公路大橋深水區橋塔墩基礎圍堰法施工方法分析

王李佳

（山西交通控股集團有限公司大同高速公路分公司，山西大同 037000）

0 引言

在橋梁工程項目建設環節，河水沖刷會對橋梁結構造成嚴重影響，所以承臺鋼圍堰結構施工非常重要。水下環境比較復雜，水流速度會對水中承臺結構造成巨大的影響。由于不同位置上水體的深度有很大差異，應用水中承臺鋼圍堰的結構也會有所差異，在符合跨河大橋建設要求的基礎上，降低承臺圍堰基礎結構的施工成本，具備較高的經濟效益。

1 鋼圍堰施工注意事項

在鋼圍堰現場施工中，加強安全管理和控制，做好結構性能測試，提升結構的穩定性，保證施工參數符合橋梁建設要求。鋼圍堰結構施工之前，按照方案要求，做好現場的細致分析，掌握水文、地質等參數條件。根據實際情況，制訂合理的施工方案，明確施工工藝順序，進而可以有效地提升現場施工的總體水平，避免產生嚴重的危害和影響。對于鋼圍堰結構施工來說，應加強垂直度、平面位置、封底、混凝土標高、內外水位差、水流速度等控制，做好測量工作，使用普通光學測量儀器等監測、掌握各項數據信息。

2 工程概況

某公路大橋項目的長度為680m，上部屬于連續鋼結構類型。兩邊的橋臺采用重力式橋臺，按照二級公路標準設定。根據公路一級荷載進行設計，通航達到Ⅳ級。根據10 年一遇設計洪水水位，防洪標準為百年一遇。該項目主橋的1#、2#柱墩承臺按照整體式設計。在橋梁所處的位置上，采用溶蝕、侵蝕巖溶地貌形式。該橋梁要跨越河流，兩岸坡度比較陡，地勢如果發生較大的變化，地面標高為218～372m，地質條件為第四系，植被發育比較完善，崩塌、滑坡、坍塌災害發生率較低，地質條件相對較少，岸坡穩定性比較好。考慮到橋梁基礎施工要求，結合項目特征，在分析水文地質條件、承臺尺寸相關參數的基礎上，針對1#、2#墩承臺采用雙壁鋼圍堰結構緊湊施工。其中，圍堰的厚度參數為1.226m，1#圍堰部位水深11m，2#圍堰水深19.8m。對于該圍堰結構來說，采取分節段的施工方式，加強現場布置和控制措施應用。

2.1 圍堰平臺拼接

圍堰平臺系統主要包含分配梁系統、連接桿系統、鋼管樁系統以及支撐等系統。在現場設計中，應用鋼管樁作為主要的平臺支撐結構，達到結構平臺的使用效果，嚴格執行設計方案拼裝作業。首先，將樁基作業平臺拆除掉，再應用鋼護筒的中線布置圍堰拼接平臺。在拼接過程中，應用鋼護筒支撐結構施工，以免產生嚴重的危害和影響。

2.2 施工系統布設

2.2.1 懸吊下沉設置

在下沉裝置的設置中，主要組成部分是千斤頂、鋼絞線、分配梁、扁擔梁等結構。在該系統內，各個部件的作用都非常重要，所以要重視各個結構部分的分析和控制，尤其是在鋼圍堰吊裝中，選擇合適的吊點，下放鋼筋籠，滿足現場施工的標準和要求。吊裝、施工現場如圖1、圖2 所示。

圖1 吊裝現場

圖2 施工現場

2.2.2 圍堰下沉拼接

在鋼圍堰結構加工中，采用分塊的方式進行，做好各個結構部分的驗收工作，而后運輸到現場進行焊接處理。具體操作環節若存在水平或者豎向偏差，應進行分割處理，確保各個結構段符合設計標準。在圍堰拼接的作業中，焊縫采取滿焊的方式進行，間隔1m要設置加勁板，以達到結構施工效果的要求[1]。

2.2.3 導向裝置安裝

在圍堰結構施工中，做好導向安裝非常重要。該工程的導向裝置主要采用標準的工字鋼材料制作，同時在上游段與下游段分別設置。上游布置3 個限位器，下游則需要布置4 個。結合設計方案做好滑軌裝置安裝，通過軌道讓圍堰精準下沉，達到規范的安裝點。3 個限位器應該布置在滑軌中，預留2cm 空隙，從而減小摩擦力，使得項目運行正常。

2.3 圍堰下沉與著床施工

下沉與著床是整個鋼圍堰結構施工的關鍵工序，嚴格執行工藝方案進行，分段下放、拼裝、支撐施工，確保結構達到穩定、安全的標準。

2.3.1 首節圍堰下沉

不曾想，蹲地上的權箏老爸權頭一抬眼看見何東走了過來，“騰”一下站了起來，還沒等大家反應過來，他一個耳光子扇到何東右臉上：“都是你！”他先下手為強了。

在首節圍堰拼裝工作結束后，開始進行懸吊系統的檢查與驗收。應用千斤頂把首節圍堰的結構提升到作業平臺上部5cm 的位置上，并且檢查螺紋是否存在損壞的問題。首節鋼圍堰達到規定部位，與水面保持平衡，開始進行滲透檢測。同時，還要復核該結構的尺寸，不會給后續結構的施工作業造成負面影響。對鋼圍堰的安裝高度進行控制，超過水面5m 左右為最佳。為了使各個結構的連接效果合格，具備較高的整體性，在首節進行混凝土灌注施工后，應將其超出水面2m 左右，達到連續施工的效果。但是也要注意，鋼圍堰下沉到設計標高部位后，就要停止下沉。在該環節對刃角進行檢查，準備詳細資料，掌握現場施工數據信息。在鋼圍堰下沉與著床的環節，將相關結構吊裝到指定位置，而后分別進行封底處理[2-3]。該工程在221.6m 標高部位設置了標準的連接孔，倘若水位超過該規范值，則需要停止施工。并且在施工期間，安排工作人員對鋼圍堰進行觀測，查看是否出現變形情況。

2.3.2 其他節段接高

針對其他節段接高操作，需要在河岸上進行拼接處理，同時明確節點的對接參數，而后在第二節圍堰操作時，采取吊機將其運輸到操作平臺施工。在現場拼接施工中，在外圈的空間中安裝掛籃裝置，作為施工平臺使用。在現場焊接過程中，嚴格執行焊接工藝方案，焊縫位置強度合格，沒有發生焊接缺陷等問題，且不會出現滲漏的情況。同時，在每片圍堰安裝的環節，應達到整體平衡的效果，并且應將底節艙內的水分抽出，加強隔艙內水位的控制。在圍堰上標記好高度，第二節圍堰施工后，即刻下沉著床施工。具體操作時，采取全站儀進行定位，明確鋼圍堰定位參數，使其達到整體結構平衡性標準。下沉環節達到垂直度的要求，且現場采取必要的監測措施，減少偏差出現。同時，在現場還需要做好卷揚機布設。操作時，兩側同時收緊，從而使下沉、著床的整個環節都能滿足平衡性的要求[4-5]。

2.3.3 內支撐設置施工

在內支撐施工環節，在圍堰上部結構距離大概1m的位置布設支撐體系，主要組成結構為支撐鋼管。在底部應布置牛腿，通常應用30cm 工字鋼制作，與圍堰采取焊接方式連接，形成整體結構。在現場施工環節，確保內支撐與圍堰軸線對正，沒有偏壓的問題，達到現場施工的安全性和穩定性。

2.4 封底混凝土施工

2.4.1 材料控制

由于深水區域作業對于混凝土的流動性要求非常高，該工程混凝土坍落度設定為20cm，砂率為45%左右，各方面性能符合標準。在封閉操作前，應對現場沖刷的情況展開檢查，確保各方面的施工參數符合項目需求。

2.4.2 施工前期處理

對于該橋梁項目的實施中，1#墩下部標高部位上，由潛水員進入內部查看，了解水下地形條件，并進行縫隙的封堵處理，然后開展清淤作業。2#墩應用拋石法開展作業，進行底層封閉施工，符合設計標高要求。對現場施工各個環節加強監測，隨時掌握底部與河床的情況，消除間隙，使整體結構澆筑施工合格。

在該環節施工時，需要布設施工平臺，同時按照方案設計要求安裝導管。該工程設置22 個施工點，并且以5 根導管作為一組進行作業。在具體的布置中，遵循如下原則進行：一是半徑按照5m 進行布置，每個部位的澆筑作業都能順利進行，以免產生嚴重的質量缺陷問題。二是導管的設置要位于鋼圍堰的外側進行并列部署，提升混凝土的防滲性能。三是對導管和外壁進行控制，保證混凝土材料的流動性合格，以免造成施工效果不達標的問題。

在封底混凝土的澆筑作業中，按照從周邊向中間的順序進行，下游設置5 個導管進行澆筑作業，并且連續性澆筑施工，實施結構封底作業。施工期間，針對導管不能延伸到指定位置區域，采取補充澆筑方式進行處理。此外，在相同導管澆筑期間，需要做好澆筑時間的控制，間隔時間在0.5h 以內，達到結構的整體性標準[6]。

2.5 雙壁鋼圍堰拆除

2.5.1 雙壁鋼圍堰水上切割

對于該工程項目施工來說，雙壁鋼圍堰承臺標高以下不拆除作業，使承臺結構的整體性合格，具備較高的強度和穩定性，其他部分則應該在冬季枯水期拆除。在圍堰結構的拆除中，每層分為16 個單元箱體分解處理，單個結構重量在10t 左右。在切割階段，為提升安全性，主要用分層拆除方法進行，以氧氣乙炔進行鋼筋切割。

2.5.2 圍堰起吊

起吊作業開始之前，應做好鋼圍堰平衡性檢測，防止發生傾覆的情況。吊點的布置應該采取對稱的方式進行，最后一個結構拆除后，起吊完成時，由潛水員拔出螺栓。在現場起吊作業中，加強現場監督檢查工作，確保周邊人員安全，不會發生安全事故。在現場施工中，對受力點進行檢查，一旦存在任何問題，要立即停止施工，并進行調整，使項目施工可以順利完成。將起吊結束的鋼圍堰，平穩地放置到平臺中，然后運輸到岸上[7]。

3 變形監測作業流程

3.1 變形監測設備

在變形監測開始前，先準備好監測設備，主要包含全站儀、鋼卷尺等設備，確保在規定時間內完成監測工作，掌握現場的變形數據信息。監測人員掌握操作的方法，了解現場的具體情況，并且做好現場各項參數記錄工作，如荷載、水位、溫度、降水等，為變形結果的分析和控制提供基礎。

3.2 變形監測外業數據采集

在該工程變形監測的環節，每次監測選擇J1 點、后視點J2 點、校核點J3 點，每次固定監測人員，執行操作規范和標準，以免因為操作不當而出現誤差過大的情況。全站儀在監測環節，選取最高儀器點位，測量3 次儀器的高度平均值減去1mm 為儀器高。通過全站儀掌握現場各項數據信息，每個監測點平均計算坐標參數，并通過數據記錄形成三維坐標信息，在相應編號上記錄監測點數據。在監測過程中，固定人員、設備、測量方法，消除任何操作上的誤差，保持相同的測量條件，提高外業測量數據的精確性，具備較高的利用價值[8]。

在監測過程中，嚴格控制工作頻率，基坑支護施工階段，每天1 次；支護施工后，每2 天1 次，連續監測30 天；后期每3 天1 次。監測環節如果遇到下述情況，應增加頻率，通常為每天3 次：其一，監測數據超出設定的預警值；其二，數據變化比較劇烈或者速度增大；其三，上游水電站放水期或者放水后；其四，洪水期或者洪水后；其五，鋼板樁、內支撐存在變形的情況。

3.3 變形監測內業數據處理

在外業測量各項數據之后，將監測的數據信息傳輸到內業設備中。組織人員對相關的數據進行處理，填寫在監測表與垂直位移監測表內，計算每日的變形速率以及累計變化的數據，從而獲得相關的信息。

在該橋梁項目的監測過程中，各項數據都沒有超過預警參數值。每次監測工作完成后，都要立即處理相關數據。如果發現數據異常，或者存在影響結構性能和質量的因素，應及時采取修正處理措施，上報相關機構和人員，解決數據存在的偏差和問題，避免產生嚴重危害。

4 結語

該工程采用圍堰法進行施工，通過現場監測發現，各方面的參數滿足建設要求。基于工程質量與安全層面分析，在類似工程建設時，應當加強橋梁塔墩基礎圍堰技術選擇，并且做好技術的應用控制與現場管理，為橋梁項目建設提供基礎保障。