水中墩钢围堰施工综述

1、.：.；水中墩钢围堰施工综述吴泽生关键词：着床型钢围堰、非着床型钢围堰、双壁、单壁、下沉、封底、拉压杆随着我国公路工程建立的不断开展，桥梁施工技术日臻成熟，桥梁建立向大跨度、深根底方向迈进。深水根底中的承台普通采用“围堰法施工，利用围堰发明一个干施工承台的作业空间。目前，我国桥梁水中根底的构造设计因工程所在地详细条件的不同有相应的变化：在内陆江河上主要采用大直径钻孔灌注桩根底结合实体混凝土承台设计，在宽阔海域普通采用PHC高强管桩或钢管桩结合实体混凝土承台设计。处于大江大河上的桥梁根底工程，墩位处往往水深流急，地质条件复杂，水流冲刷较深，如荆沙长江大桥、安庆长江大桥、润扬长江大桥、南京三桥等工

2、程就是这种情况；处于宽阔海域的桥梁如东海大桥、杭州湾跨海大桥等工程，根底施工时还会遭到往复潮流、台风等复杂海况的影响，施工难度会更大一些。目前，在各类根底施工中多采用“钢围堰作为承台施工的挡水构造，钢围堰施工具有易加工、速度快、周期短的特点，遭到各施工单位的欢迎。钢围堰通常采用角钢、工字钢或槽钢等刚性杆件与钢板施焊衔接，按照承台的构外型式加工制成，具有可靠的整体性和良好的防水性能，既可作为承台施工时的挡水构造，又可作为承台混凝土浇注用的模板。根据钢围堰刃脚着床与否，通常将钢围堰分为着床型钢围堰和非着床型钢围堰钢吊箱围堰。钢围堰按其不同的构造特性和运用要求还有多种分类型式，如：按钢围堰壁体构造可

3、分为单壁钢围堰、双壁钢围堰；按钢围堰平面外形可分为圆形钢围堰、矩形钢围堰以及复杂的组合多边形钢围堰；按钢围堰施工工艺可分为整体吊装或浮运就位型、块件散拼型以及二者组合型等等型式。本文将结合各类工程的施工实例，就常用型钢围堰的运用范围、施工工艺作简要论述。一、着床型钢围堰着床型钢围堰通常采用双壁构造，普通适用于泥沙淤积河段承台淹埋于河床内承台底面底于河床面或承台底面虽高于河床面但河床覆盖层较浅的桥梁根底施工中，前者如江阴大桥A标主墩根底、润扬大桥E标主墩根底等，其承台底面均位于河床面以下，都采用了着床型钢围堰施工承台，如图“着床型钢围堰一所示；安庆大桥A标那么属于后一种情形，墩位处由于河床冲刷，

4、虽然承台底面高于河床，但其河床覆盖层较浅，不适于搭设钻孔平台进展桩根底施工，因此也采用着床型钢围堰，该钢围堰兼有钻孔平台和承台施工的挡水构造二种功能，如图“着床型钢围堰二所示。着床型钢围堰一着床型钢围堰二着床型钢围堰的壁体厚度由所遭到的最大水头压力及土压力决议，通常大于80cm、小于200cm，普通在100cm-150cm之间，适当添加钢围堰的壁体厚度可有效提高钢围堰的整体刚度。钢围堰的总高度由刃脚入土深度、施工期接受的最大水头高度以及施工需求共同决议。一着床型钢围堰的拼装、就位钢围堰的拼装方式遭到拼装场地、运输条件、起吊才干等诸多要素的影响，施工时可根据详细情况，采用适宜的拼装工艺：1假设桥

5、位区附近有造船厂、钢构造加工厂等可利用的拼装场地，且有大型起重船配合，那么可将钢围堰竖向分节在工厂加工制造，利用驳船将制造完成的节段运至现场后整体吊装、上下对接后焊成整体；2假设桥位处水流平稳，又有大型驳船可以利用，那么可就近在驳船上将钢围堰分节拼装成整体，利用起重船吊装；3在没有大型起重船的情况下，那么可将钢围堰按构造分片块在陆上或驳船上加工，块件的分量可根据现有的起重才干进展划分，如将分块分量控制在30t-50t之间以满足小型起重船的吊装才干。散拼钢围堰的施工工艺较复杂，拼装前需在承台外围设置定位桩、导向桩、支承牛腿及起吊钢梁等。第1、2二种施工方法可减少现场的操作环节，加快施工进度，但需

6、求配备大型起重设备；第3种施工方法虽添加了现场焊接任务量，但有效处理了没有大型起重船的限制，只需组织严密、合理配备设备和人员投入，也不失为一种较好的施工方法。4对于河床覆盖层较浅的情况，那么施工工艺要复杂得多，如在安庆大桥A标施工中钢围堰不仅是承台施工的挡水构造，同时也是钻孔桩施工的操作平台。这种情况下的钢围堰通常采用整体浮运，现场利用导向船、定位船抛锚定位的施工工艺。二钢围堰的着床、下沉双壁钢围堰就位后自浮于水中，通常在钢围堰刃脚段浇注一定高度的水下混凝土，以添加刃脚部分的刚度，由于刃脚混凝土客观上添加了钢围堰自重，又可加大钢围堰入土后的下沉速度。着床型钢围堰遭到的水流力在围堰刃脚接近河床顶

7、面时到达最大值，此时应在严厉控制钢围堰定位精度的情况下及时着床。钢围堰刃脚着床后，利用深水抓斗或吸泥机辅以高压射水管吸泥取土，同时向钢围堰壁仓内注水，添加围堰的下繁分量。吸泥取土时从围堰中间逐渐向刃脚处对称分层进展，以保证钢围堰平稳、竖直下沉。为保证钢围堰顺利下沉，可事先在刃脚内部埋设高压水枪喷嘴，当钢围堰下沉困难时利用高压射水冲击刃脚底部土体，以减少围堰刃脚处的端阻力，同时采取在隔仓壁体内浇注混凝土或灌砂、围堰顶部配重以及空气幕等方法到达助沉目的。三钢围堰的下沉纠偏钢围堰在下沉过程中能够会出现偏位或倾斜景象，此时可经过及时采取调整偏侧取土量的方法逐渐到达纠偏纠斜的目的。四钢围堰的清基封底钢围

8、堰下沉到位后，采用高压射水冲洗围堰内壁和钢护筒外壁，利用空气吸泥机吸除底部浮泥清基，为浇注封底混凝土做预备。假设河床覆盖层较浅，可由潜水员用袋装混凝土堆砌封堵刃脚，也可采用水下不离析混凝土封堵刃脚部位孔隙以防堰外泥砂流入。二、非着床型钢围堰有底钢吊箱围堰非着床型钢围堰即通常所说的钢吊箱围堰，普通适用于承台底面高于河床面的深水根底施工，如军山长江大桥主墩根底、润扬大桥C1标主墩根底、南京三桥主墩根底以及杭洲湾大桥标根底施工等，其共同特点是墩位处水深流急、河床冲刷较大、承台底面均高于河床面，为了方便承台施工、节省钢围堰资料的投入，均采用有底钢吊箱围堰。非着床型钢围堰钢吊箱围堰钢吊箱围堰总高度由封底

9、混凝土的厚度和施工期接受的最大水头高度共同决议，钢吊箱围堰分双壁和单壁二种构造，详细采用哪种构外型式通常由施工期间围堰所遭到的水头压力决议。对于内陆河流中的深水根底，由于遭到冬枯夏洪的影响导致水位变化幅度较大，洪水期钢围堰需接受较大的水流力和水头压力，普通采用双壁构造可保证钢围堰有足够的刚度以满足渡洪需求。对于杭洲湾大桥这样处于外海区域内的桥梁根底施工，虽然海况较复杂，但与内陆河流比较，在正常施工情况下其水位变化幅度不大且有规律可循，施工过程中可根据气候预告避开台风等恶劣天气的影响，在进展钢围堰设计时普通只思索接受潮汐和波浪力的作用，与内河围堰相比较，后者对壁体刚度的要求小得多，采用单壁构造可

10、满足刚度要求。不论是单壁或双壁构造，钢吊箱围堰均由壁体、底板、撑杆、拉压杆等组成。同着床型双壁钢围堰一样，双壁钢吊箱围堰的壁体厚度通常大于80cm，普通在100cm-150cm之间。单壁钢吊箱围堰的壁体构造较简单，通常由钢板、纵向次梁、环板及支撑桁架组成，根据需求可在单壁壁体外侧嵌入隔热资料以加强对承台混凝土的保温养护，如杭州湾大桥单壁钢吊箱围堰的设计时，就采用了在吊箱单壁外侧承台范围内加设一层3mm钢板，经过向钢板与侧壁面板间的夹壁内注射“聚氨脂硬质泡沫塑料俗称液体泡沫到达隔热保温的目的。钢吊箱底板均由面板、主梁和次梁组成。杭州湾大桥标单壁钢吊箱保温层构造表示图一钢围堰的拼装同着床型钢围堰相

11、比较，双壁钢吊箱围堰的高度较小，普通分节不超越2节，其拼装方式、运输及吊装等根本同着床型钢围堰施工：既可拼装后整体吊装，又可以先加工成块件现场拼装、利用葫芦起吊、注水下沉，不同的是钢吊箱围堰带有底板，因此二者施工工艺又有所不同。1在岸上或驳船上拼装成整体的钢吊箱围堰，在吊装前需准确测出桩身偏向及倾斜度等参数，根据钢护筒顶口及吊箱底板设计高程处的平面桩位，采用“投影法在吊箱底板上预留长圆形两端为半圆形、中间为矩形孔洞，以便钢吊箱下放到位，防止钢吊箱在下放过程中被群桩“卡住；2钢吊箱围堰采取在现场拼装时，其底板开孔较容易控制，可根据现场桩位的偏位及倾斜情况预留孔洞，方法同上；3双壁钢吊箱整体吊装时

12、需在壁体内侧添加纵横支撑，防止在吊装过程中围堰发生较大变形，对于单壁围堰由于其壁体刚度较小，吊装时尤其要采取可靠支撑，必要时可采用吊具吊装；4双壁钢吊箱吊放入水后可利用其本身遭到的浮力自浮，经过向壁仓内注水或添加配重调整钢吊箱的入水深度。单壁钢围堰由于没有壁体空腔，不能满足自浮要求，因此在设计时普通采取在吊箱顶部设置钢挑梁，利用挑梁将钢吊箱悬挂于钢护筒上直接定位。二钢吊箱围堰的就位、固定钢吊箱围堰与着床型钢围堰除了有底或无底的区别外，拉压杆的运用也是钢吊箱围堰与着床型钢围堰的重要区别。1拉压杆拉压杆在钢吊箱围堰的定位过程中起到平衡吊箱重力、封底混凝土重力及所受浮力的作用，拉压杆的设计必需满足吊

13、箱围堰封底、围堰内排水等不同工况下的受力要求。为方便拉压杆调整角度，通常将拉压杆下端与套箱底板采用转铰衔接。2钢吊箱入水、定位钢吊箱吊放入水后，经过向壁仓注水使之下沉。对于高度较大、分层拼装下放的钢吊箱，施工时先将拉压杆下端与钢吊箱底板铰接固定，当首节吊箱入水下沉至预定高程后，吊装拼焊下节吊箱，然后反复前述操作向壁仓注水使之下沉，拉压杆随着吊箱的分次接高相应依次接长。钢吊箱到达设计高度、准确定位后，将拉压杆与钢护筒钢管桩顶面的“十字撑杆焊接固定，经过拉压杆将钢吊箱所受的力传送到钢护筒钢管桩上。三底板封孔钢吊箱安装完成后，潜水员水下用环形半环形、二只封堵板封堵吊箱底板与钢护筒或钢管桩之间的缝隙。二块封堵板间用螺栓衔接固定，封堵板与吊箱底板间加装一层橡胶垫片以利止水。四水下混凝土封底底板封孔完成后采用竖管法浇注水下封底混凝土，混凝土由中央集料斗一致供料，沿溜槽流向要浇注的导管。钢吊箱水下封底混凝土直接浇注在吊箱底板上，封底施工质量比着床型钢围堰封底施工易