大跨度铁路桥梁深水基础围堰施工方案比较.doc

大跨度铁路桥梁深水基础围堰施工方案比较【内容摘要】近些年来，我国经济社会得到全面发展。在交通领域中，尤以铁路建设发展最为迅猛。同时，铁路桥梁建设也取得了许多成果。本文通过对铁路桥深水基础钢板桩围堰和混凝土围堰两种方法进行介绍，并分析其优缺点，在结合某大跨度铁路桥深水基础围堰施工实例的基础上，选择合适的施工方法，供同仁参考和借鉴。【关键词】大跨度铁路桥；深水基础；围堰1 引言围堰是指在工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物正在修建的位置，以便在围堰内修筑结构、排水、开挖基坑等。在桥梁深基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，可以根据当地材料修筑成各种形式的土堰，而在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩（单层或双层）围堰。近些年来，随着我国铁路建设的大发展，桥梁建设也取得了世界瞩目的成就。深水基础围堰技术也得到了快速的发展，目前，多使用双层薄壁钢围堰。围堰既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。由于深基础围堰施工规模庞大、水文条件差、施工工期紧，需要投入许多船舶机具设备，是整个桥梁工程施工的关键环节，也是桥梁施工的难点之一，对整个桥梁建设质量有很大影响。因此，本文通过比较混凝土围堰和钢板桩围堰的施工方法，并结合某大跨度铁路桥深基础施工的实例，对施工方法进行选择，希望对以后的工程实践提供参考和借鉴。2 钢板桩围堰施工方法钢板桩是从国外引进的一种围堰材料，此种材料可以连到物件上或者打入土中，待施工结束后拆除，还可以重复进行使用。（1）插打钢板桩在稳定的条件下安置桩锤，桩锤一般采用振动桩锤。应用固定的临时导向架插打钢板桩。插桩顺序，在潮汐河流，因为水流有两个方向的流向，为减少水流阻力，可采取从侧面开始，向上、下游插打，在另一侧合龙。在无潮汐河流一般是从上游中间开始分别向两侧对称插打，直至在下游合龙。先将插桩到全部合龙，然后再分段、分次打到标高。（2）抽水堵漏做好钢板桩的插打工作后，即可进行抽水，抽水的过程不宜太快，在抽水的过程中随时观察并记录围堰的变化情况，遇到锁扣漏水或者桩脚渗漏时，要及时做好处理，不要等到抽水完成后再处理。对锁扣的处理，在漏缝外侧撒大量谷糠或者木屑；对桩脚的处理，采用填充水下混凝土或者填筑土袋的方式进行。如果，桩脚漏水是因为河床透水，则需要向透水层注入水泥砂浆或者采用混凝土进行封底，以达到止水的目的。（3）拔桩在施工完成后将钢板桩拆除，拆除的过程中应先将围堰内的设施和支撑按顺序拆除。然后，在围堰内注水，直至内外没有压强差的时候，在利用拔桩设备来将钢板桩拔除，拔桩设备可选择拔桩机、吊机、吊船、千斤顶等，也可用桥墩身做扒杆来拔，如拆除困难则进行水下切割。3 混凝土围堰施工方法混凝土围堰可以分为薄壁式混凝土围堰、重力式混凝土围堰及袋装式混凝土围堰三种方式。（1）重力式混凝土围堰一般应用于岸边或者浅水区的施工中，是一种比较传统的方法，围堰的结构类似于沉井，围堰与沉井的唯一区别是围堰是一种施工结构而沉井是桥梁基础结构的一部分。（2）袋装饰混凝土围堰，混凝土标号为20号，把搅拌好的混凝土装入编织袋或者麻袋，利用编织袋或者麻袋的约束使得混凝土不离析，有一部分的水泥析出，是袋与袋之间形成一个整体，袋子密封要紧密、牢固。为了保证袋与袋之间的粘接性，不能采用干拌混凝土，而应采用普通加水拌和的混凝土，以便能使部分水泥浆能挤出袋外，使围堰形成整体。每袋混凝土不能装得太满，装其1/22/3为宜。袋子的封口要紧密、牢固。编织袋强度好，不易磨损和腐蚀，很适合于深水基础施工。（3）薄壁式混凝土围堰一般采用双壁结构，它是一种分节、分层的预制装配结构，其高度根据浮运能力而定，平面根据承台结构及当地水文条件而定，用法兰连接节与节，壁间上部填充沙粒，下部用混凝土封底。4 两种围堰方式比较4.1 混凝土围堰优缺点（1）由于混凝土围堰重量较轻，在水中下沉困难，因此，仅适用于河床覆盖层较浅的水中区域；（2）混凝土围堰需要在岸上预制，因此在桥位附近需有码头并设有下水滑道，如果没有要修筑筑岛，以配合施工；（3）由于需采用水下对接，因此其下沉须配备潜水员协助，因此要做好潜水人员的安全保障措施。对水流较大、较深的水域不宜实施。4.2 钢板桩围堰优缺点（1）施工成本较低，围堰材料可以重复使用；（2）由于钢板桩围堰本身强度、刚度的局限，在承台较深时，需设置强而密的支撑，对后续的承台及墩身施工干扰很大，不宜在水位较高的情况下使用；（3）由于是拼接式结构，整体刚度较小，因此其抗水流及冲刷能力差，不宜在流速较大的情况下使用；（4）因为钢板桩可以重复使用，不宜灌注封底混凝土，因此，既要满足较小渗流，又要满足较大的底部支撑力情况下，对河床提出了较高的要求。不宜在承载力小，透水性强的地层条件下使用。5 应用实例本文以某大跨度铁路桥为工程实例，进行围堰施工分析。全长737.15m，孔跨32x22m，水深8m。工程地质条件为：河床覆盖层薄且岩面倾斜严重。钢板桩围堰施工存在着诸多难点：插打困难、堰底很容易漏水，如果采用无底套箱或者其他形式的围堰施工，就会产生岩面严重倾斜或者围堰下沉就位困难的问题，并且一旦发生设计位置的偏移，很难于纠正。此外，会造成施工投入加大，有可能突破预算，甚至影响工期。经过笔者深入调查分析，该桥10号桥墩施工宜采用筑岛钢板桩围堰施工的方法，该方法存在以下优点：筑岛速度快，施工工艺成熟，还可以保证工期甚至提前完成。对于侵入承台范围内的基岩，可以在筑岛完成后采用水下控制爆破的方式，先对承台范围内的岩石进行爆破，然后钻孔成桩，以避免扰动成桩的混凝土，保证工程质量。6 结语通过对混凝土围堰和钢板桩围堰的分析可知，混凝土围堰需要采用预制，依赖于码头或者下水滑道，而钢板桩围堰由于是拼接是结构，抵御水流冲刷能力弱，因此不宜在水流大的地方采用。本文以某大跨度铁路桥深基础围堰为应用实例，并对两种围堰方法的优缺点的分析，决定采用钢板桩围堰进行施工，取得良好的实施效果，希望对以后的工程实践提供借鉴和参考。参考文献1邹恒.竖井钻机主要参数的计算j.矿山机械，1986，(3)2罗绍明.大口径灌注桩水下