橋梁工程鋼圍堰深水群柱施工控制

韋繼祖

摘要：近年來，隨著我國交通基礎建設的迅速發展，在高速公路及新建鐵路橋梁工程建造過程中，深水基礎的施工屢見不鮮。本文通過對柳州至武宣高速公路馬王黔江特大橋橋梁工程鋼圍堰深水群樁施工進行探討，希望能為橋梁的質量控制提供參考意見。

關鍵詞：橋梁；鋼圍堰；深水群樁；施工控制

引言：23#～25#墩為馬王黔江特大橋主墩，23#墩位于黔江河灘上，非水中基礎。24#、25#墩基礎位于黔江航道深水中，承臺采用雙壁鋼套箱施工，根據黔江武宣（二站）2006～2010歷年2～4月水位統計，確定鋼圍堰頂標高為40.5m，承臺底距離圍堰頂12.65m；鉆機平臺頂標高42.28m。

一、工程重難點分析

1、施工技術難度高，屬高風險工程。

2、水中墩水位變化較大，水流急，水中基礎施工是本工程的重難點。該區域水流速度大，最高流速3.21米/秒，浮平臺定位錨固困難。

3、河床面無覆蓋層，鋼護筒、鋼管樁插打困難，水下穩定性差，水上鉆孔平臺施工難度大。

二、水下地形測量

為保證鋼圍堰下放后能夠與河床面最大限度的吻合，在鋼圍堰設計前對24#、25#墩承臺范圍內的河床面地形做測量，測量范圍為37×19m，墩設計承臺中心為準進行平面定位，按100cm間距一個測點成網格形式進行水下地形測量。

水下地形測量方法為：連接一根長18m的直徑φ30mm的鋼管，利用船舶而成作為水中測量操作和定位平臺，按照100cm間距依次從一側向另一側用人工下放，記錄標高和坐標。

三、鋼圍堰設計

雙壁鋼圍堰由主體結構、隔艙板、圍堰糾偏及吊放系統、圍堰臨時支撐、下放水平定位系統五部分組成。

1、主體結構

（1） 內、外壁板為6mm鋼板，壁板上豎肋為∠75×50×5不等邊角鋼，豎肋間距為312.5mm。

（2）水平桁架環板為180×14（mm）鋼板，水平橫撐為∠75×75×5等邊角鋼。

（3）豎向桁架（鋼箱）：圍堰豎向共設有14道支撐桁架（鋼箱），用于支撐及傳遞水的側壓力。

2、隔艙板結構

隔艙板設置在四個圓弧型壁倉端面，隔艙板壁板為14mm鋼板，水平設置間距50-75cm的加勁肋。

3、糾偏及起吊系統

（1）起吊系統：設計為在壁倉間焊接兩塊吊點板（隔艙板位置焊接1塊），吊點板開銷孔，與吊桿連接器銷接，連接至提升架的起吊設備，起吊下放。

（2）糾編系統：在圍堰第一節的1型板和11型、第四節的1、4、8、11型板頂面各對稱設置拉耳，圍堰在入水前，應安裝好糾偏Φ28鋼絲繩拉纜。

4、圍堰臨時支撐

鋼圍堰下放到位后，在單雙壁結合處，從河床到壁倉底板堆碼砂、水泥混合袋（砂、水泥各一半），尺寸為1.2×1.8m。

5、下放水平導向定位系統

鋼護筒定位架在第二道內支撐上設置一層，用I28a型鋼焊接。頂面利用鉆機平臺的貝雷梁主梁和定位導向架來定位鋼護筒。

四、鋼圍堰組拼與下放施工技術

利用浮箱組拼鋼圍堰水上拼裝平臺，經定位錨固后準確施工“提升與限位下放二合一系統”，確保了此系統需要的施工精度，鋼圍堰組拼時在浮式平臺上搭設碗扣支架調節第一節圍堰高低刃腳，自兩個圓角對稱拼裝，單塊壁板組拼采用25T和50T小型浮吊吊裝，第一節下沉采用自制水上提升架吊裝入水，之后的第二、三、四節利用鋼圍堰自身浮力分節拼裝、分節灌水下沉。圍堰著床前利用水下錨進行糾偏并精確定位。使用此技術，鋼圍堰著床前始終處于懸浮狀態，糾偏相對容易。

五、鉆孔樁施工方案

1、鉆機平臺

圍堰內封底混凝土達到設計強度，鋼護筒完全固腳后，在中間的橫橋向鋼護筒上對稱焊接一對牛腿支撐，每個牛腿支撐上面放置雙排貝雷梁，在貝雷梁上橫橋向鋪工字鋼構成平臺的主骨架，最后在主骨架上鋪設防滑鋼板形成鉆機平臺。固定平臺安全可靠，承載能力大，可實現6臺鉆機同時施工，將樁基施工中的鉆孔、泥漿循環、鋼筋籠下放、樁基砼灌注等眾多工序轉化成了陸上施工，一個墩18根樁基三個循環即可完成，此方式利用鋼圍堰和護筒形成施工平臺，既解決了裸巖不利于常規鋼平臺的鋼管樁插打和錨固的問題，同時將常規的施工鋼平臺和鋼圍堰合二為一，大大縮短了樁基的施工周期，節約了成本。

2、鉆孔樁施工

每個墩共有18根直徑2.2m的鉆孔灌注樁，均為支承樁，其中24#墩縱向三排樁基底部設計成階梯式，要求整體嵌入完整的中風化白云質灰巖層不小于3.5d，樁基嵌入中風化白云巖約10～13m，采用6臺液壓反循環沖擊鉆機鉆進，3個循環施工完成。

（1）鉆機的布置和鉆孔施工順序

鉆孔樁施工按間隔跳孔鉆進，梅花形布置，鉆機主要擺設在未施工樁孔或已形成強度樁基的鋼護筒上，不得擺放在剛灌注完水下混凝土還未形成強度的樁基鋼護筒上，具體布置見下圖。

第一循環 第二循環 第三循環

（2）鉆進

鉆孔樁的鉆進主要包括造漿、開孔；反循環鉆進；碴樣的提取；勤檢查鉆孔、鉆頭是否偏移，防止出現斜孔等四道施工工序。

（3）清孔

孔深達到設計深度后，停止鉆進，進行清孔，用較好的泥漿將孔內含有碴的泥漿置換出來，具體操作方法是：將鉆頭提離孔底0.5m，開啟泥漿泵，反循環清孔，在孔內泥漿比重達到要求和孔底沉碴厚度小于5cm時，清孔結束。

（4）鋼筋籠制作和安裝

根據鋼筋籠長度，采取分段在岸邊鋼筋加工場加工，根據岸上汽車吊和水上浮吊的起重能力，每節段的長度在12m左右，現場接長。鋼筋籠的加工制作，關鍵在于保證加勁筋的直徑、圓度。樁基檢測管下端用鋼板焊接封底牢固，隨鋼筋籠接長以直接管聯接密封，每下一節用清水注入檢測管檢查管內水頭是否下降以檢驗接頭是否密封，否則須緩慢提升鋼筋籠到漏水處補焊。提升過程中不得擦傷孔壁，最后一節焊好后應注滿清水并用木塞堵死。

（5）灌注孔樁水下混凝土

鋼筋籠下放完畢后，進行二次清孔，在孔內泥漿比重達到要求和孔底沉碴厚度小于5cm時，即可進行樁基水下混凝土的灌注。混凝土采用在岸上大型拌合站集中拌制，混凝土的坍落度采用18cm～22cm，初凝時間不小于6小時。在混凝土灌注時，準確測量計算封底混凝土方量，確保一次性封底成功，首批灌注砼的數量滿足導管底首次埋置深度1.0以上。在拋球將首批混凝土灌入孔底后，立即測探孔內的混凝土面高度，計算出導管埋設深度，如符合要求即可進行正常灌注。混凝土施工前應對混凝土拌和站、運輸機具和導管進行檢查、維修、保養和試壓，確保正常運轉。

六、成樁檢測

通過具有資質的第三方單位進行超聲波樁基檢測，馬王黔江特大橋主橋的樁基全部都是Ⅰ類樁，地裂隙地質條件下大直徑樁基施工是成功的，漏漿、坍孔處治技術可以推廣應用到類似工程施工中。

七、結束語

通過文中的分析可以看出，鋼圍堰深水群柱施工的步驟非常復雜，要求較高，但是其施工的效果非常明顯，能夠很好的為工程提供施工基礎。因此，在橋梁工程鋼圍堰深水群柱施工中要注重每一個施工環節，以此來保證工程質量。

參考文獻

[1]李軍堂.蕪湖長江大橋雙壁鋼圍堰施工[J].鐵道建設，2005

[2]唐璞.深水基礎防水圍堰的類型及特點的若干問題[J].黑龍江科技信息，2010