為5.5m，水下混凝土封底為3m。同時(shí)，為了保證施工范圍內(nèi)混凝土封底成功，圍堰要超過(guò)施工基底。為了消除水流以及漲潮落潮的影響，在圍堰周圍進(jìn)行鉛絲圍攏固定。

（2）圍堰內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，方便施工，在圍堰內(nèi)設(shè)置了兩道支撐，支撐材料采用45-a工字鋼，兩道支撐距離不超過(guò)5m，并通過(guò)豎向的桁架進(jìn)行連接，是圍堰形成統(tǒng)一整體。豎向單個(gè)隔艙板與閣艙板補(bǔ)強(qiáng)板組成的工字型梁為壁板的主受力骨架，所以隔艙板共24塊，隔艙板之間根據(jù)水壓力變化要求而設(shè)置水平桁架由水平桁架弦板和角鋼組成水平桁架承受隔艙之間的荷載。這是雙壁圍堰壁板在豎向和水平向的主受力構(gòu)件。經(jīng)計(jì)算下層內(nèi)支撐距圍堰刃角達(dá)到8.0m。同時(shí)為了增加底層鋼圍堰矩形長(zhǎng)邊的剛度和圍堰的構(gòu)造整體性，需要在刃角的上方4.0m位置矩形長(zhǎng)邊的中部增加一道鋼箱梁。鋼箱梁的下端做成易切入覆蓋層的刃腳，當(dāng)?shù)讓訃呦路湃胨螅撓淞簝?nèi)灌入C30干硬性砼8.6m³，增加下沉重量和鋼箱梁本身的剛度。

2.3 雙壁鋼圍堰的組裝及下水

圍堰的組裝與下水是工程施工的重點(diǎn)。鋼套箱在鉆孔平臺(tái)上組拼，在鉆孔平臺(tái)上畫出鋼套箱底層的安裝位置，做好組拼前的準(zhǔn)備工作。整個(gè)過(guò)程包括四個(gè)步驟。

首先，底部圍堰結(jié)構(gòu)的拼裝機(jī)下水。圍堰的施工過(guò)程要從下往上，所以第一步就是進(jìn)行底部結(jié)構(gòu)的拼裝及下水工作。在圍堰結(jié)構(gòu)的四周設(shè)置了“牛腿”結(jié)構(gòu)、扁擔(dān)梁等，這些結(jié)構(gòu)安裝完成之后，通過(guò)千斤頂將整體結(jié)構(gòu)放入水中，完成底部圍堰結(jié)構(gòu)的安裝下水；

其次，上層圍堰的接高。在首節(jié)鋼圍堰鎖定后，向其隔倉(cāng)內(nèi)灌注混凝土和向夾壁內(nèi)加抽水等措施以調(diào)平圍堰，并予留一定的干舷高度，使其處于待拼次節(jié)圍堰的狀態(tài)。以后每一節(jié)段船運(yùn)到圍堰旁，由浮吊起吊與首節(jié)或上一節(jié)進(jìn)行焊接，每接高一節(jié)既均勻下沉，并予留相應(yīng)的干舷高度，以便接高下一節(jié)時(shí)施焊作業(yè)；

第三，鋼圍堰的下沉和著床穩(wěn)定。雙壁鋼圍堰在水中是以隔艙內(nèi)灌水下沉。如遇到刃角有變形時(shí)可灌1.0m～3.0m的刃角砼，本橋雙壁圍堰內(nèi)有十二支鉆孔成樁的鋼護(hù)筒及矩形圍堰的橫、縱向各兩根內(nèi)支撐防礙抓泥斗的使用，即有些部位抓泥斗不能到位，則使用空氣吸泥機(jī)高壓射水龍頭清除；

第四，鋼圍堰的豎向定向。在圍堰的內(nèi)壁面上對(duì)應(yīng)承臺(tái)的四只角鋼護(hù)筒的位置，上下各安放用型鋼制作鋼套箱下沉?xí)r豎向定位系統(tǒng)。即橫縱向的水平限位系統(tǒng)豎向起著導(dǎo)向作用。如果圍堰偏時(shí)在平潮位用50t手動(dòng)油壓千斤頂進(jìn)行調(diào)控。鋼圍堰著床是鋼圍堰施工中的一道重要關(guān)鍵工序，鋼圍堰著床后的位置和傾斜率對(duì)鋼圍堰以后的下沉，乃至鋼圍堰落到設(shè)計(jì)高程時(shí)的質(zhì)量都有重要影響。不過(guò)本橋可選擇在平潮時(shí)，基本沒有多大流速的條件下著床。通過(guò)在鋼圍堰的隔艙內(nèi)灌水以調(diào)平圍堰這樣可以反復(fù)幾次。當(dāng)圍堰接高下沉至刃尖距河床0.5米左右即停灌水下沉，通過(guò)反復(fù)糾偏以實(shí)現(xiàn)圍堰的精確定位。然后均勻灌水，快速實(shí)現(xiàn)圍堰刃腳的著床，繼之以均勻吸泥下沉使圍堰下沉到位。

2.4 圍堰內(nèi)水下混凝土封底

當(dāng)圍堰結(jié)構(gòu)安裝及下水完成之后，就需要進(jìn)行圍堰內(nèi)水下的土封底。這一步是圍堰結(jié)構(gòu)施工的最后一步也是工程施工成功與否的關(guān)鍵。在工程施工之前，首先對(duì)工程所需要的封層厚度以及抗浮抵抗力進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)計(jì)算，封層厚度確定為3m，封層抗浮力參數(shù)定位1.69。

澆筑封底混凝土。采用泵送多點(diǎn)用導(dǎo)管澆筑封底混凝土，因封底混凝土數(shù)量大，為提高混凝土流動(dòng)性和延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，混凝土中摻加適量的緩凝型減水劑（30小時(shí)緩凝時(shí)間）和粉煤灰。

水下混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)：用測(cè)深錘每隔一段時(shí)間，測(cè)出混凝土表面標(biāo)高，將原始資料記錄下來(lái)，隨時(shí)告訴現(xiàn)場(chǎng)值班技術(shù)員，用以指導(dǎo)各導(dǎo)管提升及下料，要求混凝土均勻上升，以免造成混凝土面高低偏差過(guò)大，同時(shí)，也避免導(dǎo)管埋置過(guò)淺而使導(dǎo)管懸空，混凝土澆筑終結(jié)時(shí)，盡量調(diào)平混凝土表面平整度。灌注水下混凝土?xí)r，準(zhǔn)備多套導(dǎo)管提升裝置，防止混凝土堵管。

3、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)文中的分析可以看出，雙壁鋼圍堰施工的步驟非常復(fù)雜，要求較高，但是其施工的效果非常明顯，能夠很好的為工程提供施工基礎(chǔ)。整個(gè)雙壁鋼圍堰施工還包括了雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)的制作以及運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，文中就沒有進(jìn)行特別說(shuō)明，但是這些過(guò)程對(duì)于施工而言也非常重要。因此，在雙壁鋼圍堰施工中要注重每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，以此來(lái)保證工程質(zhì)量。

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