水中双壁钢围堰施工技术

水中双壁钢围堰施工技术

摘要：护筒在钻孔桩中，起着保护孔口的作用，对于顺利成孔有重要意义。大直径桩护筒要求较高的强度和高度，一般护筒满足不了要求，五里亭大桥水中大直径桩采用了双壁钢围堰代替护筒，取得了成功。本文结合大桥施工情况，论述了大型双壁钢围堰水中施工技术。

关键词：水中，钢围堰，施工技术

一、工程简介

韶关市五里亭大桥，全长505m，主桥长190m，桥面宽33m，跨径组合35m+120m+35m，横跨武江。支承120m主跨的主墩7号和8号墩位于水中，分别靠近东岸和西岸。主墩为单排双墩，采用大直径无承台墩身，基础为φ3.5m/φ3.0m大直径变截面桩，桩顶标高51.00m，护筒设计为直径4m的钢护筒。

武江通航标准为六级航道，水流缓慢。正常施工水位为53.086m，河床标高47.9m。7号主墩位于主航道，距东岸30多米。河床覆盖层为河卵石，覆盖层下为基岩。覆盖层厚4.1m。

二、施工方案选择

主墩钻孔桩设计采用反循环钻机施工，须建立承载力较大的施工平台，且7号主墩处水较深，又位于主航道，不能围堰筑岛。钢护筒的直径较大，强度、刚度不能满足要求。综合比较后，选择钢管桩栈桥作为固定平台，钢护筒变更为双壁钢围堰，围堰采用自制

空气吸泥机不排水开挖下沉。

三、施工技术控制

1、施工平台

结合地质情况考虑，钢管桩栈桥采用振动锤施工。钢管桩采用直径60cm壁厚8mm的钢管，顺桥向跨距6m一排钢管桩，每排2根，采用两根16号槽钢斜撑交叉连接，每跨前后2根钢管用单根16号槽钢横撑水平连接，使全部钢管桩连接成一个整体。每排钢管桩顶用40号工字钢连接，顺桥向净间距 50cm铺7根40号工字钢，其上铺以10mm钢板作为桥面。

2、双壁钢围堰加工制作

考虑双壁钢围堰可能的施工偏差，围堰内径扩大到5.2m，外径为6.5m，壁腔宽0.65m，设计围堰高11.6m，重32t。内外壁用10mm 钢板，采用75号角钢作水平横撑连接。壁腔内每2m高用8号槽钢做加强箍一道。考虑到围堰周长较长，为了方便壁腔浇筑混凝土，在壁腔内等距离设置4道竖向分隔板。由于桩顶位于水中，桩顶标高以上的围堰在施工结束后必拆除。为了方便施工，将围堰设计为3节，桩顶标高以上拆除部分为一节，高4.0m，桩顶以下分为2节，底节高4.1m，刃脚高1.7m。围堰在工厂加工，为方便运输，每节围堰分为两瓣，工地焊接成节。

3、节段吊装就位连接

由于围堰的重量和高度都较大，如连成整体后吊装就位，要使

用两台50吨吊车，且节段焊接时，要用脚手架进行高空施工，不方便。因此采取了化整为零的方法，节段连接在桩位上进行。在选择连接方法时考虑了栓接和电弧焊焊接，最后确定需拆除的顶节与第二节外壁采用m12螺栓连接（枯水位时连接面露出水面即可拆除，内壁焊接，拆除时可用乙炔切割），底节与中间节采用电弧焊焊接。连接面焊缝焊满后可起到良好的防水效果，有利于下一步施工。围堰分节后最重的不超过12吨，高度不超过4.1m，使用20吨吊车施工。

桩位连接时，先使用四个10吨手拉葫芦将底节围堰悬挂在桩位上调平后，吊第二节对位焊接。对好位后先用钢板固定，然后施焊。外壁在栈桥平台上焊接；内壁预先在焊接面下一定高度焊上直径

60mm钢管，铺上木板作为施焊平台。焊好后通过放松和替换手拉葫芦下放围堰，使焊接面降到平台面以上方便施焊的高度，以方便顶节焊接。

手拉葫芦用钢丝绳挂在工字钢上，通过钢丝绳与围堰的吊环连接。葫芦的位置按上下游方向和东西方向对称布置。在选择葫芦的吨位及个数时，根据围堰的重量和吊点对称布置的原则确定。如果水流冲击力较大，应考虑增加葫芦的总吨位，上游方向的葫芦吨位或数量应适当加大。

4、着床

围堰在桩位连接好后，用钢丝绳连接4个手拉葫芦（另有4个

轮换）和围堰上的吊环，交替轮换下放到河床。吊环的位置根据平台到水面的高度h和手拉葫芦的最大伸长长度l确定，可与连接吊点结合考虑。吊环的间隔高度h小于葫芦最大伸长长度l（以便取出下面吊点的钢丝绳）。下放时，当4个葫芦接近最大长度时，挂上另外4个葫芦并继续下放使其受力后，取下已伸长的葫芦备用。如此轮流替换下放直至围堰着床，着床后中心仅向下游和东岸偏

1cm。

5、壁腔回填

围堰着床后进行壁腔回填，壁腔回填物为c30混凝土，顶节壁腔回填河卵石，以便拆除施工。c30混凝土采用水下刚性导管浇筑。如果顶面不在同一平面上，应使用葫芦调平后再浇筑混凝土。为防止偏重导致围堰倾斜，浇筑混凝土时分层对称进行。考虑到浇筑混凝土后围堰有可能突然下沉，四个手拉葫芦在浇筑混凝土过程中同时受力，浇注过程中随时放松葫芦，避免受力过大损坏。

6、开挖下沉

开挖采用不排水下沉，使用自制空气吸泥机，配空压机进行开挖，空气吸泥机使用8吨吊车移动。

吸泥机在水面下的最小深度可按下式计算：

h＞〔hd3+h1（d2-d）〕/（d-d3）；

压缩空气压力可按下式计算：p=h/10+（0.2-0.5）。

说明：

⑴d、d2、d3—为水、水泥浆、水泥浆与空气混合体的相对密度；

⑵h—为吸泥器在水面下的深度，h一般不小于5m。

开挖应均匀进行，如有孤石可采用水下爆破清除。炮震时炸药应放在围堰中心，确保安全后进行。倾斜时采用偏除土方法，在刃脚高的一侧除土，随着下沉倾斜即可纠正。纠正位移时，先使围堰底面向偏移方向倾斜，然后沿倾斜方向开挖下沉，直至底面中心与设计中心位置相重合。

吸泥机管口离砂石面15～50cm，并通过升降吸泥机和晃动管身取得最佳效果。还可采用“憋风”的办法，即暂时关闭风阀，稍停2～3min后猛开风阀，使风压风量骤然加大。使用吸泥机开挖应注意内外水压的平衡，可设置水泵或虹吸管向井内补水，防止翻砂。

7、封底

围堰下沉到位后，要浇筑混凝土进行封底。封底不仅可以保护孔口，防止涌砂塌孔，还可以将围堰与基岩连接起来，增强护筒的稳定性。封底前先用钢管探测，确定地面为基岩后，采用水下刚性导管法进行浇筑，浇筑前先用空气吸泥机清理干净基岩上的卵石，混凝土浇筑高度为2m，超过刃脚高度0.3m。封底时应先清理基底，将淤泥、卵石等清除干净，若有强风化岩，应采取措施除去后才能封底。

8、导向措施

围堰一旦产生偏差，很难纠正。为确保围堰准确就位，下沉中