淺議鋼沉箱圍堰在水中承臺施工中的應用

摘要：隨著社會主義現代化建設的快速發展，我國的公路、橋梁建設事業也加快了發展步伐。在進行承臺和橋墩施工過程中為了臨時阻水而設計的鋼沉箱圍堰具有十分重要的現實意義，它能夠為水上承臺和水上橋墩的施工提供無水的作業環境。本文本主要闡述鋼沉箱圍堰在水中承臺施工中的具體應用，希望對工程的順利完成提供參考價值。

關鍵詞：鋼沉箱圍堰；現場拼裝；封底混凝土

隨著社會的發展、科學的進步，傳統的土圍堰或鋼圍堰已經不能滿足水中承臺、墩柱施工過程中的無水作業環境要求，所以鋼沉箱圍堰的推廣、使用便應運而生。在橋梁的建設過程中，水中承臺的施工問題是影響橋梁建設質量、進度的重要因素之一，所以應充分應用鋼沉箱圍堰來保證水中承臺的無水施工環境。因為鋼沉箱圍堰有著獨特的自身優勢：能夠達到很深的埋置深度，而且整體的穩定性比較強，在施工的過程中鋼沉箱圍堰能夠抵擋住來自于豎向或者是橫向的很大的水沖擊力，尤其適用于水位較深、水流速度較大水域；同時，鋼沉箱圍堰所涉及的施工工藝簡單可行，工時、質量可控，所以在橋梁工程建設過程中應廣泛推廣并積極應用。

一、鋼沉箱圍堰設計和施工的過程

（一）設計階段

在進行鋼沉箱圍堰的設計階段首先應該考慮的是受力問題，當鋼沉箱圍堰被抽水之后，它將承受來自于土壤和水對于它的壓力及水的沖擊力。同時還應該考慮施工起吊和定位因素，除此之外還應該考慮到在進行水中承臺的設計的時候，要根據水中承臺的具體尺寸，把預留的施工作業空間計算出來，為施工操作帶來方便，這樣綜合考慮之后再進行鋼沉箱內徑數值的計算^[1]。

鋼沉箱圍堰吊裝下沉定位之后的標高和箱底高度以及總高度都要進行合理的計算，然后將鋼沉箱進行拼裝，再把它的總重量測出來。但為了方便鋼沉箱的運輸和水中下沉，應在加工廠進行鋼沉箱的分塊加工，計算出鋼沉箱的總體大小之后，計算所用的鋼板長度，每一塊鋼板在加工完成后都要運送至施工現場，再通過吊車將其吊裝到指定的位置。

（二）制作過程

鋼沉箱制作所使用的材料為鋼材，所有材料都應保證其應有質量，要求所用焊接材料及焊接工藝也應保證質量，并且應符合鋼沉箱設計的標準規定。在進行坡口加工時，應采用刨邊機進行制作，這樣可以保證鋼沉箱拼接工作的高質量以及焊接質量。如果在進行單塊焊接的時候，應該堅持按照一定的焊接順序，進行單塊鋼板的焊接。然后進行鋼沉箱的加固工作，主要是通過圍箍進行加固，為了增加鋼沉箱的安全性和穩定性，應該在拼接縫處焊接鋼板進行加固^[2]。

鋼沉箱制作完成后的圖片如下圖所示：

圖1" 鋼沉箱安裝完成之后的圖片

（三）鋼沉箱的運輸起吊以及拼裝過程

通過使用載重量為30噸的貨車將鋼沉箱進行運輸，當貨車將鋼沉箱的材料運送至施工現場的時候，再通過吊車將其卸載。在進行鋼沉箱的拼裝之前，進行再一次的測量復核，確保其準確性，防止由于誤差引起拼接失誤。然后進行拼裝，但是這個過程應該按照一定的順序，首先將長邊的第一塊鋼構件用吊車放入水中，并且要保持這個鋼構件處于垂直的狀態，之后再依次用吊車將第二塊鋼構件放入水中，使其與之前的鋼構件進行拼接^[3]，在確定好位置之后用螺栓將兩塊鋼構件固定好，使用同樣的方法將其余的鋼構件拼接好，使其組成一個整圈的鋼沉箱。在完成整圈的鋼構件拼裝之后，進行整體的焊接工作，為了保證鋼沉箱在水中由于受到一定沖擊之后的穩定性，應該對鋼構元件之間的縫隙進行合理的焊接，對其進行加固。

（四）下沉過程

為了減少鋼沉箱在下沉過程中受到的卵石層帶來的摩擦阻力，采用高頻液壓振動錘這樣的設備進行實施鋼沉箱的下沉。該設備的工作原理是：當其接通電源之后，體內的偏心重輪高速工作然后產生振動，這樣高頻振動產生的振動力通過液壓鉗傳遞到鋼沉箱，再通過鋼沉箱將振動力作用到與其相接觸的卵石層，由于受到了振動的擠壓，卵石層被液化，這樣可以大大減小摩擦力，使鋼沉箱順利到達河床底部。

鋼沉箱下沉過程中，產生振動力的振動錘、鋼沉箱以及河底的卵石層三者共同的相互作用，使其形成一個完整的體系^[4]。主要是由于受載后的振動錘的一些相關參數會發生一定的變化，這樣導致與鋼沉箱相接處的卵石層在受到振動力的作用之后發生了一定程度的改變，減小了對鋼沉箱的摩擦力，使鋼沉箱順利的完成下沉過程。

（五）封底過程

由于受到自然環境的影響，河底的卵石之間的縫隙逐漸變大，導致鋼沉箱底部會發生滲水的不良情況，為了避免這種現象的發生，應該在使用封底混凝土之前，先在鋼沉箱底部外側堆放高1米的沙袋圈，這樣可以有效防止滲水現象的發生，確保水中承臺內部工作環境的干燥。

在進行封底層混凝土的澆筑過程中砼澆筑應分兩次進行，達到總厚度為40厘米。兩次混凝土澆筑的厚度不同，其目的也不同。

第一次的澆筑目的是止水，由于混凝土的澆筑工作不太容易進行，所以發生局部滲水的現象是在所難免的。第二次混凝土澆筑目的是補漏，主要是為了封堵一些滲水漏水的地方。在進行第一次混凝土澆筑過程時，應采用水下澆筑的方式進行，保證澆筑厚度達到30厘米，在第一次澆筑的混凝土強度達到其設計值的80%之后，方可進行第二次砼澆筑^[5]。

在第一次混凝土澆筑時，很關鍵的一項工作是進行導管的布置，在實施該任務時應該考慮的因素是混凝土的流動度。在進行混凝土的澆筑之前應該按照一定的操作原則進行，主要是要防止混凝土與水的直接相互接觸。所以應該保證當完成了第一根導管的澆筑任務時，第二根導管能夠被澆筑的混凝土牢牢包裹住。同時還要適時的檢測混凝土的表面高度，一定要保證混凝土的高度，這樣才能夠實現鋼沉箱圍堰干燥的施工環境。當完成澆筑任務之后，還要進行一段時間的養護，此間應保證混凝土強度生成時不受干擾，養護時間一般為3天以上。在特定條件下，還應該對混凝土強度進行適時檢測，只有當混凝土的強度達到一定值時才可以進行排水，如果混凝土強度沒有達到要求的強度值，絕對不能夠進行放水工作，否則將導致漏水現象的發生。

在排水之后，應徹底清掃第一次澆筑的混凝土封底層，并派施工人員仔細檢查鋼沉箱是否存在滲水或者漏水的現象。當發現有漏水或滲水的地方應該及時做好標記，在進行第二次混凝土澆筑時重點澆筑。為了防止漏水，應該加固封底層混凝土和鋼沉箱之間的連接。

二、進行鋼沉箱圍堰施工過程中的主要注意事項

（一）在進行施工的過程中最重要的是防止漏水現象的發生，所以在施工作業現場，作業人員應該準備充足的填塞縫隙材料，以及一些潛水裝置，當發生漏水或滲水狀況時，可以對其進行及時的補救和維修。

（二）在混凝土的強度達到其設計強度70%時，才可以進行拆除鋼沉箱內撐的工作，而且在進行拆除過程中要堅持對稱和平衡拆除的原則。

（三）在使用鋼沉箱圍堰的過程中，應該保證圍堰內外水位有一定的水位差，而且是內部高于外部。

（四）在低水位的地方進行連通管的安裝，當進行抽水的時候再進行封閉工作。如果鋼沉箱圍堰進行抽水時候，發生了鎖口處漏水的現象，就應該將一些細煤渣或者是吸水性好的木屑撒在外圍，通過它們的吸水性來堵住滲漏。當滲漏被堵住的后，應將木屑等堵漏物質清除，此時應該順著水流的方向，并且要接近漏縫處，且在進行清除時候注意，應使用緩慢的力度進行。

三、結語：

鋼沉箱圍堰是橋梁承臺施工過程中行之有效的施工方法，所以應該在橋梁的建設過程中進行廣泛的推廣和使用，相關的工作人員應該嚴格認真的落實施工中的各項方案。這樣可以極大程度降低施工難度，減少施工所用時間，為橋梁建設按時完工提供堅實保障。

參考文獻：

[1]崔春義，黃建，孫占琦，魏超，聶淼鑫.不同水位下鋼板樁圍堰工作性狀有限元分析[J].廣西大學學報（自然科學版），2010（01）.

[2]張靈芝，蔡汝一.水中深基坑鋼板樁圍堰施工技術[J].重慶電子工程職業學院學報，2011（03）.

[3]曾慶敦，姚雙龍.鋼板樁圍堰及支撐系統的穩定安全性分析[J].中外公路，2009（06）.

[4]鄒利軍.利用浮平臺夾持下沉法施工鋼套箱圍堰[J].鐵道標準設計，2011（08）.

[5]李占先.跨海大橋淺水區新型鋼板樁圍堰施工技術[J].鐵道建筑技術，2014（09）.