雙壁鋼圍堰在水下基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國橋梁建筑事業(yè)的高速發(fā)展，水下基礎(chǔ)施工技術(shù)也得到了長足的進步。雙壁鋼圍堰是水下承臺施工中常用的擋水結(jié)構(gòu)，可以作為鉆孔平臺的重要支撐。雙壁鋼圍堰適用于深水基礎(chǔ)施工中，設(shè)計的剛度、強度和穩(wěn)定性等應(yīng)該滿足實際施工需求。本文以某橋梁工程中雙壁鋼圍堰的施工為例，對雙壁鋼圍堰在水下基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用進行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：雙壁鋼圍堰；基礎(chǔ)施工；技術(shù)要點；

中圖分類號：U445.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00221-01

隨著我國道路運輸事業(yè)的高速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)的項目越來越多，在工程施工過程中不可避免地會有水下基礎(chǔ)施工。在科學(xué)技術(shù)不斷進步與施工經(jīng)驗不斷積累的背景下，水下基礎(chǔ)施工技術(shù)也在不斷發(fā)展，從沉箱技術(shù)、管柱基礎(chǔ)等技術(shù)的應(yīng)用到后來的雙壁鋼圍堰技術(shù)，這些技術(shù)有效解決了水下基礎(chǔ)施工中存在的問題。雙壁鋼圍堰可以作為水下鉆孔樁基礎(chǔ)施工的重要輔助技術(shù)，在大面積承載基礎(chǔ)施工中也發(fā)揮著重要作用。在不同的橋梁施工過程中，由于水深對雙壁鋼圍堰施工的影響很小，可以將相同的深水基礎(chǔ)施工方法應(yīng)用于不同的地質(zhì)條件中，這樣可以達(dá)到降低成本的目的。雙壁鋼圍堰技術(shù)作為水下施工中的一種全新技術(shù)，具有經(jīng)濟性和安全性的優(yōu)勢。本文結(jié)合具體工程案例對雙壁鋼圍堰在水下基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用進行了研究和探討，以此為類似的施工提供參考。

一、雙壁鋼圍堰施工的工程概述

某大橋全長為3.12千米，起訖長度為DK198+423.16至DK200+461.24。主橋設(shè)計為三跨斜拉索橋的形式，其中一跨設(shè)計為現(xiàn)澆連續(xù)梁的形式，另外兩跨設(shè)計為簡支T梁，水中的墩位為321-331號，施工過程中應(yīng)用高承臺鉆孔樁基礎(chǔ)，樁的長度為56至67米，鉆孔的直徑為1.5米，橋墩為鋼筋混凝土實心填充，高度為16-20米[1]。

該橋梁工程位于平原區(qū)域，土質(zhì)以黏土、細(xì)砂土和卵礫石為主，為水流沖擊或者混合形成。淤泥層黏土的厚度為15米，承載力很差，這就為橋墩基礎(chǔ)的施工帶來了很大的難度。其中水中墩有11個，水深為4.5至6米，最大水深為8.2米。該地區(qū)的汛期為4月至8月，經(jīng)過實地考察和分析研究，決定將其中的6個水中墩運用雙壁鋼圍堰的方法進行施工。

二、雙壁鋼圍堰在水下基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

（一）雙壁鋼圍堰的設(shè)計要點。1、雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)形式。本工程中將主橋的橋墩設(shè)計為矩形，因此雙壁鋼圍堰也使用矩形的結(jié)構(gòu)。設(shè)計雙壁鋼圍堰的外圍尺寸為21.5×21.5×16米，內(nèi)凈的尺寸設(shè)計為19.2×19.2×16米，兩壁之間的距離設(shè)計為1.5米，使用長度為100×80×7米的強框架，設(shè)置1.12米的水平環(huán)板間距，使用615×260毫米的板條作為節(jié)間環(huán)板，615×260毫米的板條作為水平環(huán)板，使用長度為70×70×6米的雙拼角鋼作為水平斜撐[2]。根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)勘測情況以及鋼圍堰的施工特點，將鋼圍堰的立面分為兩個4.5米高的標(biāo)準(zhǔn)段、一個1.5米高的擋水板和一個4.5米高的刃腳加強段。2、雙壁鋼圍堰的支撐梁系統(tǒng)。將三個支撐梁設(shè)置于雙壁鋼圍堰中，第一道設(shè)置于雙壁鋼圍堰的頂部，第二道設(shè)置于距離頂部三米的地方，第三道設(shè)置于距離頂部七米的地方，其中沒有斜向支撐，選擇桁架式結(jié)構(gòu)作為支撐材料。如果遇到雙壁鋼圍堰拼裝抽水的情況，可以在其中加入內(nèi)支撐梁，加入順序為從上到下。3、雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)布置。雙壁鋼圍堰中選擇厚度為0.15米的鋼板作為刃腳加強段，設(shè)置1.2米的刃尖高度，并在其中加入桁架支撐，使用混凝土填實刃尖。使用內(nèi)外兩層鋼壁構(gòu)成鋼圍堰，兩壁之間使用水平桁架作為支撐，保障內(nèi)外井壁形成一個整體[3]。在雙壁之間設(shè)置隔艙板，選用厚度為0.15米的豎向鋼板，每個邊設(shè)置四塊鋼板，將鋼圍堰設(shè)置為互不想通的十六個隔艙。在鋼圍堰下潛時隔艙可以選擇性地分倉灌水，以保持其平衡狀態(tài)，鋼圍堰著床后可以糾正偏移，澆筑混凝土過程中隔艙也可以起到保障混凝土質(zhì)量的作用。

（二）雙壁鋼圍堰的施工措施。1、制作和運輸鋼圍堰的方法。施工人員首先應(yīng)該壓實和整平加工場所，保障基礎(chǔ)的結(jié)實與穩(wěn)固，避免在加工鋼圍堰過程出現(xiàn)太大的尺寸偏差。運輸過程中應(yīng)該根據(jù)運輸和起吊設(shè)備以及施工現(xiàn)場的具體情況，制作和安裝工藝運用分節(jié)分塊的方式，可以將雙壁鋼圍堰分為4節(jié)，每一節(jié)分為8塊來進行加工。完成加工工序后使用平板車或者運輸船進行運輸，將已經(jīng)加工好的鋼圍堰塊運送到施工現(xiàn)場，然后使用龍門吊進行雙壁鋼圍堰的拼裝、焊接和校正等操作，最后進行驗收。2、下潛安裝的方法。在下潛安裝鋼圍堰之前應(yīng)該做好充足的準(zhǔn)備工作，檢查吊裝系統(tǒng)的焊接質(zhì)量，并驗收基床等。鋼圍堰的下潛安裝步驟為：首先下潛安裝首節(jié)圍堰，在完成鉆孔樁的施工后將鉆孔平臺拆除，底節(jié)拼裝平臺通過焊接牛腿結(jié)構(gòu)完成，然后進行底節(jié)鋼圍堰的拼裝工作，將四個護筒接高后進行吊裝和焊接，將定位裝置設(shè)置在鋼圍堰迎水面兩邊的護筒上，以此發(fā)揮限位和指導(dǎo)方向的作用。

第二對圍堰進行下潛接高，在拼裝完成第二節(jié)鋼圍堰之后進行檢驗，使用分倉注水的方法讓其下沉，不斷調(diào)整分倉注水和限位系統(tǒng)來控制下潛過程，保障鋼圍堰下潛的穩(wěn)定性，并及時進行吸泥處理。完成第二節(jié)鋼圍堰的下潛工序后繼續(xù)進行第三節(jié)以及后續(xù)鋼圍堰的施工。等到所有的鋼圍堰安裝到位后對其刃腳進行檢查，保障鋼圍堰整體的穩(wěn)定性，并在四周填充砂石，避免刃腳處的基床受到水流的沖擊。

第三澆筑封底混凝土，在下潛鋼圍堰滿足設(shè)計標(biāo)高后進行清淤操作，運用合適的測量方法進行找平，并對封底進行混凝土澆筑。使用吊砣觸探的方法在澆筑過程中控制混凝土的厚度，并安排潛水員觀察澆筑過程中是否有外溢等，如果出現(xiàn)外溢應(yīng)該運用必要的堵漏措施進行處理。

三、結(jié)語

雙壁鋼圍堰在水下基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)該綜合考慮承臺的尺寸、橋墩的形狀和地質(zhì)條件等因素。在不同的鋼圍堰施工中需要制定有針對性的方案，并讓設(shè)計和施工人員密切配合，以此提高水下基礎(chǔ)的施工效率并有效降低施工成本。

參考文獻：

【1】黃宏華.安慶長江大橋南主塔鋼圍堰施工總結(jié)[J].科技致富向?qū)В?011（05）

【2】賈為民，馬永強.強涌潮條件下單壁吊箱圍堰的設(shè)計與施工[J].西部探礦工程，2011（01）

【3】楊斌財.橋梁深水基坑雙排鋼板圍堰設(shè)計與施工[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（11）