摘要：现阶段我们国家桥梁工程数量持续增多，要想保障桥梁的安全和可靠，节省等多的资源，就需要持续地总结桥梁深水基础围堰施工技术经验，积极地进行改革以及创新。在这种情况下，本文分析了深水硬岩大型低桩承台围堰施工技术，希望能够给相关的人员提供参考。
关键词：低桩承台；围堰；施工；技术控制
一、工程概况
某桥梁全长556.65m，6＃～13＃墩在水中，其中7＃、8＃、9＃为主墩，其余墩在陆地上，桥位处水域宽约300m，桥梁轴线与水夹角约90°。主桥下部结构为钻孔灌注桩基础，低桩承台，薄壁墩身结构。主桥上部结构（41+60+60+50）m采用预应力混凝土悬浇连续箱梁，其余引桥部分采用预应力混凝土先简支后桥面连续小箱梁。
主墩承台为低桩承台，承台截面尺寸16.0×7.5m×3m，河床标高平均为1.36，承台顶标高-1.5m，承台底标高-4.5m，承台埋深约2.86m；封底混凝土厚1.5m，封底标高-6m。根据地质资料显示，在-6m以上范围内均为淤泥层、粉质黏土，约7.36m厚，深水清基开挖深度达到7.36m。
二、方案比选
1、钢板桩围堰
钢板桩围堰在水中承台施工应用比较广泛，具有轻型、施工便捷的优点，但柔性较大，刚度较小、抗变形能力差。根据桥址区水文资料显示，主墩承台截面尺寸为16.0×7.5m×3m，考虑围堰打设方便、承台模板安装的作业空间以及施工期间围堰内的抽水、集水井设置等因素，最后确定围堰的打设平面几何尺寸为18.0m×10.5m，这样，围堰距离承台混凝土边的距离为1.0m和1.5m，满足施工需要。主墩承台钢围堰围檩从上到下设置三道：第一道使用双拼I56a工字钢，距离钢板桩顶1.95m；第二道使用双拼I56a工字钢，距离第一道3.5m；第三道使用双拼I56a工字钢，距离第二道3.0m，距离封底顶面3.7m，封底混凝土厚1.5m。内支撑设计情况：围檩横桥向设置2道Φ529mm×8mm钢管，间距6.5m；角支撑采用一道Φ529mm×8mm钢管。其中先安装第一道、第二道围檩及支撑，后安装钢板桩围堰；清基开挖后，封底、抽水后安装第三道（最底层）围檩及支撑。承台围堰构造如图1所示。在围堰施工完成后，需在围堰内开挖承台基坑，而钢板桩围堰内支撑及围檩较为复杂繁琐，会导致承台基坑开挖工效降低。
2、锁扣钢管桩围堰
钢管桩围堰支护体系采用钢管桩结构，该结构具有强度大、刚度大的特点，因此可以极大的简化围堰内支撑及围檩，使围堰内承台基坑开挖工效提高。锁扣钢管桩材料加工制作简单、快速，该结构体系施工工艺灵活，将整个围堰化整为零来施工，并且钢管桩材料加工与钢管桩插打可同时进行，进而使工程工期得到有效保证。并且在钢管桩插打前，采用旋挖钻引孔填砂方法，解决了钢管桩遇坚硬岩层（粉砂岩）难以插打的问题。
三、施工控制要点
1、锁扣钢管桩设计
1.1锁扣钢管桩围堰工艺原理
钢管桩围堰通过旋挖钻将河床的红砂岩岩层钻孔并换填中粗砂，然后利用履带吊和振动锤，打入带锁扣的钢管桩。围堰主要材料为∅630×10mm螺旋管、锁扣（阴口为∅200×10mm钢管，阳口为I20b工字钢）、围檩支撑（H型钢及工字钢）。关于围堰止水的问题，通过针对不同部位采取相应措施的方案解决，围堰上部（河床至钢管桩桩顶标高）：在相邻钢管桩连接的锁扣（即∅200×10mm钢管）内，采用棉花加黏土混合物填充挤密压实达到止水效果；围堰下部（河床至围堰钢管桩底面）：对孔内换填的中粗砂进行双液注浆处理达到止水效果。通过锁扣钢管桩安装插打、锁扣灌浆、双液注浆止水、抽水安装支撑、锁扣补漏、开挖安装支撑、承台施工六个阶段来实现水中大型承台作业的无水施工。
1.2锁扣钢管桩围堰设计
主墩承台围堰平面尺寸为26.97m×22.32m，其中主管采用∅630×10mm螺旋管，锁扣（阴口为∅200×10mm钢管，阳口为I20b工字钢），单根长度为24m。材质均为Q235。钢管桩间设置∅200×10mm钢管和I20b工字钢形成止水结构，内支撑设置为斜撑和对撑两种结构形式，具体布置分2层设置，第一道内支撑设在围堰顶以下3.5m处，第二道内支撑设在围堰顶以下10m处。内支撑有两种形式，角撑和对撑采用钢管∅630×10mm，第一层围囹采用双拼I56b工字钢，第二层围囹采用H800×300mm双拼型钢。
2、深水清基控制
根据地质资料显示，在-6m以上范围内均为淤泥层、粉质黏土，约7.36m厚，由于覆盖层较厚，为确保围堰的施工安全，承台基坑采用水下清基、水下封底的方案，围堰内累计清基方量约为1331m3。采用抓斗或挖机开挖流塑状淤泥时，空间狭小，工效低，安全风险大，针对现场的地质条件，借鉴沉井吸泥下沉的施工工艺，采用泵吸反循环（抽浆的方法）进行承台基坑开挖施工，此办法可以大大提高开挖清基效率，基坑内清理出来的泥沙由泥浆船运至指定点排放，严禁直排入水道，污染环境。吸泥过程中，利用测锤对开挖深度进行测量，当吸泥位置接近-6m附近处时，加密测点，提高泵口减小压力，多点吸泥，使各点位基底高差尽可能减小。如果下层粉质黏土无法直接吸出，利用高压水枪辅助射水对基坑内土体进行冲刷、切割、搅拌，使之形成泥浆，再由坑内泥浆泵抽吸。随着深水清基开挖的进度，及时利用千斤顶下放整体围檩及支撑。
3、封底混凝土浇筑
封底混凝土采用C30水下混凝土，厚度为150cm，方量约250m3。封底混凝土采用分块浇筑，封底水下混凝土采用拔球法浇灌，在围堰范围内布置6根φ299的水下混凝土导管，每根导管浇筑半径为5m。混凝土浇浇时，控制好导管接头质量及首灌混凝土数量，并保证混凝土连续浇筑，混凝土浇筑后表面基本平整。封底顺序，应满足先周边（围堰周边）后中间的原则，依次开球封口。待所有导管全部封口完毕后，根据各部位混凝土顶面上升情况分配混凝土的流向，使整个围堰范围内混凝土顶面均匀上升。水下混凝土灌注注意设专人使用测绳来控制混凝土灌注的高差，同时密切注意混凝土的扩散，确保导管移位前灌注区域混凝土铺满，不要出现漏灌现象。混凝土面的最终灌注高度，可控制在承台底标高以下20cm，待混凝土强度达到设计要求强度且围堰内抽水完成后，封底混凝土上部再次支立模板，浇筑20cm厚混凝土作为找平层。在封底前，应派潜水员下水再次检查基底具体情况，确保封底基底基本平整，达到封底浇筑要求。
4、钢管桩插打
1）钢管桩吊装必须安排专职安全员现场指挥，插打时安排专人检测钢管桩垂直度，同时设置限位装置。2）钢管桩插打时，要先慢后快，边打边测。3）钢管桩围堰合拢时，如果尺寸与原设计不符时（例如设计尺寸应为 8m，而实际尺寸为 7.8m或者 8.1m），则须设置异型桩进行合拢（可以改变钢管桩主管、副管或工字钢尺寸，但是必须保证钢管桩副管与工字钢匹配）。
结束语
钢板桩围堰施工不但要从材料选型、施打、深水清基、水下封底、抽水、围檩支撑等方面控制，还要结合雨季、汛期、潮汐等情况考虑方案的可行性，避免较大安全责任事故的发生。
参考文献
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论文作者:欧阳军胜,林浪,李冲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：围堰论文; 钢管论文; 混凝土论文; 封底论文; 工字钢论文; 深水论文; 基坑论文; 《基层建设》2019年第23期论文;