鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎施工中的應用探討

（四川港建水利水電工程有限責任公司， 四川成都 610000）

鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎施工中的應用探討

李龍

（四川港建水利水電工程有限責任公司， 四川成都 610000）

針對目前橋梁基礎工程應用鋼筋混凝土拱圍堰過程中存在的問題缺陷，文章分析了鋼筋混凝土拱圍堰的應用特性，并提出了實踐控制的方法策略，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。結果表明，將鋼筋混凝土拱圍堰的施工形式與橋梁基礎工程的實際情況結合，是實現其作用價值的關鍵。研究人員應在明確這一點的情況下，提高其作用于實踐的普及度。

鋼筋混凝土拱圍堰；橋梁基礎施工；拱受力；拱圈

0 .引言：

橋梁工程作為現代化經濟建設的重要基礎設施，其在基礎施工中易受施工環境復雜與工程建設規模不斷擴大的影響，而降低使用效果。為此，建設者應將現有的科學技術利用起來，以強化橋梁工程的作用效果。鋼筋混凝土拱圍堰作為提高橋梁基礎結構施工質量的有效策略，相關建設人員應在明確其作用特性的情況下，找出作用于實踐的優化控制方法。這是實現當前現代化經濟建設可持續性目標的重要課題，研究人員應將其充分重視起來，以作用于實際橋梁工程項目的建設。

1 .研究鋼筋混凝土拱圍堰應用于橋梁基礎施工的現實意義

圍堰是水利工程、公路工程項目建設中的重要臨時性維護結構，其主要用于承擔結構水平方向的水、土壓力，為橋梁工程的下部結構基礎施工提供充足的建設空間。研究表明，按照材料類型可將圍堰分為土石圍堰、木質圍堰、草土圍堰、鎖口管柱圍堰、鋼板樁圍堰、鋼混組合圍堰以及鋼筋混凝土圍堰。由于上述圍堰形式的選用，易受橋梁基礎施工技術條件與工程地質條件的雙重限制影響，相關建設者應在明確拱受力特性以及鋼筋混凝土材料使用特點的情況下，找出優化控制的方法策略，以提高其作用于橋梁基礎施工實踐的質量效率[1]。

2 .橋梁基礎施工中鋼筋混凝土拱圍堰應用特性

鋼筋混凝土拱圍堰，就是將鋼筋混凝土的材料性能與拱的受力特點充分結合起來，以在橋梁基礎施工上實現結構的圍堰優化與材料性能效果發揮。因此，鋼筋混凝土拱圍堰的應用特性應從多方面論證，一方面從拱的受力特點分析，因其在豎向荷載的作用下，不僅會在橋梁基礎施工中產生豎向反力，還會產生一定的水平推力。此狀態下，使得拱要承受的彎矩要比梁結構小，這就意味著拱主要承擔的是壓力。為此，相關建設者在進行拱設計時，要結合拱軸線的作用情況，來優化拱的受力效果，以減少拱圈截面所要受到的彎矩影響[2]。

另一方面，從混凝土的材料性能分析，作為人造石的混凝土，其雖具有很強的抗壓能力，但抗拉能力十分有限。例如，橋梁基礎施工常使用的C30混凝土，其軸心抗壓強度標準值高達20.1MPa,，而其軸心抗拉強度標準值僅為2.01MPa。此外，在復合應力狀態下，混凝土強度就會發生變化。例如，當結構雙向受壓時，其中一個方向的混凝土強度會隨著另一方向壓應力變化，即混凝土強度比單向受壓情況下的抗壓強度要高出16%-25%，故橋梁基礎施工采用混凝土材料來進行圍堰的修建，將大幅度提高涉及結構的抗壓能力。經分析統計，鋼筋混凝土拱圍堰的應用，具有投入設備少、施工方式簡單且對施工機械設備的使用條件限制少等特點，橋梁基礎施工人員應將其高效性用于實際建設，以提高工程項目建設使用的安全穩定性。

3 .優化鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎施工實踐中的控制策略

以某地橋梁工程為例，由于工程2號墩承臺地處的河床地形陡峭，因此，為避免采用鉆孔樁平臺作業的施工周期長、機械設備投入成本大且施工便捷性差等問題出現，基礎施工人員設計使用鋼筋混凝土拱形式作為圍堰[3]。

首先，施工人員要在靠近航道側面的圍堰筑島邊緣1m處，插打鋼板樁，從而形成止水帷幕，以防止河水滲入。

其次，邊坡開挖不應采用拱圈支護的方式進行3m距離的初挖，應采用挖掘設備來進行施工操作。此過程，施工人員要注意邊坡土體是否存在變形或是裂縫問題，如發現，則應立即停止作業，經有效處理后，再進行施工建設。對于基巖情況，應采用鑿巖機來進行處理。與邊坡開挖不同的是，坡面挖好后，要進行水泥砂漿的噴射以完成護坡處理，以防止因雨水沖涮而造成滑坡災害的發生。值得注意的是，開挖作業不能出現超挖問題，完成一層開挖，就要完成一層支護，否則基坑壁土體就容易出現變形滑坡現象。

再次，拱圈施工應按照從上至下以及由外到里的順序進行作業，即按照施工圖紙測量放線的位置開挖。當挖出拱圈的施工位置后，要立即進行模板安裝與鋼筋綁扎，同時，還要在短時間內通過澆筑混凝土以形成拱圈結構，來完成基坑壁的支護。對于拱圈的拱腳，應設置在上下游側工程原有地貌的基巖巖層上。這樣一來，在基巖上完成植筋，并使其與拱圈的鋼筋進行連接，從而與之成為一個整體。當拱腳與基巖結合，施工人員還要保證其不會對拱圈外的基巖造成擾動或是破壞。在進行拱圈底板的鋼筋預埋接茬來說，其應采用將鋼筋直接打入地面的方式，待下層拱圈完成土方挖除后，就能實現鋼筋與下層拱圈鋼筋的連接。

最后，拱圈澆筑混凝土的拆模作業，當混凝土結構強度達到50%后，就可進行下一層拱圈的作業。值得注意的是，上下層拱圈間應在寬度方向咬合30cm，高度方向應咬合為10cm。這樣一來，橋梁基礎施工中的上下層拱圈間，就能形成有效的止水帶，從而避免不良施工問題可能帶來的影響。

當基礎施工完成拱圈結構的設計建設后，還要對其進行驗算，即對承載能力極限狀態與正常使用的極限狀態進行驗算。其中承載能力極限就是分別對結構的抗壓、抗拉以及抗疲勞能力等進行驗算；而正常使用極限狀態，就是對結構的裂縫、撓度以及裂縫等進行驗算。結果表明，當每一層拱圈施工穩定后，拱圈受到了水平方向的水壓力、土壓力以及等效車荷載水平壓力。其中等效荷載為橋梁基礎施工圍堰頂面放置的攪拌車等施工設備的總重量。

經驗算分析，從施工角度來看，相關建設人員應盡可能采用分層施工方法，即以對土體產生的最小擾動，來提高施工建設的安全性。由此可以判斷，在工程中，雖施工條件有限且工程建設地質環境較為特殊，但鋼筋混凝土拱圍堰的形式，以其自身的構造簡單、施工便捷以及受力分析明確等優勢，保證了工程結構建設使用的耐久性。為此，相關建設人員應加大對其施工控制的研究力度，以提高其施工形式的普及度。

4 .結束語：

綜上所述，鋼筋混凝土拱圍堰以其自身結構簡單、施工效果好且受力分析明確的特征效果，作用于橋梁基礎施工，將大幅度提升工程項目施工建設的安全穩定性。其次，橋基礎施工完畢，基坑內可逐層回填密實，作為橋基礎的剛性保護外殼，防止橋基礎直接受河水沖蝕，延長使用壽命。事實證明，將混凝土的材料性能與拱受力特性的充分結合，將在鋼筋混凝土拱圍堰施工形式中實現兩方面作用效果的共贏。為此，施工人員應結合工程建設的實際情況，將其作用于實踐，以實現現代化經濟發展對橋梁基礎工程提出的施工質量與效果目標。

[1]彭撞,許明君,陳德華. 鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎施工中的應用[J]. 公路交通技術,2016,(01):70-73.

[2]王杰先,陳學鋒,王愛君. 內腔封底雙壁鋼套箱圍堰在橋梁基礎施工中的應用[J]. 公路交通科技(應用技術版),2015,(10):186-187.

[3]龍祖惠. 海洋環境下整體式鋼板樁圍堰在橋梁基礎施工中的應用[J]. 公路與汽運,2015,(02):188-191.

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