大跨度鐵路橋梁深水基礎(chǔ)圍堰施工方案比較

【內(nèi)容摘要】近些年來，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)得到全面發(fā)展。在交通領(lǐng)域中，尤以鐵路建設(shè)發(fā)展最為迅猛。同時(shí)，鐵路橋梁建設(shè)也取得了許多成果。本文通過對(duì)鐵路橋深水基礎(chǔ)鋼板樁圍堰和混凝土圍堰兩種方法進(jìn)行介紹，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)，在結(jié)合某大跨度鐵路橋深水基礎(chǔ)圍堰施工實(shí)例的基礎(chǔ)上，選擇合適的施工方法，供同仁參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】大跨度鐵路橋；深水基礎(chǔ)；圍堰

1 引言

圍堰是指在工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進(jìn)入建筑物正在修建的位置，以便在圍堰內(nèi)修筑結(jié)構(gòu)、排水、開挖基坑等。在橋梁深基礎(chǔ)施工中，當(dāng)橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)位于地表水位以下時(shí)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧闲拗筛鞣N形式的土堰，而在水較深且流速較大的河流可采用木板樁或鋼板樁（單層或雙層）圍堰。近些年來，隨著我國鐵路建設(shè)的大發(fā)展，橋梁建設(shè)也取得了世界矚目的成就。深水基礎(chǔ)圍堰技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，目前，多使用雙層薄壁鋼圍堰。圍堰既可以防水、圍水，又可以支撐基坑的坑壁。由于深基礎(chǔ)圍堰施工規(guī)模龐大、水文條件差、施工工期緊，需要投入許多船舶機(jī)具設(shè)備，是整個(gè)橋梁工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是橋梁施工的難點(diǎn)之一，對(duì)整個(gè)橋梁建設(shè)質(zhì)量有很大影響。因此，本文通過比較混凝土圍堰和鋼板樁圍堰的施工方法，并結(jié)合某大跨度鐵路橋深基礎(chǔ)施工的實(shí)例，對(duì)施工方法進(jìn)行選擇，希望對(duì)以后的工程實(shí)踐提供參考和借鑒。

2 鋼板樁圍堰施工方法

鋼板樁是從國外引進(jìn)的一種圍堰材料，此種材料可以連到物件上或者打入土中，待施工結(jié)束后拆除，還可以重復(fù)進(jìn)行使用。

（1）插打鋼板樁

在穩(wěn)定的條件下安置樁錘，樁錘一般采用振動(dòng)樁錘。應(yīng)用固定的臨時(shí)導(dǎo)向架插打鋼板樁。插樁順序，在潮汐河流，因?yàn)樗饔袃蓚€(gè)方向的流向，為減少水流阻力，可采取從側(cè)面開始，向上、下游插打，在另一側(cè)合龍。在無潮汐河流一般是從上游中間開始分別向兩側(cè)對(duì)稱插打，直至在下游合龍。先將插樁到全部合龍，然后再分段、分次打到標(biāo)高。

（2）抽水堵漏

做好鋼板樁的插打工作后，即可進(jìn)行抽水，抽水的過程不宜太快，在抽水的過程中隨時(shí)觀察并記錄圍堰的變化情況，遇到鎖扣漏水或者樁腳滲漏時(shí)，要及時(shí)做好處理，不要等到抽水完成后再處理。對(duì)鎖扣的處理，在漏縫外側(cè)撒大量谷糠或者木屑；對(duì)樁腳的處理，采用填充水下混凝土或者填筑土袋的方式進(jìn)行。如果，樁腳漏水是因?yàn)楹哟餐杆瑒t需要向透水層注入水泥砂漿或者采用混凝土進(jìn)行封底，以達(dá)到止水的目的。

（3）拔樁

在施工完成后將鋼板樁拆除，拆除的過程中應(yīng)先將圍堰內(nèi)的設(shè)施和支撐按順序拆除。然后，在圍堰內(nèi)注水，直至內(nèi)外沒有壓強(qiáng)差的時(shí)候，在利用拔樁設(shè)備來將鋼板樁拔除，拔樁設(shè)備可選擇拔樁機(jī)、吊機(jī)、吊船、千斤頂?shù)龋部捎脴蚨丈碜霭菞U來拔，如拆除困難則進(jìn)行水下切割。

3 混凝土圍堰施工方法

混凝土圍堰可以分為薄壁式混凝土圍堰、重力式混凝土圍堰及袋裝式混凝土圍堰三種方式。

（1）重力式混凝土圍堰一般應(yīng)用于岸邊或者淺水區(qū)的施工中，是一種比較傳統(tǒng)的方法，圍堰的結(jié)構(gòu)類似于沉井，圍堰與沉井的唯一區(qū)別是圍堰是一種施工結(jié)構(gòu)而沉井是橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分。

（2）袋裝飾混凝土圍堰，混凝土標(biāo)號(hào)為20號(hào)，把攪拌好的混凝土裝入編織袋或者麻袋，利用編織袋或者麻袋的約束使得混凝土不離析，有一部分的水泥析出，是袋與袋之間形成一個(gè)整體，袋子密封要緊密、牢固。為了保證袋與袋之間的粘接性，不能采用干拌混凝土，而應(yīng)采用普通加水拌和的混凝土，以便能使部分水泥漿能擠出袋外，使圍堰形成整體。每袋混凝土不能裝得太滿，裝其1/2~2/3為宜。袋子的封口要緊密、牢固。編織袋強(qiáng)度好，不易磨損和腐蝕，很適合于深水基礎(chǔ)施工。

（3）薄壁式混凝土圍堰一般采用雙壁結(jié)構(gòu)，它是一種分節(jié)、分層的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)，其高度根據(jù)浮運(yùn)能力而定，平面根據(jù)承臺(tái)結(jié)構(gòu)及當(dāng)?shù)厮臈l件而定，用法蘭連接節(jié)與節(jié)，壁間上部填充沙粒，下部用混凝土封底。

4 兩種圍堰方式比較

4.1 混凝土圍堰優(yōu)缺點(diǎn)

（1）由于混凝土圍堰重量較輕，在水中下沉困難，因此，僅適用于河床覆蓋層較淺的水中區(qū)域；

（2）混凝土圍堰需要在岸上預(yù)制，因此在橋位附近需有碼頭并設(shè)有下水滑道，如果沒有要修筑筑島，以配合施工；

（3）由于需采用水下對(duì)接，因此其下沉須配備潛水員協(xié)助，因此要做好潛水人員的安全保障措施。對(duì)水流較大、較深的水域不宜實(shí)施。

4.2 鋼板樁圍堰優(yōu)缺點(diǎn)

（1）施工成本較低，圍堰材料可以重復(fù)使用；

（2）由于鋼板樁圍堰本身強(qiáng)度、剛度的局限，在承臺(tái)較深時(shí)，需設(shè)置強(qiáng)而密的支撐，對(duì)后續(xù)的承臺(tái)及墩身施工干擾很大，不宜在水位較高的情況下使用；

（3）由于是拼接式結(jié)構(gòu)，整體剛度較小，因此其抗水流及沖刷能力差，不宜在流速較大的情況下使用；

（4）因?yàn)殇摪鍢犊梢灾貜?fù)使用，不宜灌注封底混凝土，因此，既要滿足較小滲流，又要滿足較大的底部支撐力情況下，對(duì)河床提出了較高的要求。不宜在承載力小，透水性強(qiáng)的地層條件下使用。

5 應(yīng)用實(shí)例

本文以某大跨度鐵路橋?yàn)楣こ虒?shí)例，進(jìn)行圍堰施工分析。全長737.15m，孔跨32x22m，水深8m。工程地質(zhì)條件為：河床覆蓋層薄且?guī)r面傾斜嚴(yán)重。鋼板樁圍堰施工存在著諸多難點(diǎn)：插打困難、堰底很容易漏水，如果采用無底套箱或者其他形式的圍堰施工，就會(huì)產(chǎn)生巖面嚴(yán)重傾斜或者圍堰下沉就位困難的問題，并且一旦發(fā)生設(shè)計(jì)位置的偏移，很難于糾正。此外，會(huì)造成施工投入加大，有可能突破預(yù)算，甚至影響工期。

經(jīng)過筆者深入調(diào)查分析，該橋10號(hào)橋墩施工宜采用筑島鋼板樁圍堰施工的方法，該方法存在以下優(yōu)點(diǎn)：筑島速度快，施工工藝成熟，還可以保證工期甚至提前完成。對(duì)于侵入承臺(tái)范圍內(nèi)的基巖，可以在筑島完成后采用水下控制爆破的方式，先對(duì)承臺(tái)范圍內(nèi)的巖石進(jìn)行爆破，然后鉆孔成樁，以避免擾動(dòng)成樁的混凝土，保證工程質(zhì)量。

6 結(jié)語

通過對(duì)混凝土圍堰和鋼板樁圍堰的分析可知，混凝土圍堰需要采用預(yù)制，依賴于碼頭或者下水滑道，而鋼板樁圍堰由于是拼接是結(jié)構(gòu)，抵御水流沖刷能力弱，因此不宜在水流大的地方采用。本文以某大跨度鐵路橋深基礎(chǔ)圍堰為應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)兩種圍堰方法的優(yōu)缺點(diǎn)的分析，決定采用鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，取得良好的實(shí)施效果，希望對(duì)以后的工程實(shí)踐提供借鑒和參考。

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