桥梁工程钢围堰深水群柱施工控制

韦继祖

摘要：近年来，随着我国交通基础建设的迅速发展，在高速公路及新建铁路桥梁工程建造过程中，深水基础的施工屡见不鲜。本文通过对柳州至武宣高速公路马王黔江特大桥桥梁工程钢围堰深水群桩施工进行探讨，希望能为桥梁的质量控制提供参考意见。

关键词：桥梁；钢围堰；深水群桩；施工控制

引言：23#～25#墩为马王黔江特大桥主墩，23#墩位于黔江河滩上，非水中基础。24#、25#墩基础位于黔江航道深水中，承台采用双壁钢套箱施工，根据黔江武宣（二站）2006～2010历年2～4月水位统计，确定钢围堰顶标高为40.5m，承台底距离围堰顶12.65m；钻机平台顶标高42.28m。

一、工程重难点分析

1、施工技术难度高，属高风险工程。

2、水中墩水位变化较大，水流急，水中基础施工是本工程的重难点。该区域水流速度大，最高流速3.21米/秒，浮平台定位锚固困难。

3、河床面无覆盖层，钢护筒、钢管桩插打困难，水下稳定性差，水上钻孔平台施工难度大。

二、水下地形测量

为保证钢围堰下放后能够与河床面最大限度的吻合，在钢围堰设计前对24#、25#墩承台范围内的河床面地形做测量，测量范围为37×19m，墩设计承台中心为准进行平面定位，按100cm间距一个测点成网格形式进行水下地形测量。

水下地形测量方法为：连接一根长18m的直径φ30mm的钢管，利用船舶而成作为水中测量操作和定位平台，按照100cm间距依次从一侧向另一侧用人工下放，记录标高和坐标。

三、钢围堰设计

双壁钢围堰由主体结构、隔舱板、围堰纠偏及吊放系统、围堰临时支撑、下放水平定位系统五部分组成。

1、主体结构

（1） 内、外壁板为6mm钢板，壁板上竖肋为∠75×50×5不等边角钢，竖肋间距为312.5mm。

（2）水平桁架环板为180×14（mm）钢板，水平横撑为∠75×75×5等边角钢。

（3）竖向桁架（钢箱）：围堰竖向共设有14道支撑桁架（钢箱），用于支撑及传递水的侧压力。

2、隔舱板结构

隔舱板设置在四个圆弧型壁仓端面，隔舱板壁板为14mm钢板，水平设置间距50-75cm的加劲肋。

3、纠偏及起吊系统

（1）起吊系统：设计为在壁仓间焊接两块吊点板（隔舱板位置焊接1块），吊点板开销孔，与吊杆连接器销接，连接至提升架的起吊设备，起吊下放。

（2）纠编系统：在围堰第一节的1型板和11型、第四节的1、4、8、11型板顶面各对称设置拉耳，围堰在入水前，应安装好纠偏Φ28钢丝绳拉缆。

4、围堰临时支撑

钢围堰下放到位后，在单双壁结合处，从河床到壁仓底板堆码砂、水泥混合袋（砂、水泥各一半），尺寸为1.2×1.8m。

5、下放水平导向定位系统

钢护筒定位架在第二道内支撑上设置一层，用I28a型钢焊接。顶面利用钻机平台的贝雷梁主梁和定位导向架来定位钢护筒。

四、钢围堰组拼与下放施工技术

利用浮箱组拼钢围堰水上拼装平台，经定位锚固后准确施工“提升与限位下放二合一系统”，确保了此系统需要的施工精度，钢围堰组拼时在浮式平台上搭设碗扣支架调节第一节围堰高低刃脚，自两个圆角对称拼装，单块壁板组拼采用25T和50T小型浮吊吊装，第一节下沉采用自制水上提升架吊装入水，之后的第二、三、四节利用钢围堰自身浮力分节拼装、分节灌水下沉。围堰着床前利用水下锚进行纠偏并精确定位。使用此技术，钢围堰着床前始终处于悬浮状态，纠偏相对容易。

五、钻孔桩施工方案

1、钻机平台

围堰内封底混凝土达到设计强度，钢护筒完全固脚后，在中间的横桥向钢护筒上对称焊接一对牛腿支撑，每个牛腿支撑上面放置双排贝雷梁，在贝雷梁上横桥向铺工字钢构成平台的主骨架，最后在主骨架上铺设防滑钢板形成钻机平台。固定平台安全可靠，承载能力大，可实现6台钻机同时施工，将桩基施工中的钻孔、泥浆循环、钢筋笼下放、桩基砼灌注等众多工序转化成了陆上施工，一个墩18根桩基三个循环即可完成，此方式利用钢围堰和护筒形成施工平台，既解决了裸岩不利于常规钢平台的钢管桩插打和锚固的问题，同时将常规的施工钢平台和钢围堰合二为一，大大缩短了桩基的施工周期，节约了成本。

2、钻孔桩施工

每个墩共有18根直径2.2m的钻孔灌注桩，均为支承桩，其中24#墩纵向三排桩基底部设计成阶梯式，要求整体嵌入完整的中风化白云质灰岩层不小于3.5d，桩基嵌入中风化白云岩约10～13m，采用6台液压反循环冲击钻机钻进，3个循环施工完成。

（1）钻机的布置和钻孔施工顺序

钻孔桩施工按间隔跳孔钻进，梅花形布置，钻机主要摆设在未施工桩孔或已形成强度桩基的钢护筒上，不得摆放在刚灌注完水下混凝土还未形成强度的桩基钢护筒上，具体布置见下图。

第一循环 第二循环 第三循环

（2）钻进

钻孔桩的钻进主要包括造浆、开孔；反循环钻进；碴样的提取；勤检查钻孔、钻头是否偏移，防止出现斜孔等四道施工工序。

（3）清孔

孔深达到设计深度后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有碴的泥浆置换出来，具体操作方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启泥浆泵，反循环清孔，在孔内泥浆比重达到要求和孔底沉碴厚度小于5cm时，清孔结束。

（4）钢筋笼制作和安装

根据钢筋笼长度，采取分段在岸边钢筋加工场加工，根据岸上汽车吊和水上浮吊的起重能力，每节段的长度在12m左右，现场接长。钢筋笼的加工制作，关键在于保证加劲筋的直径、圆度。桩基检测管下端用钢板焊接封底牢固，随钢筋笼接长以直接管联接密封，每下一节用清水注入检测管检查管内水头是否下降以检验接头是否密封，否则须缓慢提升钢筋笼到漏水处补焊。提升过程中不得擦伤孔壁，最后一节焊好后应注满清水并用木塞堵死。

（5）灌注孔桩水下混凝土

钢筋笼下放完毕后，进行二次清孔，在孔内泥浆比重达到要求和孔底沉碴厚度小于5cm时，即可进行桩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，初凝时间不小于6小时。在混凝土灌注时，准确测量计算封底混凝土方量，确保一次性封底成功，首批灌注砼的数量满足导管底首次埋置深度1.0以上。在抛球将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内的混凝土面高度，计算出导管埋设深度，如符合要求即可进行正常灌注。混凝土施工前应对混凝土拌和站、运输机具和导管进行检查、维修、保养和试压，确保正常运转。

六、成桩检测

通过具有资质的第三方单位进行超声波桩基检测，马王黔江特大桥主桥的桩基全部都是Ⅰ类桩，地裂隙地质条件下大直径桩基施工是成功的，漏浆、坍孔处治技术可以推广应用到类似工程施工中。

七、结束语

通过文中的分析可以看出，钢围堰深水群柱施工的步骤非常复杂，要求较高，但是其施工的效果非常明显，能够很好的为工程提供施工基础。因此，在桥梁工程钢围堰深水群柱施工中要注重每一个施工环节，以此来保证工程质量。

参考文献

[1]李军堂.芜湖长江大桥双壁钢围堰施工[J].铁道建设，2005

[2]唐璞.深水基礎防水围堰的类型及特点的若干问题[J].黑龙江科技信息，2010