組合單壁鋼圍堰在水中橋梁施工中的應(yīng)用分析

張偉

摘要：本文將結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)組合單壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)組成和施工設(shè)計(jì)條件進(jìn)行介紹，同時(shí)闡述整體施工工藝及其流程，并且指出此類施工的注意要點(diǎn)，以期為類似施工作業(yè)人員提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：組合單臂鋼圍堰，水中橋梁施工，承臺(tái)作業(yè)

在現(xiàn)今橋梁施工領(lǐng)域中，水中橋梁施工的占比與日俱增，而深水基礎(chǔ)施工已經(jīng)成為了此類工程最重要的影響因素之一。對(duì)于水中橋梁施工而言，鋼圍堰屬于一種臨時(shí)性的擋水結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)o(wú)水干處的施工條件提供給后續(xù)的承臺(tái)作業(yè)，因此當(dāng)前此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。

一、工程概述

（一）工程介紹

某大橋總體長(zhǎng)度約為310m，橋位的河面寬度在300m左右。主橋結(jié)構(gòu)為：9孔31.74m連續(xù)拱橋?，F(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文條件復(fù)雜，有1.2-7.6m的穩(wěn)定水位埋深。大橋所處現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，在每一年的4-8月份會(huì)迎來(lái)主汛期，有著2.6m/s的最大流速。在全面分析、對(duì)比之后，施工部門決定1#-8#共計(jì)8個(gè)承臺(tái)圍堰使用組合單壁鋼圍堰。

（二）組合單壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)組成

對(duì)于單臂鋼圍堰結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用此結(jié)構(gòu)的主要目的便是在水中施工過(guò)程中裝載一個(gè)臨時(shí)擋水結(jié)構(gòu)。鋼圍堰最核心的任務(wù)便是借助封底砼以及圍堰側(cè)板進(jìn)行阻水擋水，從而為后續(xù)的承臺(tái)作業(yè)創(chuàng)設(shè)出一個(gè)無(wú)水施工條件。按照鋼圍堰實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生的作用來(lái)劃分，分為內(nèi)支撐、側(cè)板以及接口止水槽，而側(cè)板便為鋼圍堰最重要的阻水、擋水結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是承臺(tái)作業(yè)的重要模板。封底砼屬于承臺(tái)作業(yè)底模板，而對(duì)接口止水槽的灌縫處理，一般會(huì)使用較為嚴(yán)密的止水方式。

（三）設(shè)計(jì)條件

在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的施工作業(yè)時(shí)間、工況條件以及水位條件等，進(jìn)而對(duì)主橋墩組合單壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件加以確定：鋼圍堰的平面以內(nèi)凈尺寸為11.5m×31.9m，此處和承臺(tái)擁有相同的平面尺寸，承臺(tái)的底標(biāo)高被設(shè)成0m。設(shè)計(jì)鋼圍堰側(cè)板的高度為8.5m，鋼圍堰內(nèi)在清底之后，其對(duì)應(yīng)河床的標(biāo)高記作-0.7m，而封底砼的厚度可達(dá)0.7m。

（四）單臂鋼圍堰鋼套箱的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、并不會(huì)受到河床地質(zhì)以及地形的限制。

2、拼裝板塊有著較小的重量，在實(shí)際施工當(dāng)中并不會(huì)使用到超大型水上起吊裝置。

3、只要能夠有效應(yīng)用鉆孔平臺(tái)，便基本能夠完成此類施工整個(gè)工程。

4、加工時(shí)可以采用工廠法，并且展開(kāi)多點(diǎn)平行施工。

5、借助組合板塊接口，能夠加快套箱的下放速度，使相關(guān)施工更為方便，同時(shí)能夠?qū)Ω鞣N尺寸進(jìn)行任意組合。

6、有著較為良好的使用效果，并且在抽水的過(guò)程中可以更具實(shí)際狀況，增設(shè)合理數(shù)量的內(nèi)支撐，從而避免相應(yīng)套箱出現(xiàn)變形。

二、組合單臂鋼圍堰的整體工藝

（一）施工流程

制作鋼圍堰的構(gòu)件—對(duì)河床進(jìn)行清理—打牢導(dǎo)向定位樁—套箱板的安裝—振實(shí)、校正與加頂部?jī)?nèi)撐—砂袋護(hù)腳—水下混凝土的封底作業(yè)—灌注接縫混凝土—進(jìn)行抽水，并且加設(shè)第二道橫撐—進(jìn)行鑿平清理—承臺(tái)混凝土作業(yè)。

（二）制作、運(yùn)輸組合單壁鋼圍堰

在圍堰的加工廠，分塊制作鋼圍堰，并且確保焊縫的整體質(zhì)量能夠與相應(yīng)的規(guī)范制度相符合，隨后還要使用煤油進(jìn)行試漏實(shí)驗(yàn)。把完成單塊加工的鋼圍堰運(yùn)往相應(yīng)鋼平臺(tái)之上，并且用一臺(tái)規(guī)格為50t的履帶吊進(jìn)行分塊吊裝操作^[1]。

（三）施工前期準(zhǔn)備

在完成樁基施工，且拆除鉆孔樁平臺(tái)之后，施工部門應(yīng)該借助長(zhǎng)臂挖機(jī)將樁基四周的淤泥及時(shí)清理掉，需要保持清淤適當(dāng)超深，大概比封底砼底邊標(biāo)高的0.3-0.5m低。對(duì)橋梁的中心線以及橋墩的中心線進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，并且要求精準(zhǔn)地將型鋼導(dǎo)向架焊接在鉆孔樁的護(hù)筒之上，以便使之成為組裝單臂鋼圍堰的下方定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，放置完成之后，為鋼圍堰做內(nèi)支撐。

（四）鋼圍堰制作安裝優(yōu)化

為了更加科學(xué)地節(jié)約施工部門在此施工過(guò)程中的資金成本，同時(shí)節(jié)約施工采用的機(jī)具，制安鋼圍堰時(shí)應(yīng)當(dāng)使用“分塊制作、原位拼接安裝以及按塊下沉”的原則展開(kāi)施工。在將每一塊組合單臂鋼圍堰的面板運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)之后，需要采用規(guī)格為50t的履帶吊一塊塊進(jìn)行下放，在通常情況下都是自上游開(kāi)始來(lái)按照角板—中板的順序逐一地進(jìn)行下放操作，一直到合龍為止。合龍之后還需要操作振動(dòng)錘按順序?qū)ζ溥M(jìn)行插打，直到不能再打進(jìn)去。在對(duì)鋼圍堰的側(cè)板進(jìn)行插打作業(yè)時(shí)，應(yīng)該實(shí)時(shí)地運(yùn)用水平尺對(duì)垂直度進(jìn)行認(rèn)真檢查，以便保證誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。檢查人員還應(yīng)當(dāng)檢查是否存在懸空狀況，隨后再對(duì)封堵方式進(jìn)行合理確定。對(duì)于每一塊鋼套箱的接縫而言，應(yīng)在接縫中間運(yùn)用槽鋼、工字鋼做陽(yáng)頭和陰頭，以便確保圍堰保持住自身整體性。在整體將鋼圍堰下放完成之后，技術(shù)人員還需要對(duì)局部高差很大的圍堰面板加以調(diào)整，一般可以運(yùn)用沖砂法或者抽砂法。在制安的最后階段，于套箱的接縫止水槽中灌筑砼，待砼凝固之后，使圍堰體系充分轉(zhuǎn)變?yōu)檎w鋼圍堰。

（五）鋼圍堰的封底

使用的封底砼應(yīng)當(dāng)和鉆孔灌注樁保持一致，于陸上的攪拌站中對(duì)砼進(jìn)行拌制，隨后使吊車能夠與吊罐搭配上料，運(yùn)用導(dǎo)管進(jìn)行布料。在施工現(xiàn)場(chǎng)借助鉆孔樁的鋼護(hù)筒來(lái)制作一個(gè)超過(guò)6m³的大集料斗，對(duì)第一批砼進(jìn)行儲(chǔ)存。

在封底砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%之后，便需要執(zhí)行抽水操作，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)保持一邊抽水一邊對(duì)圍堰變形狀況進(jìn)行觀察。倘若水位有過(guò)高的高差，便能夠?qū)崿F(xiàn)一邊抽水，一邊將內(nèi)部導(dǎo)向架進(jìn)行下放，并使之落于恰當(dāng)位置，在需要的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)合理增設(shè)內(nèi)部支撐。需要注意的是，抽水時(shí)應(yīng)該盡量與最高水位時(shí)間錯(cuò)開(kāi)。

（六）承臺(tái)作業(yè)

在完成抽水作業(yè)之后，需要將樁基礎(chǔ)的鋼護(hù)筒及時(shí)切割，將樁頭鑿除，并且檢測(cè)樁基。在檢測(cè)樁基確定其合格之后，施工隊(duì)伍便需要應(yīng)用常規(guī)干處施工技術(shù)展開(kāi)承臺(tái)作業(yè)。

（七）拆除鋼圍堰

在完成承臺(tái)作業(yè)之后，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用振動(dòng)錘將圍堰一塊塊拔出來(lái)，并且進(jìn)行集中修整和保養(yǎng)，以便在后續(xù)施工中應(yīng)用。

三、施工注意要點(diǎn)

（一）接頭止水

對(duì)于組合單壁鋼圍堰來(lái)說(shuō)，陽(yáng)頭、陰頭以及接頭止水構(gòu)造屬于其最為薄弱的位置，在實(shí)際施工過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)封底套箱之后進(jìn)行抽水作業(yè)時(shí)，局部灌縫存在滲水，需要在灌縫細(xì)石砼的時(shí)候?qū)嗫p的整體質(zhì)量進(jìn)行全面控制，以便保證灌縫密實(shí)、飽滿。

（二）封底

在進(jìn)行鋼圍堰施工的過(guò)程中，套箱封底砼除了具備隔水、防水的功能，施工部門還可以將其當(dāng)作承臺(tái)作業(yè)過(guò)程中的作業(yè)平臺(tái)以及持力層。這就要求技術(shù)人員必須確保封底砼擁有良好的均勻度以及質(zhì)量，避免其存在薄弱位置，防止后續(xù)施工中由于漏水、滲水等問(wèn)題引發(fā)施工事故、降低施工質(zhì)量。對(duì)于承臺(tái)作業(yè)的工期以及質(zhì)量而言，封底砼的質(zhì)量高低將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響。在通常情況下，封底砼的標(biāo)高相對(duì)設(shè)計(jì)要求標(biāo)高要低5㎝左右，因此在完成清底之后，還需要進(jìn)行找平。

（三）構(gòu)件加工焊接

以全焊的方式處理加勁肋板和壁板對(duì)接縫，以便使二者和加勁角鋼間運(yùn)用交錯(cuò)焊的方式進(jìn)行焊接。除此之外，在焊接單元件的橫縱骨肋時(shí)，需要對(duì)縱肋進(jìn)行優(yōu)先焊接，隨后再對(duì)橫肋進(jìn)行焊接。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接的時(shí)候，需要格外關(guān)注焊接的順序，避免其出現(xiàn)變形、扭曲等狀況，可以采取自中間朝兩邊進(jìn)行對(duì)稱焊接的方式，嚴(yán)禁進(jìn)行對(duì)角焊接。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，本文涉及工程積極采用了組合單壁鋼圍堰技術(shù)，其施工效果極佳，能夠?yàn)榻窈笙嗨乒こ烫峁┙?jīng)驗(yàn)。在實(shí)際施工過(guò)程中，施工部門需要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，對(duì)施工設(shè)計(jì)加以有效優(yōu)化，這不僅使最終施工周期大大縮短，更使施工企業(yè)資金投入成本得到有效節(jié)約，因此其能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]高文波，陳海偉，胡余勇.基于單壁鋼圍堰的深水樁基加固技術(shù)研究[J].交通科技，2017（6）：16-19.