浅析简易土石围堰在桥梁桩基及承台的施工技术

于 兵， 程 飞， 徐东方

(中国水利水电第十四工程局有限公司， 云南 昆明 650041)

0 前 言

随着我国经济突飞猛进的发展，基础设施建设同步发展，一大批桥梁成功建设，充分展示了我国基础设施建设的强大实力。桥梁施工过程中经常跨越河流，在工程中面临桥梁桩基、承台的施工难题，不同的桥梁采用了不同的方法来解决。本文结合实例论述了在河内对桥梁桩基及承台施工时设置的简易的土石围堰型式施工方法，以最经济的方式解决了河内桩基、承台施工问题，可用于类似工程借鉴。

1 概 况

宜昭高速洛泽河特大桥为一座分离式桥梁，全桥22跨，桥长1 336 m，桥面宽2 m×12.25 m，主桥采用“80 m+(3×150) m+80 m”连续刚构体系横跨洛泽河和昭彝二级公路，最大墩高119 m，本桥按照300年一遇洪水设计，设计水位高程859.28 m(有记载以来最大洪水水位高程)。16号、17号桥墩位于洛泽河左右岸，其中17号墩位于洛泽河左岸河内，左幅承台顶高856.953 m，右幅承台顶高>856.347 m，实测施工期3月河水水位高程853 m。桥墩布置见图1。

2 围堰设计

2.1 一期平台围堰设计

一期围堰主要目的是作为桩基施工平台，设置平台围堰即可。

图1 洛泽河特大桥16号、17号桥墩纵断面示意

2.1.1 一期围堰平台高程确定

3月实测17号桥墩处洛泽河处水位高程853 m，按照进度安排17号桥墩桩基安排在汛期施工，根据以上资料结合河道宽度等推测，桩位处汛期十年一遇汛期洪水水位高程约855.5 m，考虑到围堰平台填筑侵占河道的水位雍高等，为了确保施工期安全，将一期围堰平台高程拟定为：

H=h+Δh=856.5 m

式中，H为堰顶高程；h为挡水水位，取854 m；Δh为安全超高，一般为0.7～1.0 m，取1.0 m。

2.1.2 一期围堰结构设计

一期围堰平台采用土石回填，堰脚及堰坡采用块石防护，为了增强抗冲刷能力，块石采用水泥砂浆包裹。桩基采用冲击钻施工，无需采取防渗水措施。

2.2 二期挡水围堰设计

根据设计图纸，17号桥墩左幅承台底面高程为851.953 m，右幅承台底面高程为851.347 m，距离一期围堰平台高度约5 m，经实测，施工期现水位高程为853 m，承台底面位于水面以下1.2～1.5 m，为了承台基坑施工，必须设置二期挡水围堰。

2.2.1 河道疏浚

根据桥墩平面位置及河道特征，桥墩正处于河道弯段处，水流直冲一期围堰及桥墩，且由于一期围堰平台与承台底部高差较大，为了避免河流直冲围堰，加宽河道过流面积，降低河水水位高程，减小基坑围堰深度，减小安全风险，需对右岸河道进行疏浚，河道疏浚深度至少保证2 m。

2.2.2 二期围堰高程确定

结合现有水文资料、实测水位及河道宽度等推测，桩位处枯期十年一遇枯期洪水水位高程约854 m。考虑到围堰平台填筑侵占河道的水位雍高等，为了确保施工期安全，将二期挡水围堰高程拟定为：

H=h+Δh=855 m

由于洛泽河主要为季节性河流，枯期水量较小且较为稳定，并经过河道疏浚后水位高程有所降低，过流断面及过流能力提高，按照汛期围堰水位高程推测方法，是能够满足要求的。

2.2.3 围堰结构设计

根据承台结构特征，17号桥墩左右幅采用整体基坑围堰设计，采用土石围堰+双层土工膜防水布的结构型式，防渗体底部深入原地地面内部小于0.5 m，围堰堰顶宽4.5 m，基坑开挖大小比承台结构尺寸大1.0 m设计，围堰内外侧坡比均设置为1 ∶1，外侧坡脚采用块石回填。二期挡水围堰结构型式见图2、3。

2.2.4 围堰稳定计算

围堰稳定分析采用瑞典条分法进行分析。

图2 洛泽河特大桥17号桥墩二期挡水围堰平面

图3 洛泽河特大桥17号桥墩二期挡水围堰结构横断面

Kc=抗滑力矩/滑动力矩

=187.013/(161.079-31.627)

=1.44≥1.25

因此，围堰稳定性满足要求。

3 围堰施工

3.1 工艺流程

3.1.1 一期围堰施工工艺流程

施工准备→测量放线→围堰平台填筑→护脚(坡)处理→平台围堰形成。

3.1.2 二期挡水围堰施工工艺流程

施工准备→河道疏浚→853.5 m高程以上开挖及回填→防渗基槽开挖→埋设土工膜防水布→黏土回填→855 m高程以下堰体回填→基坑开挖→基坑抽排水。

3.2 施工方法

(1)一期平台围堰施工采取进占法向河内逐层碾压回填，坡脚位置抛填大块石护脚，为了增加块石抗冲刷能力，在水位较低时块石坡面灌填水泥砂浆。围堰平台形成后进行桩基施工。

(2)二期挡水围堰在河道疏浚完成后进行施工。首先在一期围堰外侧边缘放出二期围堰往外填筑宽度，然后开挖一期围堰往河内方向填筑，边挖边填，将一期围堰整体降低至853.5 m高程附近。往河内回填时围堰宽度满足设计后，及时抛填块石，保护坡脚。

(3)放出防渗基坑中线，进行防渗基槽的开挖，防渗基槽宽度为1.0 m，开挖后及时进行基槽抽排水，一边抽水一边铺设土工膜防水布，铺设时裁剪成设计宽度，从中部往基槽内对称下放，接头反折叠后采用铁丝绑扎连接，分段铺设后采用人工黏土回填压至基槽底部，形成双层防渗土工布，最后采用机械回填至设计高程。

(4)防渗土工布铺设及基槽回填完成后，回填853.5～855 m高程间堰体，分层回填碾压，直至围堰形成，围堰坡脚采用大块石防护。围堰施工完成后进行基坑开挖、抽排水及承台施工。

4 结 语

(1)本文论述了利用水工施工中一、二期围堰的理念和原理，根据桥梁桩基、承台不同施工阶段设计了不同的围堰结构，结构型式简易、施工方便、成本低。

(2)承台基坑开挖后，并设置集水井采用潜水泵进行抽排水，渗水量不超过200 m3/h，抽排强度较低，挡水围堰结构型式设置较合理，满足施工要求。

(3)本文防水层采用土工膜防水卷材，接头部位采取反折叠铁丝绑扎搭接，对于防水要求较高的基坑可以改为HDPE自黏防水卷材，接头采取搭接热熔焊接的型式，防渗水效果将会更好。