公路大桥深水区桥塔墩基础围堰法施工方法分析

王李佳

（山西交通控股集团有限公司大同高速公路分公司，山西大同 037000）

0 引言

在桥梁工程项目建设环节，河水冲刷会对桥梁结构造成严重影响，所以承台钢围堰结构施工非常重要。水下环境比较复杂，水流速度会对水中承台结构造成巨大的影响。由于不同位置上水体的深度有很大差异，应用水中承台钢围堰的结构也会有所差异，在符合跨河大桥建设要求的基础上，降低承台围堰基础结构的施工成本，具备较高的经济效益。

1 钢围堰施工注意事项

在钢围堰现场施工中，加强安全管理和控制，做好结构性能测试，提升结构的稳定性，保证施工参数符合桥梁建设要求。钢围堰结构施工之前，按照方案要求，做好现场的细致分析，掌握水文、地质等参数条件。根据实际情况，制订合理的施工方案，明确施工工艺顺序，进而可以有效地提升现场施工的总体水平，避免产生严重的危害和影响。对于钢围堰结构施工来说，应加强垂直度、平面位置、封底、混凝土标高、内外水位差、水流速度等控制，做好测量工作，使用普通光学测量仪器等监测、掌握各项数据信息。

2 工程概况

某公路大桥项目的长度为680m，上部属于连续钢结构类型。两边的桥台采用重力式桥台，按照二级公路标准设定。根据公路一级荷载进行设计，通航达到Ⅳ级。根据10 年一遇设计洪水水位，防洪标准为百年一遇。该项目主桥的1#、2#柱墩承台按照整体式设计。在桥梁所处的位置上，采用溶蚀、侵蚀岩溶地貌形式。该桥梁要跨越河流，两岸坡度比较陡，地势如果发生较大的变化，地面标高为218～372m，地质条件为第四系，植被发育比较完善，崩塌、滑坡、坍塌灾害发生率较低，地质条件相对较少，岸坡稳定性比较好。考虑到桥梁基础施工要求，结合项目特征，在分析水文地质条件、承台尺寸相关参数的基础上，针对1#、2#墩承台采用双壁钢围堰结构紧凑施工。其中，围堰的厚度参数为1.226m，1#围堰部位水深11m，2#围堰水深19.8m。对于该围堰结构来说，采取分节段的施工方式，加强现场布置和控制措施应用。

2.1 围堰平台拼接

围堰平台系统主要包含分配梁系统、连接杆系统、钢管桩系统以及支撑等系统。在现场设计中，应用钢管桩作为主要的平台支撑结构，达到结构平台的使用效果，严格执行设计方案拼装作业。首先，将桩基作业平台拆除掉，再应用钢护筒的中线布置围堰拼接平台。在拼接过程中，应用钢护筒支撑结构施工，以免产生严重的危害和影响。

2.2 施工系统布设

2.2.1 悬吊下沉设置

在下沉装置的设置中，主要组成部分是千斤顶、钢绞线、分配梁、扁担梁等结构。在该系统内，各个部件的作用都非常重要，所以要重视各个结构部分的分析和控制，尤其是在钢围堰吊装中，选择合适的吊点，下放钢筋笼，满足现场施工的标准和要求。吊装、施工现场如图1、图2 所示。

图1 吊装现场

图2 施工现场

2.2.2 围堰下沉拼接

在钢围堰结构加工中，采用分块的方式进行，做好各个结构部分的验收工作，而后运输到现场进行焊接处理。具体操作环节若存在水平或者竖向偏差，应进行分割处理，确保各个结构段符合设计标准。在围堰拼接的作业中，焊缝采取满焊的方式进行，间隔1m要设置加劲板，以达到结构施工效果的要求[1]。

2.2.3 导向装置安装

在围堰结构施工中，做好导向安装非常重要。该工程的导向装置主要采用标准的工字钢材料制作，同时在上游段与下游段分别设置。上游布置3 个限位器，下游则需要布置4 个。结合设计方案做好滑轨装置安装，通过轨道让围堰精准下沉，达到规范的安装点。3 个限位器应该布置在滑轨中，预留2cm 空隙，从而减小摩擦力，使得项目运行正常。

2.3 围堰下沉与着床施工

下沉与着床是整个钢围堰结构施工的关键工序，严格执行工艺方案进行，分段下放、拼装、支撑施工，确保结构达到稳定、安全的标准。

2.3.1 首节围堰下沉

不曾想，蹲地上的权筝老爸权头一抬眼看见何东走了过来，“腾”一下站了起来，还没等大家反应过来，他一个耳光子扇到何东右脸上：“都是你！”他先下手为强了。

在首节围堰拼装工作结束后，开始进行悬吊系统的检查与验收。应用千斤顶把首节围堰的结构提升到作业平台上部5cm 的位置上，并且检查螺纹是否存在损坏的问题。首节钢围堰达到规定部位，与水面保持平衡，开始进行渗透检测。同时，还要复核该结构的尺寸，不会给后续结构的施工作业造成负面影响。对钢围堰的安装高度进行控制，超过水面5m 左右为最佳。为了使各个结构的连接效果合格，具备较高的整体性，在首节进行混凝土灌注施工后，应将其超出水面2m 左右，达到连续施工的效果。但是也要注意，钢围堰下沉到设计标高部位后，就要停止下沉。在该环节对刃角进行检查，准备详细资料，掌握现场施工数据信息。在钢围堰下沉与着床的环节，将相关结构吊装到指定位置，而后分别进行封底处理[2-3]。该工程在221.6m 标高部位设置了标准的连接孔，倘若水位超过该规范值，则需要停止施工。并且在施工期间，安排工作人员对钢围堰进行观测，查看是否出现变形情况。

2.3.2 其他节段接高

针对其他节段接高操作，需要在河岸上进行拼接处理，同时明确节点的对接参数，而后在第二节围堰操作时，采取吊机将其运输到操作平台施工。在现场拼接施工中，在外圈的空间中安装挂篮装置，作为施工平台使用。在现场焊接过程中，严格执行焊接工艺方案，焊缝位置强度合格，没有发生焊接缺陷等问题，且不会出现渗漏的情况。同时，在每片围堰安装的环节，应达到整体平衡的效果，并且应将底节舱内的水分抽出，加强隔舱内水位的控制。在围堰上标记好高度，第二节围堰施工后，即刻下沉着床施工。具体操作时，采取全站仪进行定位，明确钢围堰定位参数，使其达到整体结构平衡性标准。下沉环节达到垂直度的要求，且现场采取必要的监测措施，减少偏差出现。同时，在现场还需要做好卷扬机布设。操作时，两侧同时收紧，从而使下沉、着床的整个环节都能满足平衡性的要求[4-5]。

2.3.3 内支撑设置施工

在内支撑施工环节，在围堰上部结构距离大概1m的位置布设支撑体系，主要组成结构为支撑钢管。在底部应布置牛腿，通常应用30cm 工字钢制作，与围堰采取焊接方式连接，形成整体结构。在现场施工环节，确保内支撑与围堰轴线对正，没有偏压的问题，达到现场施工的安全性和稳定性。

2.4 封底混凝土施工

2.4.1 材料控制

由于深水区域作业对于混凝土的流动性要求非常高，该工程混凝土坍落度设定为20cm，砂率为45%左右，各方面性能符合标准。在封闭操作前，应对现场冲刷的情况展开检查，确保各方面的施工参数符合项目需求。

2.4.2 施工前期处理

对于该桥梁项目的实施中，1#墩下部标高部位上，由潜水员进入内部查看，了解水下地形条件，并进行缝隙的封堵处理，然后开展清淤作业。2#墩应用抛石法开展作业，进行底层封闭施工，符合设计标高要求。对现场施工各个环节加强监测，随时掌握底部与河床的情况，消除间隙，使整体结构浇筑施工合格。

在该环节施工时，需要布设施工平台，同时按照方案设计要求安装导管。该工程设置22 个施工点，并且以5 根导管作为一组进行作业。在具体的布置中，遵循如下原则进行：一是半径按照5m 进行布置，每个部位的浇筑作业都能顺利进行，以免产生严重的质量缺陷问题。二是导管的设置要位于钢围堰的外侧进行并列部署，提升混凝土的防渗性能。三是对导管和外壁进行控制，保证混凝土材料的流动性合格，以免造成施工效果不达标的问题。

在封底混凝土的浇筑作业中，按照从周边向中间的顺序进行，下游设置5 个导管进行浇筑作业，并且连续性浇筑施工，实施结构封底作业。施工期间，针对导管不能延伸到指定位置区域，采取补充浇筑方式进行处理。此外，在相同导管浇筑期间，需要做好浇筑时间的控制，间隔时间在0.5h 以内，达到结构的整体性标准[6]。

2.5 双壁钢围堰拆除

2.5.1 双壁钢围堰水上切割

对于该工程项目施工来说，双壁钢围堰承台标高以下不拆除作业，使承台结构的整体性合格，具备较高的强度和稳定性，其他部分则应该在冬季枯水期拆除。在围堰结构的拆除中，每层分为16 个单元箱体分解处理，单个结构重量在10t 左右。在切割阶段，为提升安全性，主要用分层拆除方法进行，以氧气乙炔进行钢筋切割。

2.5.2 围堰起吊

起吊作业开始之前，应做好钢围堰平衡性检测，防止发生倾覆的情况。吊点的布置应该采取对称的方式进行，最后一个结构拆除后，起吊完成时，由潜水员拔出螺栓。在现场起吊作业中，加强现场监督检查工作，确保周边人员安全，不会发生安全事故。在现场施工中，对受力点进行检查，一旦存在任何问题，要立即停止施工，并进行调整，使项目施工可以顺利完成。将起吊结束的钢围堰，平稳地放置到平台中，然后运输到岸上[7]。

3 变形监测作业流程

3.1 变形监测设备

在变形监测开始前，先准备好监测设备，主要包含全站仪、钢卷尺等设备，确保在规定时间内完成监测工作，掌握现场的变形数据信息。监测人员掌握操作的方法，了解现场的具体情况，并且做好现场各项参数记录工作，如荷载、水位、温度、降水等，为变形结果的分析和控制提供基础。

3.2 变形监测外业数据采集

在该工程变形监测的环节，每次监测选择J1 点、后视点J2 点、校核点J3 点，每次固定监测人员，执行操作规范和标准，以免因为操作不当而出现误差过大的情况。全站仪在监测环节，选取最高仪器点位，测量3 次仪器的高度平均值减去1mm 为仪器高。通过全站仪掌握现场各项数据信息，每个监测点平均计算坐标参数，并通过数据记录形成三维坐标信息，在相应编号上记录监测点数据。在监测过程中，固定人员、设备、测量方法，消除任何操作上的误差，保持相同的测量条件，提高外业测量数据的精确性，具备较高的利用价值[8]。

在监测过程中，严格控制工作频率，基坑支护施工阶段，每天1 次；支护施工后，每2 天1 次，连续监测30 天；后期每3 天1 次。监测环节如果遇到下述情况，应增加频率，通常为每天3 次：其一，监测数据超出设定的预警值；其二，数据变化比较剧烈或者速度增大；其三，上游水电站放水期或者放水后；其四，洪水期或者洪水后；其五，钢板桩、内支撑存在变形的情况。

3.3 变形监测内业数据处理

在外业测量各项数据之后，将监测的数据信息传输到内业设备中。组织人员对相关的数据进行处理，填写在监测表与垂直位移监测表内，计算每日的变形速率以及累计变化的数据，从而获得相关的信息。

在该桥梁项目的监测过程中，各项数据都没有超过预警参数值。每次监测工作完成后，都要立即处理相关数据。如果发现数据异常，或者存在影响结构性能和质量的因素，应及时采取修正处理措施，上报相关机构和人员，解决数据存在的偏差和问题，避免产生严重危害。

4 结语

该工程采用围堰法进行施工，通过现场监测发现，各方面的参数满足建设要求。基于工程质量与安全层面分析，在类似工程建设时，应当加强桥梁塔墩基础围堰技术选择，并且做好技术的应用控制与现场管理，为桥梁项目建设提供基础保障。