內河航道深水基礎施工防水圍堰方式選型

吳呈盛

摘 要：本文以深水基礎施工防水圍堰為研究對象，對比分析深水基礎施工中常用的幾種防水圍堰的優(yōu)缺點，為具體的防水圍堰選型、設計提供一定的參考依據。

關鍵詞：深水基礎；防水圍堰；內河航道

0 引言

隨著我國經濟的高速發(fā)展，大江大河中建筑物越來越多，圍堰施工方案是船閘、航道、橋梁等涉水工程施工的重要技術方案，是工程施工安全的重要保障。圍堰的目的在于，當堰內施工和修筑基礎時，使堰外的水和沙土不至于大量涌入堰內。目前，涉水工程中深水基礎采用的防水圍堰主要分為以下幾種：鋼板樁圍堰、混凝土圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰、鎖口鋼管樁圍堰。

1 防水圍堰類型分析

不同圍堰均有各自的特點及適用條件，涉水工程中圍堰方式的選取需結合工程所在地特定的工程地質環(huán)境，以及當地的施工材料價格、所擁有的施工設備等進行分析比較，從而選取適合特定工程的圍堰類型?，F(xiàn)就上述幾種圍堰施工方式在內河航道中的應用情況進行綜述分析。

1.1 鋼板樁圍堰

鋼板樁圍堰主要采用單壁的矩形、圓形結構形式，其通過設置支撐來適應不同的水位情況。鋼板樁圍堰一般沒有封底混凝土，可重復使用。這種圍堰結構施工操作簡單，同時施工成本相對較低。

在鋼板樁施工之前，為了控制鋼板樁在施工時的垂直度，需在鉆孔樁鋼護筒上焊接牛腿，以便于支撐圍檁的安裝，作為鋼板樁插打時的導向架。當鋼板樁插打至固定位置后，應將導向架與其進行焊接操作，從而抵抗水流沖擊力。

鋼板樁圍堰施工方法有一定的缺點：第一，圍堰本身采用構件拼接而成，其整體剛度較小，對水流沖刷抵抗力差；第二，由于圍堰的強度、剛度低，在深水區(qū)時，需要增設支撐以滿足圍堰的強度需求，然后較密的支撐結構不利于后續(xù)承臺及墩身施工的順利開展，因此，鋼板樁圍堰對于水位較高的情況適用性較差。

1.2 混凝土圍堰

混凝土圍堰主要包括重力式和雙層薄壁鋼筋混凝土圍堰兩種結構形式。重力式混凝土圍堰結構做為一種傳統(tǒng)的結構形式，其與沉井相似，主要適用于岸上和淺水施工區(qū)域，其施工方法比較簡單，本文中不過多敘述。薄壁混凝土圍堰一般采用雙壁結構，其結構形式以圓形居多?；炷羾咧饕梢韵聨讉€特點：第一，考慮到其主要為預制結構，需要設置下水滑道；其二，由于其自身重量較輕，在水中下沉困難，主要適用于河床覆蓋層較淺的水域對于深水區(qū)域適用性較差；其三，預制結構在水中需要完成水下對接操作，因此，須配備潛水員協(xié)助對接操作，水流急的水域不宜存在一定的施工難度。

1.3 鋼套箱圍堰

鋼套箱圍堰由于其采用鋼結構材料，故在加工、運輸、下沉方便等方面的有一定的優(yōu)越性，其在深水基礎施工中應用越來越廣泛。鋼套箱圍堰主要由矩形和圓形兩種形狀。對于圓形圍堰，其包括單壁、雙壁以及單雙壁組合式鋼圍堰，由于其采用的圓形結構特殊性，使得其在水下只受到環(huán)向軸力，故而可不設內支撐，從而為施工提供足夠的空間需求；另外，其截面可以起導流作用，故抗水流能力強，對于流速較大的深水河流較為適用。

單壁鋼圍堰一般適用于高樁承臺基礎施工，一般采用無底的鋼吊箱結構形式。由于其采用單壁結構，故能承受的水壓力小，但其結構形式簡單、拼接較為方便同時能較大程度上節(jié)約材料，因此，無底單壁鋼圍堰在深水基礎施工中得到較為廣泛應用，單壁無底鋼圍堰已成功應用在浙江瑞安飛云江三橋主塔墩深水承臺基礎的施工中。

1.4 鋼吊箱圍堰

當承臺以下軟弱土層較厚、水位較高水流較急，或承臺底面距河床面較高，可采用吊箱圍堰來滿足深水樁基施工需求。所謂吊箱圍堰，就是將有底套箱懸吊在水中，當修建深水樁基時，可為沉樁導向定位，在沉樁完成后，對吊箱內灌注水下混凝土封底，即可澆筑承臺混凝土。

吊箱圍堰與鋼圍堰構造相近，主要由底板、側板、內支撐、懸吊及定位系統(tǒng)等幾部分組成。根據水位狀況及施工荷載，選定單壁鋼圍堰或雙壁鋼圍堰。與鋼圍堰相比，吊箱圍堰的材料用量要少很多，同時其下沉方便，因此，吊箱圍堰的施工方法較為成熟，在國內外深水基礎高樁承臺施工廣泛采用。南京長江二橋部分主墩基礎施工采用了雙壁有底沉浮式鋼箱圍堰。

與鋼板樁圍堰相同，鋼吊箱圍堰也采用預制結構，其預制結構在陸地上完成制造、拼裝，將拼裝完成的整體通過定位船運至固定位置進行下沉操作，使得施工操作方便。鋼吊箱圍堰一般懸吊于水中，故用鋼量少、同時潛水工作量小。由于其結構復雜但對制造精度要求，同時吊箱懸吊于水中時其阻水面積大，當有潮水漲落或有較強水流沖擊時，其受到的水流力較大，使得懸掛吊箱的定位樁容易損壞。

1.5 鋼管樁圍堰

鋼管樁圍堰為采用鎖口結構的鋼管樁，通過導向框將鋼管樁下沉到固定位置，鋼管樁之間通過鎖扣相連，使得各獨立的鋼管樁連接成一個整體，其可以看做是將雙壁鋼圍堰化整為零。鋼管樁圍堰主要有下列特點：其一，由于其截面模量大，具有較好的抗彎能力，從而可以減少圍堰的內支撐數量，為施工提供方便；其二，鋼管樁圍堰同時具有鋼板樁圍堰和雙壁鋼圍堰的結構受力特點，部分鋼管樁直接打入基巖，因此，又稱為嵌巖樁，鋼管樁圍堰在內河航道應用較為廣泛，曾在蘇南運河航道整治工程蘇州段中應用。

2 防水圍堰方式選型

通過分析比較，鋼管樁圍堰施工方便，且施工速度較快，可以比較好的適應于內河深水航道，同時，鋼管樁的剛度和穩(wěn)定性在內河航道深水中，具有較好的抗沖性能，綜合了鋼板樁圍堰和雙壁鋼圍堰的結構受力特點。且可將鋼管樁嵌巖，施工難度減小，防止水流進施工樁基內。

3 結語

針對深水基礎施工現(xiàn)狀，對深水基礎防水圍堰類型、特點及使用范圍做了一定的介紹和分析，對于實際航道工程中，根據不同地質條件、自然環(huán)境，且在內河航道中選取防水圍堰形式，具有一定的參考意義。

參考文獻：

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[2]任八鋒.鋼管樁圍堰的設計與實踐[J].四川建筑，2012（01）.