雙壁鋼圍堰在水下基礎施工中的應用

摘 要：隨著我國橋梁建筑事業的高速發展，水下基礎施工技術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構，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施工中，設計的剛度、強度和穩定性等應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施工中的應用進行了研究和探討。

關鍵詞：雙壁鋼圍堰；基礎施工；技術要點；

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

隨著我國道路運輸事業的高速發展，橋梁工程建設的項目越來越多，在工程施工過程中不可避免地會有水下基礎施工。在科學技術不斷進步與施工經驗不斷積累的背景下，水下基礎施工技術也在不斷發展，從沉箱技術、管柱基礎等技術的應用到后來的雙壁鋼圍堰技術，這些技術有效解決了水下基礎施工中存在的問題。雙壁鋼圍堰可以作為水下鉆孔樁基礎施工的重要輔助技術，在大面積承載基礎施工中也發揮著重要作用。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施工方法應用于不同的地質條件中，這樣可以達到降低成本的目的。雙壁鋼圍堰技術作為水下施工中的一種全新技術，具有經濟性和安全性的優勢。本文結合具體工程案例對雙壁鋼圍堰在水下基礎施工中的應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。主橋設計為三跨斜拉索橋的形式，其中一跨設計為現澆連續梁的形式，另外兩跨設計為簡支T梁，水中的墩位為321-331號，施工過程中應用高承臺鉆孔樁基礎，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域，土質以黏土、細砂土和卵礫石為主，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。該地區的汛期為4月至8月，經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施工中的應用

（一）雙壁鋼圍堰的設計要點。1、雙壁鋼圍堰的結構形式。本工程中將主橋的橋墩設計為矩形，因此雙壁鋼圍堰也使用矩形的結構。設計雙壁鋼圍堰的外圍尺寸為21.5×21.5×16米，內凈的尺寸設計為19.2×19.2×16米，兩壁之間的距離設計為1.5米，使用長度為100×80×7米的強框架，設置1.12米的水平環板間距，使用615×260毫米的板條作為節間環板，615×260毫米的板條作為水平環板，使用長度為70×70×6米的雙拼角鋼作為水平斜撐[2]。根據施工現場的地質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米高的標準段、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。將三個支撐梁設置于雙壁鋼圍堰中，第一道設置于雙壁鋼圍堰的頂部，第二道設置于距離頂部三米的地方，第三道設置于距離頂部七米的地方，其中沒有斜向支撐，選擇桁架式結構作為支撐材料。如果遇到雙壁鋼圍堰拼裝抽水的情況，可以在其中加入內支撐梁，加入順序為從上到下。3、雙壁鋼圍堰的結構布置。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。使用內外兩層鋼壁構成鋼圍堰，兩壁之間使用水平桁架作為支撐，保障內外井壁形成一個整體[3]。在雙壁之間設置隔艙板，選用厚度為0.15米的豎向鋼板，每個邊設置四塊鋼板，將鋼圍堰設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，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。施工人員首先應該壓實和整平加工場所，保障基礎的結實與穩固，避免在加工鋼圍堰過程出現太大的尺寸偏差。運輸過程中應該根據運輸和起吊設備以及施工現場的具體情況，制作和安裝工藝運用分節分塊的方式，可以將雙壁鋼圍堰分為4節，每一節分為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，將已經加工好的鋼圍堰塊運送到施工現場，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該做好充足的準備工作，檢查吊裝系統的焊接質量，并驗收基床等。鋼圍堰的下潛安裝步驟為：首先下潛安裝首節圍堰，在完成鉆孔樁的施工后將鉆孔平臺拆除，底節拼裝平臺通過焊接牛腿結構完成，然后進行底節鋼圍堰的拼裝工作，將四個護筒接高后進行吊裝和焊接，將定位裝置設置在鋼圍堰迎水面兩邊的護筒上，以此發揮限位和指導方向的作用。

第二對圍堰進行下潛接高，在拼裝完成第二節鋼圍堰之后進行檢驗，使用分倉注水的方法讓其下沉，不斷調整分倉注水和限位系統來控制下潛過程，保障鋼圍堰下潛的穩定性，并及時進行吸泥處理。完成第二節鋼圍堰的下潛工序后繼續進行第三節以及后續鋼圍堰的施工。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計標高后進行清淤操作，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，如果出現外溢應該運用必要的堵漏措施進行處理。

三、結語

雙壁鋼圍堰在水下基礎施工過程中，應該綜合考慮承臺的尺寸、橋墩的形狀和地質條件等因素。在不同的鋼圍堰施工中需要制定有針對性的方案，并讓設計和施工人員密切配合，以此提高水下基礎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[J].科技致富向導，2011（05）

【2】賈為民，馬永強.強涌潮條件下單壁吊箱圍堰的設計與施工[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計與施工[J].公路交通科技（應用技術版），2010（11）