组合单壁钢围堰在水中桥梁施工中的应用分析

张伟

摘要：本文将结合实际工程案例，对组合单壁钢围堰结构组成和施工设计条件进行介绍，同时阐述整体施工工艺及其流程，并且指出此类施工的注意要点，以期为类似施工作业人员提供可靠参考。

关键词：组合单臂钢围堰，水中桥梁施工，承台作业

在现今桥梁施工领域中，水中桥梁施工的占比与日俱增，而深水基础施工已经成为了此类工程最重要的影响因素之一。对于水中桥梁施工而言，钢围堰属于一种临时性的挡水结构，其能够将无水干处的施工条件提供给后续的承台作业，因此当前此项技术已经得到了较为广泛的应用。

一、工程概述

（一）工程介绍

某大桥总体长度约为310m，桥位的河面宽度在300m左右。主桥结构为：9孔31.74m连续拱桥。现场地质水文条件复杂，有1.2-7.6m的稳定水位埋深。大桥所处现场环境，在每一年的4-8月份会迎来主汛期，有着2.6m/s的最大流速。在全面分析、对比之后，施工部门决定1#-8#共计8个承台围堰使用组合单壁钢围堰。

（二）组合单壁钢围堰结构组成

对于单臂钢围堰结构来说，应用此结构的主要目的便是在水中施工过程中装载一个临时挡水结构。钢围堰最核心的任务便是借助封底砼以及围堰侧板进行阻水挡水，从而为后续的承台作业创设出一个无水施工条件。按照钢围堰实际应用产生的作用来划分，分为内支撑、侧板以及接口止水槽，而側板便为钢围堰最重要的阻水、挡水结构，同时也是承台作业的重要模板。封底砼属于承台作业底模板，而对接口止水槽的灌缝处理，一般会使用较为严密的止水方式。

（三）设计条件

在设计结构的时候，需要综合考虑现场施工的施工作业时间、工况条件以及水位条件等，进而对主桥墩组合单壁钢围堰结构的设计条件加以确定：钢围堰的平面以内净尺寸为11.5m×31.9m，此处和承台拥有相同的平面尺寸，承台的底标高被设成0m。设计钢围堰侧板的高度为8.5m，钢围堰内在清底之后，其对应河床的标高记作-0.7m，而封底砼的厚度可达0.7m。

（四）单臂钢围堰钢套箱的应用优势

1、并不会受到河床地质以及地形的限制。

2、拼装板块有着较小的重量，在实际施工当中并不会使用到超大型水上起吊装置。

3、只要能够有效应用钻孔平台，便基本能够完成此类施工整个工程。

4、加工时可以采用工厂法，并且展开多点平行施工。

5、借助组合板块接口，能够加快套箱的下放速度，使相关施工更为方便，同时能够对各种尺寸进行任意组合。

6、有着较为良好的使用效果，并且在抽水的过程中可以更具实际状况，增设合理数量的内支撑，从而避免相应套箱出现变形。

二、组合单臂钢围堰的整体工艺

（一）施工流程

制作钢围堰的构件—对河床进行清理—打牢导向定位桩—套箱板的安装—振实、校正与加顶部内撑—砂袋护脚—水下混凝土的封底作业—灌注接缝混凝土—进行抽水，并且加设第二道横撑—进行凿平清理—承台混凝土作业。

（二）制作、运输组合单壁钢围堰

在围堰的加工厂，分块制作钢围堰，并且确保焊缝的整体质量能够与相应的规范制度相符合，随后还要使用煤油进行试漏实验。把完成单块加工的钢围堰运往相应钢平台之上，并且用一台规格为50t的履带吊进行分块吊装操作^[1]。

（三）施工前期准备

在完成桩基施工，且拆除钻孔桩平台之后，施工部门应该借助长臂挖机将桩基四周的淤泥及时清理掉，需要保持清淤适当超深，大概比封底砼底边标高的0.3-0.5m低。对桥梁的中心线以及桥墩的中心线进行测量复核，并且要求精准地将型钢导向架焊接在钻孔桩的护筒之上，以便使之成为组装单臂钢围堰的下方定位导向结构，放置完成之后，为钢围堰做内支撑。

（四）钢围堰制作安装优化

为了更加科学地节约施工部门在此施工过程中的资金成本，同时节约施工采用的机具，制安钢围堰时应当使用“分块制作、原位拼接安装以及按块下沉”的原则展开施工。在将每一块组合单臂钢围堰的面板运到施工现场之后，需要采用规格为50t的履带吊一块块进行下放，在通常情况下都是自上游开始来按照角板—中板的顺序逐一地进行下放操作，一直到合龙为止。合龙之后还需要操作振动锤按顺序对其进行插打，直到不能再打进去。在对钢围堰的侧板进行插打作业时，应该实时地运用水平尺对垂直度进行认真检查，以便保证误差在标准范围内。检查人员还应当检查是否存在悬空状况，随后再对封堵方式进行合理确定。对于每一块钢套箱的接缝而言，应在接缝中间运用槽钢、工字钢做阳头和阴头，以便确保围堰保持住自身整体性。在整体将钢围堰下放完成之后，技术人员还需要对局部高差很大的围堰面板加以调整，一般可以运用冲砂法或者抽砂法。在制安的最后阶段，于套箱的接缝止水槽中灌筑砼，待砼凝固之后，使围堰体系充分转变为整体钢围堰。

（五）钢围堰的封底

使用的封底砼应当和钻孔灌注桩保持一致，于陆上的搅拌站中对砼进行拌制，随后使吊车能够与吊罐搭配上料，运用导管进行布料。在施工现场借助钻孔桩的钢护筒来制作一个超过6m³的大集料斗，对第一批砼进行储存。

在封底砼达到设计强度的85%之后，便需要执行抽水操作，技术人员应当保持一边抽水一边对围堰变形状况进行观察。倘若水位有过高的高差，便能够实现一边抽水，一边将内部导向架进行下放，并使之落于恰当位置，在需要的时候，还应当合理增设内部支撑。需要注意的是，抽水时应该尽量与最高水位时间错开。

（六）承台作业

在完成抽水作业之后，需要将桩基础的钢护筒及时切割，将桩头凿除，并且检测桩基。在检测桩基确定其合格之后，施工队伍便需要应用常规干处施工技术展开承台作业。

（七）拆除钢围堰

在完成承台作业之后，应当运用振动锤将围堰一块块拔出来，并且进行集中修整和保养，以便在后续施工中应用。

三、施工注意要点

（一）接头止水

对于组合单壁钢围堰来说，阳头、阴头以及接头止水构造属于其最为薄弱的位置，在实际施工过程中，一旦发现封底套箱之后进行抽水作业时，局部灌缝存在渗水，需要在灌缝细石砼的时候对灌缝的整体质量进行全面控制，以便保证灌缝密实、饱满。

（二）封底

在进行钢围堰施工的过程中，套箱封底砼除了具备隔水、防水的功能，施工部门还可以将其当作承台作业过程中的作业平台以及持力层。这就要求技术人员必须确保封底砼拥有良好的均匀度以及质量，避免其存在薄弱位置，防止后续施工中由于漏水、渗水等问题引发施工事故、降低施工质量。对于承台作业的工期以及质量而言，封底砼的质量高低将会对其产生直接影响。在通常情况下，封底砼的标高相对设计要求标高要低5㎝左右，因此在完成清底之后，还需要进行找平。

（三）构件加工焊接

以全焊的方式处理加劲肋板和壁板对接缝，以便使二者和加劲角钢间运用交错焊的方式进行焊接。除此之外，在焊接单元件的横纵骨肋时，需要对纵肋进行优先焊接，随后再对横肋进行焊接。在进行现场焊接的时候，需要格外关注焊接的顺序，避免其出现变形、扭曲等状况，可以采取自中间朝两边进行对称焊接的方式，严禁进行对角焊接。

四、结语

总之，本文涉及工程积极采用了组合单壁钢围堰技术，其施工效果极佳，能够为今后相似工程提供经验。在实际施工过程中，施工部门需要综合考虑现场实际状况，对施工设计加以有效优化，这不仅使最终施工周期大大缩短，更使施工企业资金投入成本得到有效节约，因此其能够帮助企业实现经济效益最大化。

参考文献：

[1]高文波，陈海伟，胡余勇.基于单壁钢围堰的深水桩基加固技术研究[J].交通科技，2017（6）：16-19.