摘要：在公路桥梁施工时，需要对承台、桩基进行围堰施工，成本高，工艺复杂。本文首先分析了简易土石围堰的实用性、安全性，然后结合工程实例，介绍了简易土石围堰的设计和施工方法，供类似工程借鉴。
关键词：简易土石围堰；桥梁；桩基；承台；施工技术
在桥梁工程施工中，施工围堰是一种常见的临建工程，也是工程能否顺利施工的关键设施。在保证围堰安全的情况下，如何简化断面结构，减少临设成本，是工程承包方的关注重点。另外，由于桥梁施工需要跨越河流，加之施工期间面临承台、桩基难题，加大施工难度，增加安全隐患。如何使用简易的土石围堰结构，解决桥梁工程的承台、桩基问题，成为相关人员的研究重点。下面，笔者基于工作经验，对简易土石围堰在桥梁承台、桩基的施工技术进行了如下综述。
1、简易土石围堰的实用性和安全性
1.1简易土石围堰的实用性
简易土石围堰的实用性主要表现为：（1）施工快速性。在土石围堰施工中，无需再做混凝土防渗结构，使用效率高的挖掘机开挖基槽、回填，施工快速，为基坑的施工节约时间。（2）防渗可靠性。使用动力强劲的机械设备，可轻松的挖出漂石。举例说明，用高压喷射水泥板墙，是很难穿透漂石阴影区的，增加漏水隐患的发生几率。所以，简易土石围堰比较适用于地层不明的河段。（3）结构经济性。土石围堰的防渗结构使用粘土心墙，成本低于其他的防渗结构，使用的设备操作简便，而且施工工艺也不复杂。（4）减小河床的束窄率。对于分期导流的工程，使用简易土石围堰结构，可削减围堰的过流宽度。
1.2简易土石围堰的安全性
简易土石围堰的安全性主要表现为：（1）洪水冲垮。该现象是由洪水超过设计标准导致的。如若使用土石围堰，势必需要进行后坡、堰顶的防冲刷处理。（2）河床冲刷坍塌。在围堰的迎水坡低，使用土石围堰填筑增厚，补充被冲刷的砂砾，起到保护桩基的作用。（3）迎水坡冲刷坍塌。在桥梁桩基、承台的土石围堰施工中，使用迎水面防冲刷面板，可预防坡面冲刷。（4）堰基渗漏。用挖掘机直接开挖，直到接触河床的弱透水层，用黏性土替换强水砂砾层，所获得的防渗效果远超于高压喷射水泥板。（5）坡体失稳坍塌。在坡面使用斜式的挡水墙，通过对挡水墙的设计和计算，能够提高坡面的稳定性。
2、简易土石围堰设计
2.1工程概况
某桥梁是分离式的桥梁，长1336m，宽2m×12.25m，全桥22跨，最大墩高119m。基于300年一遇的洪水设计，水位高程859.3m，16、17号桥墩位于河的左右岸，其中17号墩位于左岸河内，左右幅承台顶高分别为856.953m、856.347m，实测施工期的水位高程为853m。
2.2一期平台围堰设计
第一，明确平台高程。基于桥墩的水位高程和施工进度，将桩基的施工安排于汛期。结合相关资料，将桩位汛期的洪水水位高程设定为855.5m。考虑到围堰平台的填筑占河道水位，为保证工程安全，将平台围堰的高程设定为856.5m。
第二，围堰结构设计。一期平台围堰用土石回填，堰坡、堰脚用块石防护。为了增强围堰结构的抗冲刷能力，用水泥砂浆包裹块石。用冲击钻对桩基施工，无需进行防渗水处理。
2.3二期挡水围堰设计
分析设计图纸，发现桥墩左右幅承台的高程分别为851.953m、851.347m，和一期平台围堰相差5m。实际测量发现，施工期间的水位高程为853m，承台底面比现有水位低1.2-1.5m。为有效解决承台施工问题，提高施工质量，必须设置挡水围堰。
2.3.1河道疏浚
根据河道特征、桥墩位置，桥墩处于河道弯段，水流直冲桥墩、平台围堰。由于平台围堰、承台底部的高度相差比较大，为避免河流冲击围堰，降低水位高程，减少安全风险，需要对河道右岸进行疏浚处理，通常为2m。
1.3.2明确围堰高程
根据河道宽度、水位高程和现有资料，将桩位的洪水水位高程设定为854m。由于平台围堰填筑侵占河道水位，为提高工程的安全性和稳定性，要拟定挡水围堰高程，公式如下：
H=h+△h （公式1）
式中H为堰顶高程，h为挡水水位，△h为安全超高。由于本工程河流为季节性的河流，枯期水量稳定、小，经由河流疏浚后会降低水位高程，提高过流能力。按照汛期的水位高程进行推测，是能够满足设计需求的。
2.3.3设计围堰结构
结合桥梁承台结构的特征，使用整体基坑围堰的形式，对17号桥墩进行设计，比如双层土工膜防水布、土石围堰，将防渗体的底部埋于地面0.5m，基坑的开挖大小比承台结构大1.0m，围堰内外侧坡比为1：1，外侧坡用块石回填。
2.3.4计算围堰的稳定性
在分析土石围堰的稳定性时，使用瑞典条分法。以i土条为例，其自重Gi使用公式2计算。在滑弧上，可将土条自重分为法向力、切向分力两种，若将条块剪的作用力忽略掉，可使用公式3计算边坡的稳定安全系数。
（公式2）
（公式3）
根据公式3，得出结果1.44，比原定的1.25大，符合围堰的稳定性要求。
3、简易土石围堰施工
3.1工艺流程
分析得知，一期围堰的施工流程为：施工准备、测量放线、填筑围堰平台、处理护脚、形成平台围堰；二期挡水围堰的施工流程为：施工准备、河道疏浚、高程开挖回填、开挖防渗基槽、埋设防水布、回填黏土、回填堰体、开挖基坑、基坑抽排水。
3.2施工方法
第一，在一期平台围堰的施工中，使用进占法逐层回填河道，在坡脚的位置填塞大块石的坡脚。为了增强块石的抗冲刷效能，应在水位低的坡面填筑水泥砂浆。待围堰平台形成后，再对桩基施工。
第二，在河道疏浚结束后，对挡水围堰进行施工。首先，在一期围堰的边缘，标注二期围堰的填筑宽度，向河内方向开挖并填筑一期围堰，一边挖一边填。同时，将一期围堰高度降至853.5m。向河内回填时，需要确保其宽度符合标准，并及时抛填块石，便于保护坡脚。
第三，测量并放出防渗基坑的中线，开挖防渗基槽，宽度1.0m。开挖结束后，及时将内部水排出，并铺设防水布。具体铺设前，将防水布剪裁成设计的宽度，从基槽中部向内部对称下放，接头处用铁丝绑扎。铺设结束后，回填黏土，同时压向基槽的底部，形成上下双层的防渗布，机械回填至设计的高程。
第四，防渗布铺设、基槽回填结束后，分层回填堰体并碾压，直到形成围堰，用大块石防护围堰坡脚。土石围堰施工结束后，进行基坑开挖、排水施工。土石围堰施工采用分期填筑和拆除的方式，和不分期的方式相比，增加了防洪安全系数，缓解了河道的束窄效应，节约了工程的投资成本。
4、结语
综上所述，简易土石围堰作为建筑工程的基本内容，具有结构简易、成本低、施工简便的特征。本文结合工程实例，对土石围堰的原理和理念进行了研究，发现在桥梁承台基坑开挖，用潜水泵抽排水后，抽排强度相对较低，且渗水量小于200m3/h。而挡水围堰的设置，满足了工程的抗冲刷需求。另外，施工中使用防水卷材，用铁丝绑扎和搭接接头部位。若基坑的防水要求比较高，可更改为自黏防水卷材，用热熔焊接法处理接头部位，进一步提高防渗水效果。
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论文作者:肖华琼,陈学成
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：围堰论文; 土石论文; 高程论文; 水位论文; 桩基论文; 简易论文; 基坑论文; 《基层建设》2019年第14期论文;