吳呈盛

摘 要：本文以深水基礎(chǔ)施工防水圍堰為研究對象，對比分析深水基礎(chǔ)施工中常用的幾種防水圍堰的優(yōu)缺點，為具體的防水圍堰選型、設(shè)計提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：深水基礎(chǔ)；防水圍堰；內(nèi)河航道

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，大江大河中建筑物越來越多，圍堰施工方案是船閘、航道、橋梁等涉水工程施工的重要技術(shù)方案，是工程施工安全的重要保障。圍堰的目的在于，當(dāng)堰內(nèi)施工和修筑基礎(chǔ)時，使堰外的水和沙土不至于大量涌入堰內(nèi)。目前，涉水工程中深水基礎(chǔ)采用的防水圍堰主要分為以下幾種：鋼板樁圍堰、混凝土圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰、鎖口鋼管樁圍堰。

1 防水圍堰類型分析

不同圍堰均有各自的特點及適用條件，涉水工程中圍堰方式的選取需結(jié)合工程所在地特定的工程地質(zhì)環(huán)境，以及當(dāng)?shù)氐氖┕げ牧蟽r格、所擁有的施工設(shè)備等進行分析比較，從而選取適合特定工程的圍堰類型。現(xiàn)就上述幾種圍堰施工方式在內(nèi)河航道中的應(yīng)用情況進行綜述分析。

1.1 鋼板樁圍堰

鋼板樁圍堰主要采用單壁的矩形、圓形結(jié)構(gòu)形式，其通過設(shè)置支撐來適應(yīng)不同的水位情況。鋼板樁圍堰一般沒有封底混凝土，可重復(fù)使用。這種圍堰結(jié)構(gòu)施工操作簡單，同時施工成本相對較低。

在鋼板樁施工之前，為了控制鋼板樁在施工時的垂直度，需在鉆孔樁鋼護筒上焊接牛腿，以便于支撐圍檁的安裝，作為鋼板樁插打時的導(dǎo)向架。當(dāng)鋼板樁插打至固定位置后，應(yīng)將導(dǎo)向架與其進行焊接操作，從而抵抗水流沖擊力。

鋼板樁圍堰施工方法有一定的缺點：第一，圍堰本身采用構(gòu)件拼接而成，其整體剛度較小，對水流沖刷抵抗力差；第二，由于圍堰的強度、剛度低，在深水區(qū)時，需要增設(shè)支撐以滿足圍堰的強度需求，然后較密的支撐結(jié)構(gòu)不利于后續(xù)承臺及墩身施工的順利開展，因此，鋼板樁圍堰對于水位較高的情況適用性較差。

1.2 混凝土圍堰

混凝土圍堰主要包括重力式和雙層薄壁鋼筋混凝土圍堰兩種結(jié)構(gòu)形式。重力式混凝土圍堰結(jié)構(gòu)做為一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，其與沉井相似，主要適用于岸上和淺水施工區(qū)域，其施工方法比較簡單，本文中不過多敘述。薄壁混凝土圍堰一般采用雙壁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式以圓形居多?；炷羾咧饕梢韵聨讉€特點：第一，考慮到其主要為預(yù)制結(jié)構(gòu)，需要設(shè)置下水滑道；其二，由于其自身重量較輕，在水中下沉困難，主要適用于河床覆蓋層較淺的水域?qū)τ谏钏畢^(qū)域適用性較差；其三，預(yù)制結(jié)構(gòu)在水中需要完成水下對接操作，因此，須配備潛水員協(xié)助對接操作，水流急的水域不宜存在一定的施工難度。

1.3 鋼套箱圍堰

鋼套箱圍堰由于其采用鋼結(jié)構(gòu)材料，故在加工、運輸、下沉方便等方面的有一定的優(yōu)越性，其在深水基礎(chǔ)施工中應(yīng)用越來越廣泛。鋼套箱圍堰主要由矩形和圓形兩種形狀。對于圓形圍堰，其包括單壁、雙壁以及單雙壁組合式鋼圍堰，由于其采用的圓形結(jié)構(gòu)特殊性，使得其在水下只受到環(huán)向軸力，故而可不設(shè)內(nèi)支撐，從而為施工提供足夠的空間需求；另外，其截面可以起導(dǎo)流作用，故抗水流能力強，對于流速較大的深水河流較為適用。

單壁鋼圍堰一般適用于高樁承臺基礎(chǔ)施工，一般采用無底的鋼吊箱結(jié)構(gòu)形式。由于其采用單壁結(jié)構(gòu)，故能承受的水壓力小，但其結(jié)構(gòu)形式簡單、拼接較為方便同時能較大程度上節(jié)約材料，因此，無底單壁鋼圍堰在深水基礎(chǔ)施工中得到較為廣泛應(yīng)用，單壁無底鋼圍堰已成功應(yīng)用在浙江瑞安飛云江三橋主塔墩深水承臺基礎(chǔ)的施工中。

1.4 鋼吊箱圍堰

當(dāng)承臺以下軟弱土層較厚、水位較高水流較急，或承臺底面距河床面較高，可采用吊箱圍堰來滿足深水樁基施工需求。所謂吊箱圍堰，就是將有底套箱懸吊在水中，當(dāng)修建深水樁基時，可為沉樁導(dǎo)向定位，在沉樁完成后，對吊箱內(nèi)灌注水下混凝土封底，即可澆筑承臺混凝土。

吊箱圍堰與鋼圍堰構(gòu)造相近，主要由底板、側(cè)板、內(nèi)支撐、懸吊及定位系統(tǒng)等幾部分組成。根據(jù)水位狀況及施工荷載，選定單壁鋼圍堰或雙壁鋼圍堰。與鋼圍堰相比，吊箱圍堰的材料用量要少很多，同時其下沉方便，因此，吊箱圍堰的施工方法較為成熟，在國內(nèi)外深水基礎(chǔ)高樁承臺施工廣泛采用。南京長江二橋部分主墩基礎(chǔ)施工采用了雙壁有底沉浮式鋼箱圍堰。

與鋼板樁圍堰相同，鋼吊箱圍堰也采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，其預(yù)制結(jié)構(gòu)在陸地上完成制造、拼裝，將拼裝完成的整體通過定位船運至固定位置進行下沉操作，使得施工操作方便。鋼吊箱圍堰一般懸吊于水中，故用鋼量少、同時潛水工作量小。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜但對制造精度要求，同時吊箱懸吊于水中時其阻水面積大，當(dāng)有潮水漲落或有較強水流沖擊時，其受到的水流力較大，使得懸掛吊箱的定位樁容易損壞。

1.5 鋼管樁圍堰

鋼管樁圍堰為采用鎖口結(jié)構(gòu)的鋼管樁，通過導(dǎo)向框?qū)摴軜断鲁恋焦潭ㄎ恢?，鋼管樁之間通過鎖扣相連，使得各獨立的鋼管樁連接成一個整體，其可以看做是將雙壁鋼圍堰化整為零。鋼管樁圍堰主要有下列特點：其一，由于其截面模量大，具有較好的抗彎能力，從而可以減少圍堰的內(nèi)支撐數(shù)量，為施工提供方便；其二，鋼管樁圍堰同時具有鋼板樁圍堰和雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)受力特點，部分鋼管樁直接打入基巖，因此，又稱為嵌巖樁，鋼管樁圍堰在內(nèi)河航道應(yīng)用較為廣泛，曾在蘇南運河航道整治工程蘇州段中應(yīng)用。

2 防水圍堰方式選型

通過分析比較，鋼管樁圍堰施工方便，且施工速度較快，可以比較好的適應(yīng)于內(nèi)河深水航道，同時，鋼管樁的剛度和穩(wěn)定性在內(nèi)河航道深水中，具有較好的抗沖性能，綜合了鋼板樁圍堰和雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)受力特點。且可將鋼管樁嵌巖，施工難度減小，防止水流進施工樁基內(nèi)。

3 結(jié)語

針對深水基礎(chǔ)施工現(xiàn)狀，對深水基礎(chǔ)防水圍堰類型、特點及使用范圍做了一定的介紹和分析，對于實際航道工程中，根據(jù)不同地質(zhì)條件、自然環(huán)境，且在內(nèi)河航道中選取防水圍堰形式，具有一定的參考意義。

參考文獻：

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[2]任八鋒.鋼管樁圍堰的設(shè)計與實踐[J].四川建筑，2012（01）.