水中桥梁承台围堰施工技术研究

夏淑凯

中铁十六局集团第四工程有限公司

水中桥梁承台围堰施工技术研究

夏淑凯

中铁十六局集团第四工程有限公司

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性工程，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑主体结构。元宝村站至动物园站区间K8+645～DK8+955处高架线路斜跨鱼塘而过，该段高架桥梁承台底位于水面下约4 m，桩基础施工时在水塘中已用片石及中粗砂等透水性材料填筑施工平台。文章针对该工程的特点，分析在施工中需要注意的问题，为同类工程的施工提供借鉴。

桥梁；承台围堰；施工

1 工程概况

该工程的高架桥梁承台底在水下4米左右，桩基础在施工的时候水塘里已填筑施工平台。本段基础采用4根φ1.25m钻孔灌注桩，承台尺寸均为5.8×6×2m，土围堰填筑顶标高为1917.1-1917.3m，承台底标高最低位1911.256，开挖深度约为6m。桥墩均为顶截面2.1*3.8m、底截面1.9*2.8m茶花墩，桥墩底部最深位于水面以下3m左右，墩柱高度为8-12m。

为保证该段地勘单位能及时进场以及后期施工简支梁时满堂支架基础的地基承载力，我项目在施工前期对该鱼塘采用抛石挤淤以及碾压碎石土修筑了施工平台。因填筑材料为透水性材料且施工平台顶离鱼塘水面高度仅为1.0米，所以在进行承台施工时将面临止水（鱼塘填筑材料渗水）及支护（开挖较深，承台底需穿越片石层，片石及碎石土材料遇水自稳性差）两个问题。

为确保安全施工，保证施工质量，需要对高架线路斜跨鱼塘中的承台施工采取相应的支护及止水方案。

2 施工方案

根据墩位处的地质情况与承台设计尺寸，项目部经方案进行比选研究决定承台开挖采用内钢模板支护外填黏土止水的施工方案，此方法施工较简单、快捷，插打方便，且成本较低。但因钢模板刚度小，深基坑变形量较大，故需加密内部支撑。

在该工程中，模板拼缝位置采用焊接方式连接，面板尺寸均为10m*7m（宽*高），每套共计4块，钢模板背部横向背肋采用十道16#槽钢支撑，槽钢间距为63.3cm。槽钢背面之间设置3道竖向支撑，长度为63.3cm，以保证槽钢的整体稳定性；竖向背肋采用四道16#工字钢进行加固，每根长度为8m，模板上下各露出0.5m，工字钢间距为2.1m，钢模板、工字钢及槽钢与之间均采用满焊焊接，钢模板围堰支护平面示意图见图1。承台围堰采用钢模板支护后，外侧回填粉质粘土止水，模板埋深超过承台底1m，采用钢模板围护，模板外回填粘土止水，后进行内部淤泥开挖及后续正常承台工序施工，承台的钢模板桩围护范围为10m×10m，模板高7m。

3 围堰施工的要点

3.1 施工放线、定位及开挖

该工程施工的过程中需要根据设计图纸计算出承台角隅坐标,根据现场承台所需工作面以及基坑支撑所需尺寸放出钢模板开挖槽位置。开挖槽边线放出后，施工队需用白灰线划出轮廓，并对开挖点在开挖线外做好护桩，以便在开挖过程中随时复核开挖槽平面位置。

因线路左右侧为鱼塘，前后为便道，因此为了保证开挖的安全性，开挖顺序具体见右图2，严格按照开挖顺序上图①-④进行开挖，坑槽开挖宽度为3m，深度与模板高度等同为7m，采用单面开挖、单面安装模板、单面沉工字钢竖向支档、单面回填的方式进行。

3.2 围堰施工的要求

3.2.1 钢模板支设

支护槽开挖至指定深度后，采用两台25t吊车同时作业，将模板（光面朝承台外侧）下至槽底。安装前需按照开挖前所引控制点绷设模板控制边线，以保证模板净空。模板下放到位后，进行56#工字钢支档工作，将其按照固定线型、间距紧贴模板打入持力层，工字钢长度为10m。钢模板安装如图1和2所示。

图1 下设模板

图2 56#工字钢加固现场

3.2.2 黏土回填

单侧模板与工字钢均安装好后，为了防止片石坍塌而导致止水效果不佳以及模板变形与移位，需及时对模板内外侧进行黏土回填。回填采用止水性能较好的黏土进行，需注意的是首先只进行初步回填，回填时模板内外侧回填需同时进行，防止模板变形，内外回填高度严格控制在0.5米范围内，直至回填至原地面标高。

3.2.3 抽水、堵漏及围堰内支撑安装

钢模板埋设到位后，因承台开挖较深，且钢模板支撑外黏土止水带宽2-3米，不具备紧靠模板开挖条件，所以承台开挖采用长臂挖机开挖为主，人工开挖为辅的方式。堰内土方分两次清除，加固顺序采用先支撑后开挖的形式，严禁超挖及支护不到位提前开挖的现象。

开挖过程中需及时抽水，随时观察围堰是否发生漏水的现象，当钢板之间漏水时需要借助板条、棉絮等进行嵌塞。如果围堰角发生漏水时，需要观察工程的具体情况，找到漏水的部位，借助麻袋或者堵漏速凝材料封堵，防止漏水等问题影响工程的进度和质量。

为了防止模板最薄弱跨中位置发生变形失稳，开挖前需设置两道36#工字钢十字支撑。十字初支撑完成后，方能进行承台开挖，当挖至原地面下2m高的位置时，用两台泥浆泵对基坑内水进行抽排，抽至支撑面后进行第一道36#工字钢支撑，支撑过程中泥浆泵必须保证基坑内水位。对承台底以上余土进行挖除时，挖至承台底标高后于坑底上1.5m高度进行第二道双排28#工字钢支撑。

3.2.4 钢模板围堰变形观测

在钢板桩围堰挡水期间，需在钢模板上设置变形观测点，随时对钢板桩顶的位移进行观测，测杆安放在两个固定的钢模板上，每个支撑面布置两个观测点，共计8个观测点。测量人员每2个小时检测一次，如果发现桩顶向基坑内的偏移量发生突变将紧急疏散作业人员确保安全施工。

3.3 承台施工注意事项

围堰施工完毕，开挖到位后，本段承台施工后续工序基本与常规承台施工基本一致，但因其特殊性，仍有以下几点需注意：

3.3.1 基础承载力

因承台底标高已穿越抛石挤淤层，到达软弱层，因此为了保证浇筑混凝土时不发生压穿底板、爬模及软弱层与混凝土混合等影响承台施工的安全、质量的现象，承台开挖好后，需对承台底软弱层进行换填，我项目现场采用超挖50公分换填片石的施工方法，以保证地基承载力。

3.3.2 防排水措施

在承台垫层施工前，应做好抽排水措施，在垫层外侧设置排水沟，于最低处设置集水坑，对承台渗水进行抽排，防止浇筑混凝土时滞留水影响混凝土浇筑质量。

3.3.3 混凝土浇筑

因该段承台加固钢模板外侧已用黏土回填止水，因此施工便道离承台较远，无法采用溜槽直接入模，所以本段承台浇筑均采用泵送混凝土。

浇筑方式采用分段、分层进行浇筑，分层厚度约为30cm，在新浇筑完成的下层混凝土上浇筑新混凝土，必须在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。泵车混凝土浇筑需调整大臂，以保证泵管口与承台顶距离落差小于2.0m，当下落高差大于2.0米时，设设置串筒。串筒出料口距混凝土浇筑面的高度不得大于1m。混凝土浇筑过程中，安排专人检查模板、钢筋、支撑的稳固程度以及墩柱预埋钢筋位置的准确性，如发现松动、变形、移位时马上停止施工，查明原因，处理完毕后才能继续施工。

3.3.4 回填黏土的挖除以及基坑回填

承台及墩柱施工完毕后，因钢模板支护外侧所回填土均为止水性较弱黏土，所以为了保证简支梁支架基础层具有足够的地基承载力，需对回填的止水黏土进行整体挖除，待钢模板全部拔出后，采用片石挤水的方法回填基坑，以保证基础整体稳固性。

4 结束语

该工程在施工周期内，既要保证工程的施工进度，又要保证施工的质量。水中桥梁围堰施工的过程中，并未出现漏水、倾斜等危害，同时并没对水域进行污染。本工程的顺利完成促进了我国水中承台围堰施工技术的提高，该工艺能够最大程度利用既有周转材料（300mm*1000mm钢模板、槽钢、工字钢），且能完美解决拉森钢板桩在片石回填区域不能施工的难题，具有较强的可推广性，为我国的深水围堰工程积累了丰富的经验。

[1] 冯亚山.钢板桩围堰在水中桥梁承台施工中的应用[J].中华建设,2015(8):138～139.

[2] 伍赵亮.低净空条件下在役桥梁水中钢围堰设计和施工技术方案[J].福建交通科技,2016(5):73～76.

[3] 郝文甫.浅谈水中承台钢吊箱围堰整体施工技术[J].科技展望,2016(11):52+187.

姓名：夏淑凯，性别：男，籍贯：河北沧州，民族：汉族，出生：1983年2月，职称：工程师，学历：本科，研究方向：市政、建筑工程施工。