施工围堰.doc

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施工围堰孙国俊sunguojun2017/10/5

施工围堰

（孙国俊收集整理）

围堰：

是指在水利工程建设中，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的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。

一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；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，目前多使用双层薄壁钢围堰。

围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

围堰的工作特点：

临时性挡水建筑物

围堰的要求：

①结构上要求稳定、防渗、抗冲和强度；

②施工上构造简单，便于施工、维修、撤除方便；③布置上使水流平顺，不发生局部冲刷；④围堰接头、与安珀联接处要可靠，避免因集中渗漏等破坏作用引起的围堰失事；⑤经济合理。

主要作用：

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；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，目前多使用双层薄壁钢围堰。

围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

基本分类，按材料分：

围堰 　用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的边坡不宜陡于1:

2（竖横比，下同）,基坑侧边坡不宜陡于1:

1.5,通常用砂质粘土填筑。

土围堰仅适用于浅水、流速缓慢及围堰底为不透水土层处。

为防止迎水面边坡受冲刷，常用片石、草皮或草袋填土围护。

在产石地区还可做堆石围堰，但外坡用土层盖面，以防渗漏水。

土石围堰：

土石围堰由土石填筑而成，多用作上下游横向围堰，它能充分利用当地材料，对基础适应性强，施工工艺简单。

按基坑是否允许淹没分：

过水围堰、不过水围堰。

一般多用于不过水围堰，如用于过水围堰，允许汛期过水，应予以妥善保护，需要做好溢流面，围堰下游基础和两岸接头的防冲保护。

土石围堰的防渗结构形式有土质心墙和斜墙、混凝土心墙和斜墙、钢板桩心墙及其他防渗心墙结构。

草土围堰：

草土围堰是用一层草一层土再一层草一层土在水中逐渐堆筑形成的挡水结构，为我国传统的河工技术。

其下层的草土体靠上层草土体的重量，使之逐步下沉并稳定，堰体边坡很小，甚至可以没有边坡（俗称收分）。

其基本断面是矩形，断面宽度是依据水深和施工时上游壅水高度及基坑施工场地要求来确定，据各地实践经验，断面宽为水深的2．7～3．3倍。

流沙基础和采用机械化施工，断面宽度应适当的加大。

由于草土体的沉陷较大，这必须留备足够的起高，一般超高为设计堰高的8%～l0%。

木板桩围堰 ：

深度不大，面积较小的基坑可采用木板桩围堰。

为了防渗漏，板桩间应有榫槽相接。

当水不深时,可用单层木板桩,内部加支撑以平衡外部压力。

水较深时，可用双壁木板桩，双壁之间用铁拉条或横木拉紧，中间填土。

其高度通常不超过6～7米。

木笼围堰 ：

在河床不能打桩、流速较大，同时盛产木材和石料的地区，可用木笼做围堰的堰壁。

最常用的形式是用方木做成透空式木笼，迎水面设多层木板防水，就位后，在笼内填石。

为减少与河床接触处的漏水，一般用麻袋盛土或混凝土堆置在木笼堰壁外侧。

近代也有用钢筋混凝土预制构件装配的笼式围堰。

钢板桩围堰：

是最常用的一种板桩围堰。

钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、槽形及Z形（图1）等,有各种大小尺寸及联锁形式。

常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。

其优点为：

强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。

在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。

这些围堰多采用单壁封闭式围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。

如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。

在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。

它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。

围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。

常用的有圆形及隔壁形等形式。

锁口管柱围堰：

中国1957年在湖北省明山水库，将有锁口的直径1.55米的钢筋混凝土管柱联成一排，作为防渗墙。

60年代以后，日本发展的钢锁口管柱围堰是将钢管柱联锁成为一个整体，可建成任何形状。

若将它作为永久基础使用，则称钢锁口管柱沉井基础，如1978年开始建造的大和川斜张桥，水中三个主墩就是用锁口钢管柱围成直径30～33米，入土深40～50米的这种基础。

钢筋混凝土

或预应力混凝土，板桩围堰，一般在围堰建成后仍需长期保留时才使用。

板桩截面两侧用榫槽或钢件连接，桩底部向一面倾斜，便于打入地内，同时易使两相邻桩密合。

主要用于港湾码头的驳岸及水工建筑的截水墙等。

 钢筋混凝土地下连续墙 ，其法是用特制钻机自地面向下以泥浆护壁钻挖成不连续的孔壁，再钻挖连通成一道连续孔壁，放入钢筋混凝土预制件，再灌以混凝土使之成墙。

这种方法应用于城市土建工程中，作为开挖基坑的围堰,可以靠近已有建筑物施工,又可作承重的基础，截面形状不受限制。

已应用于水工建筑物如码头、防渗墙及桥梁施工中。

混凝土围堰：

一般在河床无覆盖层的岩面，且水压较高处使用。

它的主要特点是耐冲刷，安全性大，防透水性好，可以考虑作为永久性结构物的一部分，但施工较困难。

一般主要用于水工建筑中，其他土木工程中较少采用。

其他分类：

按围堰与水流方向的相对位置分：

横向围堰、纵向围堰。

按导流期间基坑是否允许淹没：

过水围堰、不过水围堰。

各类围堰施工的基本要求和方法

　　 一、围堰施工的一般规定

　　1．围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0．5～0．7m。

　　2．围堰外形一般有圆形、圆端形（上、下游为半圆形，中间为矩形）、矩形、带三角的矩形等。

围堰外形直接影响堰体的受力情况，必须考虑堰体结构的承载力和稳定性。

围堰外形还应考虑水域的水深，以及因围堰施工造成河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷，对航道、导流的影响。

　　3．堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。

　　4．围堰要求防水严密，减少渗漏。

　　5．堰体外坡面有受冲涮危险时，应在外坡面设置防冲刷设施。

 二、各类围堰适用范围

围堰类型及适用条件    

    围堰类型

    适  用  条  件

 土  石  围堰

  土围堰

水深≤ 1.5m；流速≤0.5m/s，河边浅滩，河床渗水性较小

  土袋围堰

水深≤3.0m，流速≤1.5m／s,河床渗水性较小，或淤泥较浅

木桩竹条土围堰

水深1.5～7m，流速≤2.0m／s，河床渗水性较小，能打桩，盛产：

竹木地区

竹篱土围堰

水深1.5～7m,流速≤2.0m／s，河床渗水性较小，能打桩盛，产竹木地区

竹、铅丝笼围堰

水深4m以内，河床难以成桩，流速较大

堆石土围堰

  河床渗水性很小，流速≤3.0m／s，石块能就地取材

板桩

围

堰

钢板桩围堰

深水或深基坑，流速较大的砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等坚硬河床。

防水性能好，整体刚度较强

钢筋混凝土板桩围堰

深水或深基坑，流速较大的砂类土、黏性土、碎石土河床。

除用于挡水防水外还可作为基础结构的一部分，可采取拔除周转使用．能节约大量木材

钢套筒围堰

流速≤2.0m／s，覆盖层较薄，平坦的岩石河床，埋置不深的水中基础，也可用于修建桩基承台

双壁围堰

大型河流的深水基础，覆盖层较薄、平坦的岩石河床

     三、土围堰施工要求

　　1．筑堰材料宜用黏性土、粉质黏土或砂夹黏土。

填出水面之后应进行夯实。

填土应自上游开始至下游合龙。

　　2．筑堰前，必须将堰底下河床底上的杂物、石块及树根等清除干净。

　　3．堰顶宽度可为l～2m。

机械挖基时不宜小于3m。

堰外边坡迎水流一侧坡度宜为1：

2～1：

3，背水流一侧可在1：

2之内。

堰内边坡宜为1；1～1：

1．5。

内坡脚与基坑的距离

4

不得小于lm。

四、土袋堰施工要求

（一）围堰两侧用草袋、麻袋、玻璃纤维袋或无纺布袋装土堆码。

袋中宜装不渗水的黏性土，装土量为土袋容量的1／2-2／3。

袋口应缝合。

堰外边坡为1：

0．5～1：

1，堰内边坡为1：

0．2-1：

0．5。

围堰中心部分可填筑黏土及黏性土芯墙。

（二）堆码土袋，应自上游开始至下游合龙。

上下层和内外层的土袋均应相互错缝，尽量堆码密实、平稳。

　　（三）筑堰前，堰底河床的处理、内坡脚与基坑的距离、堰顶宽度与土围堰要求相同。

五、钢板桩围堰施工要求

　　1．有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。

　　2．钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求。

　　3．施打钢板桩前，应在围堰上下游及两岸设测量观测点，控制围堰长、短边方向的施打定位。

施打时，必须备有导向设备，以保证钢板桩的正确位置。

　　4．施打前，应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝，以防漏水。

　　5．施打顺序一般为从上游分两头向下游合龙。

　　6．钢板桩可用捶击、振动、射水等方法下沉，但在黏土中不宜使用射水下沉办法。

　　7．经过整修或焊接后的钢板桩应用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。

接长的钢板桩，其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开。

　　8．施打过程中，应随时检查桩的位置是否正确、桩身是否垂直，否则应立即纠正或拔出重打。

六、钢筋混凝土板桩围堰施工要求

　　1．板桩断面应符合设计要求。

板桩桩尖角度视土质坚硬程度而定。

沉人砂砾层的板桩桩头，应增设加劲钢筋或钢板。

　　2．钢筋混凝土板桩的制作，应用刚度较大的模板，榫口接缝应顺直、密合。

如用中心射水下沉，板桩预制时，应留射水通道。

　　3．目前钢筋混凝土板桩中，空心板桩较多。

空心多为圆形，用钢管作芯模。

板桩的榫口一般圆形的较好。

桩尖一般斜度为（1：

2．5）～（1：

1．5）。

　　 七、套箱围堰施工要求　　

　　1．无底套箱用木板、钢板或钢丝网水泥制作，内设木、钢支撑。

套箱可制成整体式或装配式。

　　2．制作中应防止套箱接缝漏水。

　　3．下沉套箱前，同样应清理河床。

若套箱设置在岩层上时，应整平岩面。

当岩面有坡度时，套箱底的倾斜度应与岩面相同，以增加稳定性并减少渗漏。

　　 八、双壁钢围堰施工要求

　　1．双壁钢围堰应作专门设计，其承载力、刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等应满足施

　　工要求。

　　2．双壁钢围堰应按设计要求在工厂制作，其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。

　　3．双壁钢围堰各节、块拼焊时，应按预先安排的顺序对称进行。

拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验。

　　4．钢围堰浮运定位时，应对浮运、就位和灌水着床时的稳定性进行验算。

尽量安排在能保证浮运顺利进行的低水位或水流平稳时进行，宜在白昼无风或小风时浮运。

在水深或水急处浮运时，可在围堰两侧设导向船。

围堰下沉前初步锚锭于墩位上游处。

在浮运、下沉过程中，围堰露出水面的高度不应小于lm。

　　5．就位前应对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设备进行检查调整，以使围堰落床工作利进行，并注意水位涨落对锚锭的影响。

　　6．锚锭体系的锚绳规格、长度应相差不大。

锚绳受力应均匀。

边锚的预拉力要适当，避免导向船和钢围堰摆动过大或折断锚绳。

　　7．准确定位后，应向堰体壁腔内迅速、对称、均衡的灌水，使围堰落床。

　　8．落床后应随时观测水域内流速增大而造成的河床局部冲刷，必要时可在冲刷段用卵石、碎石垫填整平，以改变河床上的粒径，减小冲刷深度，增加围堰稳定性。

　　9．钢围堰着床后，应加强对冲刷和偏斜的情况进行检查，发现问题及时调整。