淺析簡易土石圍堰在橋梁樁基及承臺的施工技術

于 兵， 程 飛， 徐東方

(中國水利水電第十四工程局有限公司， 云南 昆明 650041)

0 前 言

隨著我國經濟突飛猛進的發展，基礎設施建設同步發展，一大批橋梁成功建設，充分展示了我國基礎設施建設的強大實力。橋梁施工過程中經常跨越河流，在工程中面臨橋梁樁基、承臺的施工難題，不同的橋梁采用了不同的方法來解決。本文結合實例論述了在河內對橋梁樁基及承臺施工時設置的簡易的土石圍堰型式施工方法，以最經濟的方式解決了河內樁基、承臺施工問題，可用于類似工程借鑒。

1 概 況

宜昭高速洛澤河特大橋為一座分離式橋梁，全橋22跨，橋長1 336 m，橋面寬2 m×12.25 m，主橋采用“80 m+(3×150) m+80 m”連續剛構體系橫跨洛澤河和昭彝二級公路，最大墩高119 m，本橋按照300年一遇洪水設計，設計水位高程859.28 m(有記載以來最大洪水水位高程)。16號、17號橋墩位于洛澤河左右岸，其中17號墩位于洛澤河左岸河內，左幅承臺頂高856.953 m，右幅承臺頂高>856.347 m，實測施工期3月河水水位高程853 m。橋墩布置見圖1。

2 圍堰設計

2.1 一期平臺圍堰設計

一期圍堰主要目的是作為樁基施工平臺，設置平臺圍堰即可。

圖1 洛澤河特大橋16號、17號橋墩縱斷面示意

2.1.1 一期圍堰平臺高程確定

3月實測17號橋墩處洛澤河處水位高程853 m，按照進度安排17號橋墩樁基安排在汛期施工，根據以上資料結合河道寬度等推測，樁位處汛期十年一遇汛期洪水水位高程約855.5 m，考慮到圍堰平臺填筑侵占河道的水位雍高等，為了確保施工期安全，將一期圍堰平臺高程擬定為：

H=h+Δh=856.5 m

式中，H為堰頂高程；h為擋水水位，取854 m；Δh為安全超高，一般為0.7～1.0 m，取1.0 m。

2.1.2 一期圍堰結構設計

一期圍堰平臺采用土石回填，堰腳及堰坡采用塊石防護，為了增強抗沖刷能力，塊石采用水泥砂漿包裹。樁基采用沖擊鉆施工，無需采取防滲水措施。

2.2 二期擋水圍堰設計

根據設計圖紙，17號橋墩左幅承臺底面高程為851.953 m，右幅承臺底面高程為851.347 m，距離一期圍堰平臺高度約5 m，經實測，施工期現水位高程為853 m，承臺底面位于水面以下1.2～1.5 m，為了承臺基坑施工，必須設置二期擋水圍堰。

2.2.1 河道疏浚

根據橋墩平面位置及河道特征，橋墩正處于河道彎段處，水流直沖一期圍堰及橋墩，且由于一期圍堰平臺與承臺底部高差較大，為了避免河流直沖圍堰，加寬河道過流面積，降低河水水位高程，減小基坑圍堰深度，減小安全風險，需對右岸河道進行疏浚，河道疏浚深度至少保證2 m。

2.2.2 二期圍堰高程確定

結合現有水文資料、實測水位及河道寬度等推測，樁位處枯期十年一遇枯期洪水水位高程約854 m。考慮到圍堰平臺填筑侵占河道的水位雍高等，為了確保施工期安全，將二期擋水圍堰高程擬定為：

H=h+Δh=855 m

由于洛澤河主要為季節性河流，枯期水量較小且較為穩定，并經過河道疏浚后水位高程有所降低，過流斷面及過流能力提高，按照汛期圍堰水位高程推測方法，是能夠滿足要求的。

2.2.3 圍堰結構設計

根據承臺結構特征，17號橋墩左右幅采用整體基坑圍堰設計，采用土石圍堰+雙層土工膜防水布的結構型式，防滲體底部深入原地地面內部小于0.5 m，圍堰堰頂寬4.5 m，基坑開挖大小比承臺結構尺寸大1.0 m設計，圍堰內外側坡比均設置為1 ∶1，外側坡腳采用塊石回填。二期擋水圍堰結構型式見圖2、3。

2.2.4 圍堰穩定計算

圍堰穩定分析采用瑞典條分法進行分析。

圖2 洛澤河特大橋17號橋墩二期擋水圍堰平面

圖3 洛澤河特大橋17號橋墩二期擋水圍堰結構橫斷面

Kc=抗滑力矩/滑動力矩

=187.013/(161.079-31.627)

=1.44≥1.25

因此，圍堰穩定性滿足要求。

3 圍堰施工

3.1 工藝流程

3.1.1 一期圍堰施工工藝流程

施工準備→測量放線→圍堰平臺填筑→護腳(坡)處理→平臺圍堰形成。

3.1.2 二期擋水圍堰施工工藝流程

施工準備→河道疏浚→853.5 m高程以上開挖及回填→防滲基槽開挖→埋設土工膜防水布→黏土回填→855 m高程以下堰體回填→基坑開挖→基坑抽排水。

3.2 施工方法

(1)一期平臺圍堰施工采取進占法向河內逐層碾壓回填，坡腳位置拋填大塊石護腳，為了增加塊石抗沖刷能力，在水位較低時塊石坡面灌填水泥砂漿。圍堰平臺形成后進行樁基施工。

(2)二期擋水圍堰在河道疏浚完成后進行施工。首先在一期圍堰外側邊緣放出二期圍堰往外填筑寬度，然后開挖一期圍堰往河內方向填筑，邊挖邊填，將一期圍堰整體降低至853.5 m高程附近。往河內回填時圍堰寬度滿足設計后，及時拋填塊石，保護坡腳。

(3)放出防滲基坑中線，進行防滲基槽的開挖，防滲基槽寬度為1.0 m，開挖后及時進行基槽抽排水，一邊抽水一邊鋪設土工膜防水布，鋪設時裁剪成設計寬度，從中部往基槽內對稱下放，接頭反折疊后采用鐵絲綁扎連接，分段鋪設后采用人工黏土回填壓至基槽底部，形成雙層防滲土工布，最后采用機械回填至設計高程。

(4)防滲土工布鋪設及基槽回填完成后，回填853.5～855 m高程間堰體，分層回填碾壓，直至圍堰形成，圍堰坡腳采用大塊石防護。圍堰施工完成后進行基坑開挖、抽排水及承臺施工。

4 結 語

(1)本文論述了利用水工施工中一、二期圍堰的理念和原理，根據橋梁樁基、承臺不同施工階段設計了不同的圍堰結構，結構型式簡易、施工方便、成本低。

(2)承臺基坑開挖后，并設置集水井采用潛水泵進行抽排水，滲水量不超過200 m3/h，抽排強度較低，擋水圍堰結構型式設置較合理，滿足施工要求。

(3)本文防水層采用土工膜防水卷材，接頭部位采取反折疊鐵絲綁扎搭接，對于防水要求較高的基坑可以改為HDPE自黏防水卷材，接頭采取搭接熱熔焊接的型式，防滲水效果將會更好。