湖区桥梁承台施工工艺研究

张 伟 曾波存 张天文

(中交第二航务工程局有限公司第五工程分公司，湖北 武汉 430011)

我国幅员辽阔，河流湖泊众多，高铁、城际铁路、高速公路工程施工呈线性分布，经常需要穿过湖泊、河流，在湖泊、河流区域进行桥梁施工作业就需要采取必要的措施搭设水上施工平台进行水中基础及承台施工，同时为提供干环境施工承台和墩身，临时性挡水围护结构围堰，本文以沌口长江公路大桥青菱湖大桥承台在青菱湖水中施工的工程实例，介绍了原施工工艺，并对吸泥、抽水、封底等工艺进行研究，改进部分工序，提出施工要点，为类似工程承台施工提供借鉴。

1 工程概况

沌口长江公路大桥青菱湖大桥全长1 320 m，线路起于武汉市洪山区老桥村，止于江夏区龚家铺村，是沌口长江公路大桥项目的重要组成部分。其上部结构为44×30 m后张预应力混凝土T梁，下构采用大悬臂帽梁花瓶式桥墩配哑铃型承台接桩基础。桥位所在的青菱湖为二级水源地，荷塘密布，水草肥美，平均水深1.5 m，淤泥厚达2.5 m～3 m，枯水期水深可低至80 cm，丰水期水深可达3 m。湖区为当地渔业养殖区，常年养殖各种鱼、蟹及虾，其中以对水质变化敏感的虾类居多。在大桥的施工过程中，保护水体不受污染成为工程施工控制的重点。特别是在桩基及承台施工过程中，承台的开挖等重点工序对湖区的扰动及水体影响更是监控重点。

2 原施工工艺介绍

2.1 原施工工艺简介

根据原定施工工艺，青菱湖大桥水上承台系梁采用钢板桩围堰施工，围堰设置一道水平支撑体系，围囹结构采用HW400作钢支撑。青菱湖大桥承台施工平面图见图1。

该工艺主要施工要点如下：

1)钢板桩围堰支护；2)吸泥：采用高压水泵射水，气举反循环吸泥至基坑设计底标高，吸泥过程中保持内外水头一致；3)水下浇筑封底混凝土；4)封底混凝土强度达到设计强度后进行围堰抽水，割除桩头，进行正常的承台施工。

2.2 原施工工艺存在不足

在施工过程中，原定施工方案存在若干不足，对现场生产及湖区环保影响较大，主要有如下几点：1)湖区莲藕密布，淤泥质内部含有大量植物根系，吸泥水泵时常被堵，故障率高；2)吸泥排水量较大且动力强劲，极易扰动湖底淤泥上翻，进而污染围堰外湖面。吸泥污水集中外运方量过大，成本高昂；3)吸泥水泵与补水水泵排量不易同步，现场操作难度增加；4)水下浇筑封底混凝土工序繁琐，且不同位置的承台湖底地质不尽相同，出现封底混凝土四周泛淤及封底混凝土整体下沉等问题。

3 改进施工工艺

经过项目部数次讨论论证，对原有施工方案进行一系列改进。

1)维持原钢围堰支护方案不变；2)基坑清淤由原来的水下吸泥改为抽水后挖泥；3)封底混凝土由水下浇筑改为地基处理后干浇；4)结合不同区域的不同淤泥情况，进行针对性的基底处理，确保封底质量；5)对湖区施工区域采用污水隔离措施。

4 现场实施

根据工程施工的进展顺序，我们进行如下主要处理措施。

4.1 施工区域污水隔离

为避免可能出现的污水外扩对湖区渔民的养殖产生影响，项目部通过市场调研，走访当地渔民，制定了一套污水隔离体系，隔离材料主要由彩条布及160目及其以上的尼龙过滤网组成。从施工区域由内向外依次布设一层彩条布，一层100目滤网，一层160目滤网。不同层网布间隔30 cm左右，网底采用石块、废旧钢筋头进行压重沉底，顶口外露湖面50 cm。有效的隔离污水外扩，同时不影响湖区水体流动。施工区域污水隔离见图2。

4.2 分层抽水，明挖基坑

为避免潜水泵抽水导致围堰内淤泥上翻，项目部采用22 kW螺杆泥浆泵进行围堰内湖水外排，配合手拉葫芦进行跟进下放，确保螺杆泵头没入湖水30 cm～40 cm，人工肉眼可见，以避免淤泥抽出。同时在出水口悬挂木板及钢板降低出水对湖底的冲击，确保围堰外也不泛淤。将围堰内水位抽至淤泥顶面30 cm，对围堰进行一次止水。

一次止水完成后，换用3 kW潜水泵进行围堰内渗水外排，形成相对的干施工环境。专人指挥长臂挖机进行围堰内淤泥挖除外运，直到设计基底标高。达到设计底标高后，对围堰进行二次止水，包括板桩外淤泥渗水。

4.3 基底处理，浇筑封底混凝土

开挖至基底标高后，如底层仍为淤泥或淤泥质粘土，则根据基底承载力的不同选择基底处理方式。一般来说，基底为淤泥的，采用片石搭配毛渣土进行换填；基底为淤泥质粘土的，采用基底铺设彩条布或者油布，同时加铺竹片块进行垫底；基底为粘土的，采用满铺竹筏进行垫底，最后支模板浇筑垫层混凝土。基底换填及竹片垫底见图3。

4.4 承台结构施工

针对青菱湖环保要求严格，大桥工期要求紧的特点，承台钢材采取集中加工、厂内绑扎，现场吊装(如图4所示)的施工工艺，减少单个承台施工时间。

在桩头凿除后进行承台钢筋笼安装，大大的提高了现场施工效率，缩短了对可周转材料的占用时间。

在承台钢筋笼就位后，进行系梁的钢筋现场绑扎，测量放线标识出墩身的位置，墩身钢筋与装配式承台连接成整体，后续进入常规的模板安装与加固，混凝土浇筑，养护等作业工序。

5 实施效果

5.1 工期效益

通过对工艺的优化，单个承台施工周期由原来的13 d缩短为8 d，缩短5 d，全桥利用新工艺施工承台76个，以同时作业6个承台计，缩短全桥施工工期76/6×5=63 d。承台施工周期工期对比见表1。

表1 承台施工周期工期对比 d

5.2 经济效益

综合缩短63 d的工期直接影响到全桥投入的12套钢板桩的租赁费用。单个钢围堰包含94根拉森Ⅳ钢板桩，单根板桩日租金3.4元。综合板桩租赁节省3.4×94×12×63=241 617元。单个承台围堰钢材需求量见表2。

表2 单个承台围堰钢材需求量表

5.3 社会效益

通过对承台施工工艺的优化，项目部对在施工过程中最大程度上减少了对青菱湖水环境的干扰，保护湖区渔业的正常运转，青菱湖大桥成为了沌口大桥文明环保施工的窗口，施工过程中无渔民投诉，文明施工得到了社会各界的一致称赞。

6 结语

在沌口大桥项目南接线青菱湖大桥在下部结构施工过程中，项目部通过对湖区承台施工工艺的优化，充分减少了人为施工对自然生态的影响程度、范围与时间，在保护好湖区生态环境和渔业环境的同时，加快了施工进度，节约了工程成本。

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