水中橋梁承臺圍堰施工技術研究

夏淑凱

中鐵十六局集團第四工程有限公司

水中橋梁承臺圍堰施工技術研究

夏淑凱

中鐵十六局集團第四工程有限公司

圍堰是指在水利工程建設中，為建造永久性工程，修建的臨時性圍護結構。其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內排水，開挖基坑，修筑主體結構。元寶村站至動物園站區間K8+645～DK8+955處高架線路斜跨魚塘而過，該段高架橋梁承臺底位于水面下約4 m，樁基礎施工時在水塘中已用片石及中粗砂等透水性材料填筑施工平臺。文章針對該工程的特點，分析在施工中需要注意的問題，為同類工程的施工提供借鑒。

橋梁；承臺圍堰；施工

1 工程概況

該工程的高架橋梁承臺底在水下4米左右，樁基礎在施工的時候水塘里已填筑施工平臺。本段基礎采用4根φ1.25m鉆孔灌注樁，承臺尺寸均為5.8×6×2m，土圍堰填筑頂標高為1917.1-1917.3m，承臺底標高最低位1911.256，開挖深度約為6m。橋墩均為頂截面2.1*3.8m、底截面1.9*2.8m茶花墩，橋墩底部最深位于水面以下3m左右，墩柱高度為8-12m。

為保證該段地勘單位能及時進場以及后期施工簡支梁時滿堂支架基礎的地基承載力，我項目在施工前期對該魚塘采用拋石擠淤以及碾壓碎石土修筑了施工平臺。因填筑材料為透水性材料且施工平臺頂離魚塘水面高度僅為1.0米，所以在進行承臺施工時將面臨止水（魚塘填筑材料滲水）及支護（開挖較深，承臺底需穿越片石層，片石及碎石土材料遇水自穩性差）兩個問題。

為確保安全施工，保證施工質量，需要對高架線路斜跨魚塘中的承臺施工采取相應的支護及止水方案。

2 施工方案

根據墩位處的地質情況與承臺設計尺寸，項目部經方案進行比選研究決定承臺開挖采用內鋼模板支護外填黏土止水的施工方案，此方法施工較簡單、快捷，插打方便，且成本較低。但因鋼模板剛度小，深基坑變形量較大，故需加密內部支撐。

在該工程中，模板拼縫位置采用焊接方式連接，面板尺寸均為10m*7m（寬*高），每套共計4塊，鋼模板背部橫向背肋采用十道16#槽鋼支撐，槽鋼間距為63.3cm。槽鋼背面之間設置3道豎向支撐，長度為63.3cm，以保證槽鋼的整體穩定性；豎向背肋采用四道16#工字鋼進行加固，每根長度為8m，模板上下各露出0.5m，工字鋼間距為2.1m，鋼模板、工字鋼及槽鋼與之間均采用滿焊焊接，鋼模板圍堰支護平面示意圖見圖1。承臺圍堰采用鋼模板支護后，外側回填粉質粘土止水，模板埋深超過承臺底1m，采用鋼模板圍護，模板外回填粘土止水，后進行內部淤泥開挖及后續正常承臺工序施工，承臺的鋼模板樁圍護范圍為10m×10m，模板高7m。

3 圍堰施工的要點

3.1 施工放線、定位及開挖

該工程施工的過程中需要根據設計圖紙計算出承臺角隅坐標,根據現場承臺所需工作面以及基坑支撐所需尺寸放出鋼模板開挖槽位置。開挖槽邊線放出后，施工隊需用白灰線劃出輪廓，并對開挖點在開挖線外做好護樁，以便在開挖過程中隨時復核開挖槽平面位置。

因線路左右側為魚塘，前后為便道，因此為了保證開挖的安全性，開挖順序具體見右圖2，嚴格按照開挖順序上圖①-④進行開挖，坑槽開挖寬度為3m，深度與模板高度等同為7m，采用單面開挖、單面安裝模板、單面沉工字鋼豎向支檔、單面回填的方式進行。

3.2 圍堰施工的要求

3.2.1 鋼模板支設

支護槽開挖至指定深度后，采用兩臺25t吊車同時作業，將模板（光面朝承臺外側）下至槽底。安裝前需按照開挖前所引控制點繃設模板控制邊線，以保證模板凈空。模板下放到位后，進行56#工字鋼支檔工作，將其按照固定線型、間距緊貼模板打入持力層，工字鋼長度為10m。鋼模板安裝如圖1和2所示。

圖1 下設模板

圖2 56#工字鋼加固現場

3.2.2 黏土回填

單側模板與工字鋼均安裝好后，為了防止片石坍塌而導致止水效果不佳以及模板變形與移位，需及時對模板內外側進行黏土回填。回填采用止水性能較好的黏土進行，需注意的是首先只進行初步回填，回填時模板內外側回填需同時進行，防止模板變形，內外回填高度嚴格控制在0.5米范圍內，直至回填至原地面標高。

3.2.3 抽水、堵漏及圍堰內支撐安裝

鋼模板埋設到位后，因承臺開挖較深，且鋼模板支撐外黏土止水帶寬2-3米，不具備緊靠模板開挖條件，所以承臺開挖采用長臂挖機開挖為主，人工開挖為輔的方式。堰內土方分兩次清除，加固順序采用先支撐后開挖的形式，嚴禁超挖及支護不到位提前開挖的現象。

開挖過程中需及時抽水，隨時觀察圍堰是否發生漏水的現象，當鋼板之間漏水時需要借助板條、棉絮等進行嵌塞。如果圍堰角發生漏水時，需要觀察工程的具體情況，找到漏水的部位，借助麻袋或者堵漏速凝材料封堵，防止漏水等問題影響工程的進度和質量。

為了防止模板最薄弱跨中位置發生變形失穩，開挖前需設置兩道36#工字鋼十字支撐。十字初支撐完成后，方能進行承臺開挖，當挖至原地面下2m高的位置時，用兩臺泥漿泵對基坑內水進行抽排，抽至支撐面后進行第一道36#工字鋼支撐，支撐過程中泥漿泵必須保證基坑內水位。對承臺底以上余土進行挖除時，挖至承臺底標高后于坑底上1.5m高度進行第二道雙排28#工字鋼支撐。

3.2.4 鋼模板圍堰變形觀測

在鋼板樁圍堰擋水期間，需在鋼模板上設置變形觀測點，隨時對鋼板樁頂的位移進行觀測，測桿安放在兩個固定的鋼模板上，每個支撐面布置兩個觀測點，共計8個觀測點。測量人員每2個小時檢測一次，如果發現樁頂向基坑內的偏移量發生突變將緊急疏散作業人員確保安全施工。

3.3 承臺施工注意事項

圍堰施工完畢，開挖到位后，本段承臺施工后續工序基本與常規承臺施工基本一致，但因其特殊性，仍有以下幾點需注意：

3.3.1 基礎承載力

因承臺底標高已穿越拋石擠淤層，到達軟弱層，因此為了保證澆筑混凝土時不發生壓穿底板、爬模及軟弱層與混凝土混合等影響承臺施工的安全、質量的現象，承臺開挖好后，需對承臺底軟弱層進行換填，我項目現場采用超挖50公分換填片石的施工方法，以保證地基承載力。

3.3.2 防排水措施

在承臺墊層施工前，應做好抽排水措施，在墊層外側設置排水溝，于最低處設置集水坑，對承臺滲水進行抽排，防止澆筑混凝土時滯留水影響混凝土澆筑質量。

3.3.3 混凝土澆筑

因該段承臺加固鋼模板外側已用黏土回填止水，因此施工便道離承臺較遠，無法采用溜槽直接入模，所以本段承臺澆筑均采用泵送混凝土。

澆筑方式采用分段、分層進行澆筑，分層厚度約為30cm，在新澆筑完成的下層混凝土上澆筑新混凝土，必須在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土。泵車混凝土澆筑需調整大臂，以保證泵管口與承臺頂距離落差小于2.0m，當下落高差大于2.0米時，設設置串筒。串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不得大于1m。混凝土澆筑過程中，安排專人檢查模板、鋼筋、支撐的穩固程度以及墩柱預埋鋼筋位置的準確性，如發現松動、變形、移位時馬上停止施工，查明原因，處理完畢后才能繼續施工。

3.3.4 回填黏土的挖除以及基坑回填

承臺及墩柱施工完畢后，因鋼模板支護外側所回填土均為止水性較弱黏土，所以為了保證簡支梁支架基礎層具有足夠的地基承載力，需對回填的止水黏土進行整體挖除，待鋼模板全部拔出后，采用片石擠水的方法回填基坑，以保證基礎整體穩固性。

4 結束語

該工程在施工周期內，既要保證工程的施工進度，又要保證施工的質量。水中橋梁圍堰施工的過程中，并未出現漏水、傾斜等危害，同時并沒對水域進行污染。本工程的順利完成促進了我國水中承臺圍堰施工技術的提高，該工藝能夠最大程度利用既有周轉材料（300mm*1000mm鋼模板、槽鋼、工字鋼），且能完美解決拉森鋼板樁在片石回填區域不能施工的難題，具有較強的可推廣性，為我國的深水圍堰工程積累了豐富的經驗。

[1] 馮亞山.鋼板樁圍堰在水中橋梁承臺施工中的應用[J].中華建設,2015(8):138～139.

[2] 伍趙亮.低凈空條件下在役橋梁水中鋼圍堰設計和施工技術方案[J].福建交通科技,2016(5):73～76.

[3] 郝文甫.淺談水中承臺鋼吊箱圍堰整體施工技術[J].科技展望,2016(11):52+187.

姓名：夏淑凱，性別：男，籍貫：河北滄州，民族：漢族，出生：1983年2月，職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：市政、建筑工程施工。