深水基础双壁钢围堰施工方案及关键技术分析<br/>——基于闽江特大桥岩石河床超大体积深水基础项目为例

深水基础双壁钢围堰施工方案及关键技术分析
——基于闽江特大桥岩石河床超大体积深水基础项目为例

2019-01-31宋长甫铁发房地产公司重庆402760

中国房地产业 2019年22期

文/宋长甫铁发房地产公司重庆 402760

在我国整体建筑行业中，桥梁基础工程占据着十分重要的地位。此项工程相对较为繁复，极易受到外界多重因素所干扰，因此在修建桥梁的深水基础时，有关人员亟需对设计以及施工等层面予以高度重视。双壁钢围堰技术能够有效应对深水问题，有关部门应当借助其优势，考虑现场状况，制定合理的作业方案。

1、工程概况

闽江特大桥桥区江面的宽度为400m 左右，在本工程中，主桥范围是16-20#墩，同时主桥的双线钢构连续梁长达555m，其主跨有216m的跨径。大桥的17 与18#主墩属于刚壁墩，高度为64.5m，桥位处属于岩石河床，大桥主墩的基础是钻孔灌注桩与承台基础，根据设计方案求得承台混凝土的设计方量为3000m3左右，此处施工技术采用的是双壁钢围堰技术。在进入双壁钢围堰施工流程之前，要求施工队伍事先展开基坑水下爆破清基施工。

2、闽江特大桥岩石河床超大体积深水基础双壁钢围堰施工方案及关键技术

2.1 深水基础双壁钢围堰施工方案

有关人员在综合考量现场地质、水文资料和施工条件之后，对比各项方案，对17 和18#主墩运用先堰后柱的方式进行深水桩基以及承台部位的施工。具体的施工流程为：

扫测墩位河床—设计和加工钢围堰—水下爆破、开挖承台基坑—搭设首节钢围堰的拼装平台—拼装首节钢围堰—下水漂浮首节钢围堰—将首节钢围堰的拼装平台拆除掉—浮运钢围堰到墩位位置—注水下沉首节钢围堰—单块焊接钢围堰—从第二节开始，重复注水下沉接高—验收下沉、底脚封堵—简易钻孔平台搭设—吊装、连接钢护筒—焊接钢护筒的承重横梁—钢围堰水下混凝土封底—刃脚隔舱混凝土的灌注—桩基施工—钻孔平台拆除—拆除钢护筒—破除桩头、清理围堰内基坑—承台施工—确保墩身出水—工作平台恢复—完成上部结构后，以水下切割的方式将钢围堰拆除。

2.2 钢围堰结构的施工优化技术

深水基础双壁钢围堰施工的关键，便是钢围堰的结构设计技术[1]。对于双壁钢围堰而言，其作用主要是：①成为承台施工的挡水架构；②支撑钻孔平台。其承受荷载囊括了：钻孔平台竖向力、水流的冲击力以及水头的压力。

设计优化方案：设计时需要对通航的安全加以综合考虑，尽可能地使水下基坑爆破方量得以减少，以便使承台模板的投入降低，促进钻孔桩的施工更顺利，按照承台的尺寸设计使用矩形双壁钢围堰展开施工。钢围堰的平面尺寸要比承台的每个边长0.25m，其壁厚1.5m；承台基坑的爆破尺寸呈方形，同时基坑底比围堰外壁的每条边长1m，并且根据5：1 比例展开放坡开挖操作，其爆破的厚度设计为5.5m，封底混凝土的厚度为2.5m。把钢围堰的内壁当作承台模板来浇筑混凝土，此外钻孔平台的面积为785m2。

2.3 双壁钢围堰施工关键技术

2.3.1 加工、运输钢围堰

加工钢围堰时，一般需要保持焊接场所有2000m2的面积，确保有约300kW 的动力电。为了便于运输，不要使钢围堰拥有过大的分块，其拥有4m 的最大高度，6.375m 的最大长度，不超过10t 的重量；钢材选用Q235 钢，以便保持其化学成分、机械性能。为了确保焊接过程中的焊接质量与尺寸，应按照分块的实际状况，优先使用100×100mm角钢对胎架进行焊接，随后对钢围堰的块件进行焊接。

加工流程主要为：进行下料—对水平桁架角钢、平刃脚防水板进行压制—根据划分单元对水平桁架分榀进行制作—根据单元对骨架进行组拼—按照节组对骨架进行拼接—对骨架进行校正、检查—对外壁、内壁板进行围焊—对焊缝质量进行检查，需要时进行补焊，并且做水密试验—对锚环、吊耳进行焊制—检查、验收成品—吊运接高。

2.3.2 搭设拼装平台

按照设计方案搭设Φ630 ×10mm 的钢管柱72 根，而下沉钢管桩选用浮吊与振动锤配合的方式展开施工。对钢管柱进行起吊，并且在测量人员控制之下对其进行更为精准的定位。在此过程中，需要对桩位进行持续监测，及时纠正偏差。随后，将承重梁、联结系设置在钢管柱之上。需要注意的是，设置承重梁应该高出现场施工水位的50cm。除此之外，为了便于拼接以及焊接钢的围堰施工，应该将木板铺放于拼装平台的承重梁之上，来设置成焊接平台，并且按照现场实际状况调节施工[2]。

2.3.3 钢围堰接高下沉

①对底节钢围堰注水的高度加以计算，进行均匀、分仓注水，直至下沉到顶面超过水面高度1.5m，对限位系统进行安装，以便确保其平衡。

②将手动葫芦安在底节，随后固定于导向船，避免接高过程中双壁钢围堰出现移动。

③对第二节进行拼装时，在焊接每一片的时候需要抽出对应底节隔舱的水，确保双壁钢围堰保持平衡。

④及时处理接口外、内壁板的不吻合位置，确保在接高之后，钢围堰不会出现漏水的问题，并且保持圆顺、上下处于垂直状态，使尺寸需求得到有效满足。

⑤在进行吊装接高的过程中，有关人员需要根据拼装作业的进程随时展开有效调整，在所有点焊都成型之后，再全面展开焊接。在拼接施焊的过程中，应该优先对水平弦板进行焊接，随后对内壁进行焊接，进而对外壁进行焊接，同时确保根据对称施焊的相关要求执行施焊操作，为了使外壁、内壁实现垂直焊透，用碳弧气刨完全使外壁、内壁的封底焊见白，继而焊两次对应的焊缝。