水中墩钢围堰施工综述.docx

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时间：2021年x月x日
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水中墩钢围堰施工综述
吴泽生
关键词：着床型钢围堰、非着床型钢围堰、双壁、单壁、下沉、封底、拉压杆
随着我国公路工程建设的不断发展，桥梁施工技术日臻成熟，桥梁建设向大跨度、深基础方向迈进。深水基础中的承台一般采用“围堰法”施工，利用围堰创造一个干施工承台的作业空间。目前，我国桥梁水中基础的结构设计因工程所在地具体条件的不同有相应的变化：在内陆江河上主要采用大直径钻孔灌注桩基础结合实体混凝土承台设计，在宽敞海域一般采用PHC高强管桩或钢管桩结合实体混凝土承台设计。
处于大江大河上的桥梁基础工程，墩位处往往水深流急，地质条件复杂，水流冲刷较深，如荆沙长江大桥、安庆长江大桥、润扬长江大桥、南京三桥等工程就是这种情况；处于宽阔海域的桥梁如东海大桥、杭州湾跨海大桥等工程，基础施工时还会受到往复潮流、台风等复杂海况的影响，施工难度会更大一些。目前，在各类基础施工中多采用“钢围堰”作为承台施工的挡水结构，钢围堰施工具有易加工、速度快、周期短的特点，受到各施工单位的欢迎。
钢围堰通常采用角钢、工字钢或槽钢等刚性杆件与钢板施焊连接，按照承台的结构型式加工制成，具有可靠的整体性和良好的防水性能，既可作为承台施工时的挡水结构，又可作为承台混凝土浇注用的模板。
根据钢围堰刃脚着床与否，通常将钢围堰分为着床型钢围堰和非着床型钢围堰（钢吊箱围堰）。钢围堰按其不同的构造特性和使用要求还有多种分类型式，如：按钢围堰壁体结构可分为单壁钢围堰、双壁钢围堰；按钢围堰平面形状可分为圆形钢围堰、矩形钢围堰以及复杂的组合多边形钢围堰；按钢围堰施工工艺可分为整体吊装（或浮运就位）型、块件散拼型以及二者组合型等等型式。
本文将结合各类工程的施工实例，就常用型钢围堰的应用范围、施工工艺作简要阐述。
一、着床型钢围堰
着床型钢围堰通常采用双壁结构，一般适用于泥沙淤积河段承台淹埋于河床内（承台底面底于河床面）或承台底面虽高于河床面但河床覆盖层较浅的桥梁基础施工中，前者如江阴大桥A标主墩基础、润扬大桥E标主墩基础等，其承台底面均位于河床面以下，都采用了着床型钢围堰施工承台，如图“着床型钢围堰（一）”所示；安庆大桥A标则属于后一种情形，墩位处由于河床冲刷，虽然承台底面高于河床，但其河床覆盖层较浅，不适于搭设钻孔平台进行桩基础施工，因而也采用着床型钢围堰，该钢围堰兼有钻孔平台和承台施工的挡水结构二种功能，如图“着床型钢围堰（二）”所示。

着床型钢围堰（一）

着床型钢围堰（二）
着床型钢围堰的壁体厚度由所受到的最大水头压力及土压力决定，通常大于80cm、小于200cm，一般在100cm-150cm之间，适当增加钢围堰的壁体厚度可有效提高钢围堰的整体刚度。钢围堰的总高度由刃脚入土深度、施工期承受的最大水头高度以及施工需要共同决定。
（一）着床型钢围堰的拼装、就位
钢围堰的拼装方式受到拼装场地、运输条件、起吊能力等诸多因素的影响，施工时可根据具体情况，采用适宜的拼装工艺：
1）若桥位区附近有造船厂、钢结构加工厂等可利用的拼装场地，且有大型起重船配合，则可将钢围堰竖向分节在工厂加工制作，利用驳船将制作完成的节段运至现场后整体吊装、上下对接后焊成整体；
2）若桥位处水流平稳，又有大型驳船可以利用，则可就近在驳船上将钢围堰分节拼装成整体，利用起重船吊装；
3）在没有大型起重船的情况下，则可将钢围堰按构造分片（块）在陆上或驳船上加工，块件的重量可根据现有的起重能力进行划分，如将分块重量控制在30t-50t之间以满足小型起重船的吊装能力。散拼钢围堰的施工工艺较复杂，拼装前需在承台外围设置定位桩、导向桩、支承牛腿及起吊钢梁等。
第1）、2）二种施工方法可减少现场的操作环节，加快施工进度，但需要配备大型起重设备；第3）种施工方法虽增加了现场焊接工作量，但有效解决了没有大型起重船的限制，只要组织严密、合理配备设备和人员投入，也不失为一种较好的施工方法。
4）对于河床覆盖层较浅的情况，则施工工艺要复杂得多，如在安庆大桥A标施工中钢围堰不仅是承台施工的挡水结构，同时也是钻孔桩施工的操作平台。这种情况下的钢围堰通常采用整体浮运，现场利用导向船、定位船抛锚定位的施工工艺。
（二）钢围堰的着床、下沉
双壁钢围堰就位后自浮于水中，通常在钢围堰刃脚段浇注一定高度的水下混凝土，以增加刃脚部分的刚度，由于刃脚混凝土客观上增加了钢围堰自重，又可加大钢围堰入土后的下沉速度。着床型钢围堰受到的水流力在围堰刃脚接近河床顶面时达到最大值，此时应在严格控制钢围堰定位精度的情况下及时着床。钢围堰刃脚着床后，利用深水抓斗或吸泥机辅以