平缓水流中深水桥梁基础施工防水围堰的分析与薄壁混凝土围堰的应用

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1、北京交通大学工程硕士专业学位论文钢板桩围堰是一种比较传统的深水基础施工方法。钢板桩是从国外引进的一种制式产品，主要为德国拉森式钢板桩。钢板桩可以打入上中或连到物件上，组成承载及防水结构，工作结束后，拔出或拆下重复使用。钢板桩围堰一般采用单壁的矩形、圆形等结构形式，内部根据水位情况设置支撑，该围堰因为是重复使用，因此，一般没有封底混凝士：它是～种施工简单、快捷、成本较低的围堰形式。但是，该围堰也有其很大的局限性，其一，由于是组拼式结构，整体刚度较小，因此其抗水流及冲刷能力差，不宜于在流速较大的情况下使用；其二，由于

2、其本身强度、刚度局限，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，因此，不宜于在水位较高的情况下使用：其三，因为要重复使用，不宣灌注封底混凝土，因此，在既要满足底部支撑力，又要满足较小渗流的情况下，对河床提出了较高的要求，因此，不宜在透水性强，承载力小的地层条件下使用。新长铁路长江轮渡北栈桥7号～13号墩高潮位时水深在l～6m之间，河床地质为淤泥质砂粘土，承台尺寸相同，均为5．4mX8．Om，趋工采用钢板桩围堰，其结构及内支撑尺寸相同，便于周转和重复使用：由于水浅，堵漏及抽水工作量较小。综合

3、考虑水文、地质、工期、造价等因素，7号～13号墩用单壁刚板桩围堰。钢板桩采用德国拉森(1arssen)式槽型钢板桩，长度15m，其数量能同时满足两个墩使用，便于交叉作业，板桩入土深度为8m(承台底面以下5～6m)，内设两道支撑，支撵采用栓接菱形框架式结构。0．1．2双壁钢筋混凝土围堰北京交通大学工程硕士专业学位论文混凝土围堰可分为重力式混凝土围堰和薄壁混凝土围堰。重力式混凝土围堰结构与沉并相似，一般用于岸上或浅水能筑岛的施工区域，是一种比较传统的围堰形式，根据钢筋混凝土的受力特点，一般以圆形结构为主，其同沉井的唯

4、一区别是沉井是桥梁结构的一部分，而混凝土围堰仅是一种旌工结构。下面重点介绍薄壁混凝土围堰的结构及施工工艺特点。薄壁混凝土围堰一般采用双壁结构，其结构形式以圆形居多，也有圆端形结构。它是一种分节、分层预制的装配式结构。其壁厚一般为20cm左右，其平面形状根据承台结构形式以及水文等条件而定，其高度根据浮运能力而定，节与节之间一般采用法兰连接，壁间下部为封底需要填充混凝土，上部填充砂砾。该种结构的特点为：其一，须在岸上预制，因此在桥位附近需有码头并设有下水滑道：其二，由于其重量较轻，下沉困难，因此，仅适用于河床覆盖层较

5、浅的水中区域：其三，由于需采用水下对接，因此其下沉须配备潜水员协助，对水流较大、较深的水域不宜实旋。京九线泰和赣江特大桥，位于赣江中游，l号～6号墩位于主河道上，水深iO～15m，2号、3号墩处覆盖层2～4m，为中密饱和的粗砂夹卵石。本着充分利用既有设备和资源、因地制宜的原则，综合考虑水文、地质和通航要求等因素，经比选，位于主航道的2号、3号墩采用双层薄壁钢筋混凝土围堰进行施工。围堰外壁为圆端形，长20m，宽16．34m，壁厚20cm，采取分节预制，节长3m。节间法兰连接。内壁为矩形，长13．8m，宽13．4m，

6、壁厚20cm，框内设十字形隔墙。内、外沉井预制好后，按先外后内的顺序逐节下水浮运拼装，内外壁之间填充混凝土及砂砾石，组成挡水围堰。4北京交通大学工程硕士专业学位论文O．1．3钢套箱围堰近年来，由于钢材价格的下降，以及钢结构加工、运输、下沉方便等方面的优越性，钢套箱围堰越来越广泛地应用于大型深水桥梁的基础施工中。钢套箱围堰按形状可分为矩形(圆端形)和圆形，其中每种围堰又有单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰。圆形围堰，由于在水压力作用下，只产生环向轴力，可不设内支撑，因此能够提供足够的撼工空间。另外，由于其截面可以导流

7、，因此抗水流能力强，它适用于流速较大的深水河流的低桩承台的施工中。但是，由于承台尺寸一般为矩形，因此，其封底的截面积较大，封底混凝土的量较大。矩形或圆端形围堰，可按承台的尺寸形状设计，减少了围堰钢壁的用钢量以及封底混凝土的用量。但是由于该围堰需加设内支撑，给后续工程的施工带来诸多不便。另外，其抗水流冲击能力和整体性较差，不宜在流速较大的河流中使用。单、双壁的构造主要是考虑钢围堰下沉的需要而设计，由于钢围堰重量轻，在需要入土较深的情况下仅靠自重难以下沉，需灌注配重混凝土，因此必须设置双壁结构；如果下沉较浅，借自重可

8、以下沉，可设计为单壁结构：如在满足下沉需要的前提下，又要节省材料，可设计成单、双壁组合式结构。钢围堰结构形式的确定受多种因素的制约，如水文、地质、起重设备等。平面形状的确定主要受承台平面尺寸的影响以及水深的影响。我们曾做过比较，当承台的平面尺寸长宽比小于1．5时，采用圆形围堰更为合理，但水深大于15m的情况下．若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证，同时也大大