深水桥墩施工方案.docx
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深水桥墩施工方案
深水桥墩施工方案
新建长株潭城际铁路XX标
XX特大桥湘江段深水桥墩施工方案
1.编制依据、范围及项目概况
1.1.编制依据
(1)新建长株潭城际铁路XX标XX特大桥设计图纸及工程量清单等资料。
(2)现行有关设计规范、施工规范、质量检验评定标准、施工指南及行业标准,国家及省市颁布的法律、法规。
(3)现场踏勘收集的有关资料及我公司现有设备、周转材料情况。
(4)我公司以往类似深水桥工程累积的施工经验,工艺、工法等技术总结科技成果。
(5)当前客专及城际铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平。
(6)科学研究及试验成果。
(7)施工组织设计指南(铁建设[2009]226号)。
(8)地质勘察报告。
(9)初步设计阶段公司与地方签定的有关协议和纪要。
1.2.编制范围
新建长株潭城际铁路XX标XX特大桥湘江段295#—304#
墩(XDK45+379.280-XDK46+054.280)深水桥墩及基础施工。
2.工程概况
2.1.工程简介
XX特大桥于XDK45+301.7-XDK46+112.13(293#-305#墩)处跨越湘江,桥梁主跨采用变截面连续刚构梁,其跨度布置为:
42.5m+10X75m+42.5m,桥墩采用圆端形实心桥墩,墩高16.5m—33.5m。
293#、305#墩承台高3m,294#—304#墩采用二级承台结构,高度为3.5+1.5m;294#—304#墩桩基础采用①2.0m
钻孔灌注桩,293#、305#墩桩基础采用①1.25m钻孔灌注桩。
其中295#—304#墩地处湘江河道,为深水桥墩施工。
2.2.主要技术标准
线路等级:
客运专线;
正线数目:
双线;
速度目标值:
200km/h;
线间距:
4.4m;
设计荷载:
上部结构ZC活载,下部结构ZK活载
2.3.主要工程特点
桥址所在河段河道较为顺直,河面宽阔,水流平缓;河床面
较为平坦,起伏不大,覆盖层较薄,局部岩石裸露;湘江为季节性河流,水位起伏较大,季节性明显;工程所处地区交通便利,易于设备及材料组织。
(1)安全和环保要求高
由于湘江为饮用水,施工环保要求高;距既有湘黔铁路桥及
XX湘江三桥距离近,施工组织和安全监控难度大。
(2)桥长量大,结构复杂,施工投入大
桥梁长、工程量大、深水基础多,一次投入工装设备多;投
入施工船舶、塔吊等诸多工装设备。
(3)工期紧,施工难度高
湘江特大桥深水桥墩施工,受湘江水位季节性影响较大;其
筑岛围堰、双壁钢围堰以及深水基础墩台等施工均需在湘江枯水季节内完成,工期压力较大;同时深水桥墩工序繁多复杂,专业要求高,施工难度较高。
3.项目所在地区特征
3.1.自然地理特征
3.1.1.自然特征(地形地貌)
本桥处于湘江流域一级阶地及垄岗区,地势平坦开阔,稍有
起伏,相对咼差10—30m,海拔咼度在80m以下。
桥位位于既有湘黔复线桥位下游40—50m处,河道宽约900m,水面宽
700m,河道顺直平缓,两岸发育有不对称平坦开阔的一级阶地,西岸宽广,东岸仅百余米,其后即为波状起伏的丘陵。
3.1.2.工程地质
(1)地层岩性
本段主要为第四系冲洪积层。
一级阶地上部为种植土及粉质黏土,黑褐色,土质均匀;河流表层分布细砂、中砂、粗砂、细圆砾土及粗圆砾土,较松散;下伏基岩为砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,弱风化层基本承载力600kpa.
3.1.3.水文条件
本桥于XDK45+301.7—XDK46+112.13处跨越湘江,湘江又称湘水,是长江七大支流之一。
湘江源出广西临桂县海洋坪的龙门界,于东安县进入湖南境内,沿途接纳各支流后经XX北行至
长沙,在长沙境内,先后纳入龙王港、浏阳河、捞刀河至湘阴分两支汇入洞庭湖。
全长856km,流域面积94660km2,河流坡降为0.0134%。
湘江流域东南西三面环山,南部的南岭山地和东部的罗霄山脉海拔一般在1000m以上,其他丘陵地海拔多在500m以下,流域内地层复杂,从震旦纪到第四纪岩层多有出露。
湘江地处亚热带湿润地区,流域内水系发达,右岸支流比左岸发达。
春夏之间降水量多集中,秋季多旱,暑热期长。
因受季风环流和地理因素影响,流域内降水表现出明显的季节性和地域性,地区
分布不均匀,多年平均降水量1200—1700mm,由流域东南逐渐向西北递减;年际变幅大,最大、最小年降水量比值一般在2—3倍之间;年内分配也极不均匀,以4—6月降水量多,占全年降水量的40%以上,最大月雨量一般出现在5月。
根据湖南省水文水资源勘测局防洪评估报告:
桥址处湘江百年设计洪峰流量24800m3/s,百年洪水位为41.33m,最大流速2.1m/s。
。
3.1.4.通航资料
本桥所跨湘江河道段航道等级规划为口(3)级,按《内河通航标准》的要求,单向通航孔净宽要大于75m;设计最高通航水位时净高应大于10m,侧高应大于6m;设计最高通航水位为20年一遇的洪水位,本桥的设计最高通航水位为39.96m,最低通航水位为25.5m。
3.2.水源、电源等可资利用的情况
3.2.1.水源
本段地表水非常发育,主要有湘江河水、水塘、沟渠等。
沿线地下水埋深较浅,水质较好,对混凝土无侵蚀性;主要
类型为孔隙水。
段内水系发达,地表水、地下水较丰富,无特殊缺水情况,工程可就近接引城区自来水和湘江取水经化验合格后使用。
322.电源
根据桥梁工程分布、施工总体平面布置及钻孔桩施工工程
量,拟在湘江主桥东岸安装630KVA变压器1台、西岸安装1
台630KVA变压器,驳接地方高压电源。
所有用电均由配电房采用220/380V三相五线制供给,沿桥梁施工便道及施工浮桥外侧架设电力线路,所有配电箱均安装在钻孔桩作业平台及码头平台上,确保每个施工工点用电的需要。
为避免因地方电临时停电及
故障而影响施工,计划在桥两岸各配备两台250KW发电机组作
为施工用电应急措施。
4.施工组织安排
4.1.总体目标
以科学发展观为指导,全面推行项目标准化管理,落实“六位一体”管理要求,坚持“高标准、讲科学、不懈怠”,全面提升建设水平,确保本项目安全、优质、高效完成。
4.1.1.质量目标
(1)按照验收标准,各检验批、分项、分部工程施工质量检验
合格率达到100%,单位工程一次验收合格率达到100%。
(2)满足开通验收速度不低于1.1倍线路设计速度。
(3)在合理使用和正常维护条件下,工程结构的施工质量,
应满足不少于100年设计使用寿命期内正常使用维护时的运营要求;
4.1.2.安全目标
(1)无重大施工安全事故;
(2)无重大火灾、爆炸事故;
(3)无铁路交通一般B类及以上事故。
4.1.3.工期目标
(1)确保深水桥墩在枯水期施工完成,满足上部连续刚构挂篮施工以及架设箱梁、轨道铺架工期要求。
(2)本段总体工期要求为6个月,时间为:
2010.12.1〜2011.5.30。
4.14环境保护目标
环境污染有效控制,土地利用节约资源,节能、水保措施落实到位,工程绿化一次达标。
无集体投诉事件,环境监控达标,环境保护、水土保持设施与主体工程同时施工,同时投入使用。
4.2.组织机构和任务划分
4.2.1.施工组织机构
由中铁二十五局集团有限公司长株潭城际铁路XX标项目部
统一组织负责本段深水桥墩的施工。
4.2.2..施工队伍布署
计划安排6个专业化施工队伍:
码头、浮桥作业队、围堰筑岛作业队、钢围堰及水中平台作业队、钻孔桩作业队、承台及墩身作业队、钢筋加工制作安装作业队。
组织机构及施工队伍安排见《施工组织机构图》
组织机构图
43总体施工安排和主要阶段工期
4.3.1.本段总体工期要求为6个月,时间为:
2010.12.1〜
2011.5.30。
其中跨湘江水中墩施工各工序工期要求为:
筑岛围堰施工:
295#、301#—304#墩2010年12月31日前完成
300#墩2011年2月20日前完成
东岸临时码头施工:
2011年1月31日前完成
浮桥施工:
2011年3月1日前完成
295#、300—304#墩基础、墩身:
2011年5月30日前完成
296#—299#河床清理:
2011年1月31日前完成
钢围堰加工制作:
2011年2月1日前完成
钢围堰及钻孔平台施工:
2011年3月15日前完成
296#—299#墩钻孔桩施工:
2011年4月15日前完成
296#—299#墩承台施工:
2011年5月5日前完成
296#—299#墩首节墩身施工:
2011年5月30日前完成
4.3.2.总体施工原则
贯彻统筹安排、科学组织、重点先行、均衡生产、有序推进的原则.
5•临时工程、过渡工程
5.1•临时通信、电力、给水及其他大临设施
5.1.1.全线沿途通讯网络发达,不需考虑临时通信。
5.1.2.全线沿途电网发达,在湘江东西两岸各安装630KVA
变压器一台,就近接入,充分利用地方电力资源。
5.1.3.该段位于XX城区,临近湘江,水系发达,地表水、地下水较丰富,无特殊缺水情况,工程可就近接引城区自来水和湘江取水经化验合格后使用。
5.2.临时码头、浮桥
5.2.1.根据施工需要,为材料、设备的运输和施工人员通行提供通道,在筑岛围堰完成后在295#—297#、298#—300#墩搭建钢浮桥,主要用于混凝土输送管道的布设、钢筋笼、模板、钢护筒等的运输,以及行人通行和各种施工管线布置等。
5.2.2.临时码头、渡口:
在湘江东岸靠桥址下游侧设临时码头1处,临时码头采用石
笼堆砌,以解决钢围堰的拼装,水中墩材料的水平运输。
5.3.施工作业平台
296#、297#、298#、299#墩双壁钢围堰就位、钢护筒埋设、封底混凝土浇筑完成后,在双壁钢围堰顶部利用型钢搭建钻孔施工平台,用于水中墩钻孔桩施工。
5.4.钢围堰加工场
双壁钢围堰采用场制,在东岸钢筋棚及材料加工制作中心设置钢围堰加工场,钢围堰加工场按平行摆放两个围堰设计,面积
30m>60m=1800m2,加工场地采用C20混凝土进行硬化处理。
6.施工方案
XX湘江特大桥295#—304#墩位于湘江水道,为深水桥墩基础,其总体施工计划为:
1、利用湘江枯水期对295#墩、300#—304#墩以一个墩为一个单元进行围堰筑岛,完成之后在土围堰上进行钻孔桩基础及承台、墩身施工;施工完成后清除围堰,以减小阻水面积,降低
河水流速。
其施工流程为:
清理河床一土袋围堰、筑岛一钻孔桩施工一承台施工一墩身施工一清除围堰。
2、296#、297#、298#、299#墩采用双壁钢围堰施工方法,钢围堰下沉就位,混凝土封底完成后,进行钻孔桩基础及承台墩身施工;其施工流程为:
施工测量f河床清底、钢围堰加工制作f钢围堰组拼f钢围堰浮运及下沉f埋设钢护筒f浇筑封底砼f搭建施工平台f钻孔成桩―抽水清淤f承台施工―墩身施工f拆除临时设施。
3、300#—304#墩土围堰清除之前,在295#—297#、298#
—300#墩下游侧搭建钢浮桥作为小型机具设备及人员进出通
道,留出297#—298#一跨作为湘江主航道;300#-304#土围堰清除之后,则加长浮桥,将298#墩至湘江西岸河堤直接相连接。
4、双壁钢围堰施工桥墩物资设备采用船舶经由临时码头运输至施工位置,筑岛围堰桥墩则通过在桥址上游侧填筑施工便道进行物资设备的水平运输。
5、300#墩筑岛围堰施工在双壁钢围堰全部就位后方可进行,以免因阻水面积加大,河水流速加快造成双壁钢围堰就位难度加大。
6.1.施工测量方案
根据本工程桥梁的结构形式、跨径、设计及桥梁施工规范要
求的施工精度,我部按以下程序及方法组织实施本项目的工程测量任务。
1、施测准备:
施测工作开始前,根据本工程的特点及设计
院交附的导线控制网点、高程控制网点进行测量资料的收集,组
织好测量人员及配备好相应精度的测量仪器,按以下程序施测:
测量资料收集合格
自检合格
进入下道工序合格报验
v
2、测量控制网的布设
根据设计院交附的测量控制网点布设XX特大桥湘江段平面控制网。
3、测量桩橛敷设
测量结果符合要求经平差后,按永久性控制桩埋设标记,采用刻有“十字”线钢筋按下图埋设控制桩。
4、测量方法:
项目部选择优秀的专业测量人员及技术人员成立测量小组,根据设计院给定的控制网点及工程平面图线路走向加密平面控制点,建立平面控制网,平面控制网布设的基本要求是沿桥梁线路走向,均匀地布设在线路两侧,并按照四等水准测量实施方法对高程控制点进行复核,其复测成果按规定程序上报监理部检查验收。
在工程过程中,应定期对所设的加密导线网进行复测,以防止因施工而引起控制带内的位移变形而影响施工放线的质量及精度。
表7本工程投入的测量仪器一览表
序
号
器具名称
型号
单位
数量
1
全站仪(莱卡)
2〃
台
2
2
棱镜
副
4
5
水准仪
DS1
台
2
6
铝合金塔尺
5m
把
2
8
钢尺
50m
把
2
9
钢尺
30m
把
2
10
钢卷尺
5m
把
5
10
对讲机
台
4
5、具体施工放样测量方法
⑴点位测量基本原则:
施测时要求同一点位采用分布于线路两侧的两个控制网点两次置镜放样点位,当放样出的两点相对误差不大时,采用相交点作为测量放样点。
高程控制采用往返两次同一点位高程相对差不大于3mm时,取两次测量高程中值。
⑵桩基:
根据前期导线控制网点及平面加密测量控制点,采
用坐标法逐桩定出各桩位中心点,水中桩在作业平台上定出护桩作为钢护筒定位控制点,钢护筒下水初步定位后,再重新采用坐标法精确测量一次、最后固定钢护筒;对于岸上桩要求在距桩中心2.5m外定4根护桩,以便钻孔过程中随时检查。
⑶承台:
水中墩承台等水下桩基全部灌注完毕后,挪移开平
台上的钻孔机械,采用坐标法精确定出水中承台的纵横向中心线,并在钢围堰顶面上标注。
随后抽干钢围堰内的水,切割移走钢围堰内的钢护筒、破除桩头、清理围堰内的泥土及碎碴,测量承台顶标高并在清理好的围堰基坑内浇注垫层,第二次采用全站
仪复核承台基础中心位置,确定无误的,根据承台的设计图几何关系定出承台的边线位置,进入下道工序。
岸上承台等基坑开挖好并浇注混凝土垫层后,直接根据已做好的护桩采用全站仪将基础中心定出,然后根据它们的几何关系定出承台的边线位置
⑷墩、台身:
利用全站仪放出各墩台身的中心位置,然后放出各墩、台身的边线。
⑸支座位置:
墩台施工完毕后,利用全站仪放出墩台顶中心位置,并放出支座中心位置。
(6)施工测量注意事项
1测量仪器必须送专门的检测部门监定,满足仪器系统误差规定要求后方可投入本工程使用。
2所有控制测量和放样的计算和施测,均应由两人以上进行成果资料换手复核计算和复测,以避免发生人为失误。
3施工过程中,应测定并经常检查结构浇砌和安装部分的位置和标高,并作出测量记录和结论。
4施工控制测量成果、放样测量成果均须报监理工程师签认,才能进行后续工序施工作业。
5施测必须认真细致,各部位的平面位置和高程控制,必须严格校核确认无误后,方可进行施工。
6施测时要随时注意人员和设备的安全,施测人员进入施工现场必须戴好安全帽。
7在基坑边测放基础轴线时,确保架设的全站仪稳定。
操作仪器时,同一垂直面上其他工作要注意尽量避开。
8施测人员在施测中应坚守岗位,雨天或强烈阳光下应打伞。
仪器架设好后,须有专人看护,任何情况下不得置仪器不管。
62筑岛围堰
利用湘江枯水季节,在295#墩、301#—304#墩进行围堰筑堤、筑岛施工,300#墩待双壁钢围堰全部就位完成后进行围堰筑岛。
围堰筑岛前在桥址上游侧由河岸向河道中心填筑施工便道,以便于筑岛围堰施工材料物资的运输以及车辆、人员的进出。
便
道宽度5m,顶面标高28.5m。
筑岛围堰施工应选取在枯水期进行,其施工顺序为:
先围堰,
再筑岛。
围堰分别从295#墩、304#墩开始向河道中央以一个墩为一个单位进行施工,围堰尺寸为30m*20m。
围堰前先清理河床,将河床底软弱层、沙石、淤泥及杂物等清理干净,直至清理至河床基岩面。
可采用挖沙船进行清理,也可采用长臂挖掘机,清理出来的河砂及卵石等待围堰完成后用于填心。
为保证施工安全,围堰前在外侧打入木桩,木桩间距按1m
控制。
围堰采用黏性土装袋进行码砌,装袋前应将黏土捣碎,必要时还应进行过筛,以防止未捣碎土装入袋中,孔隙率大,不易堆码密实,留下漏水的后患及不稳定因素。
围堰顶宽2m,外侧边坡坡度1:
1.5,内侧坡度1:
1,草袋错缝堆码。
围堰高度考虑到湘江水位变化较大的因素,并结合该河段近三年水文资料,围堰顶部标高为28.5m。
筑岛填心采用堰底清理出来的河砂、卵石,填心同时利用压
路机进行压实。
筑岛围堰完成后,即可进行295#墩、300#—304#墩的钻孔桩施工。
6.3.修建临时码头
在湘江东岸桥址下游侧修建一处临时码头,用于深水桥墩施
工的人员、材料、设备运输,同时也作为双壁钢围堰组拼场地。
码头采用石笼堆砌而成,即利用钢筋焊接而成的立方体钢笼装片石后,通过吊车吊装堆码而成。
堆码时应注意堆码整齐,完成后再在上面铺设碎石面层,整平压实即可。
临时码头的尺寸应满足车辆物资运输要求,同时还应满足双
壁钢围堰加工组拼的场地要求,此外还应考虑码头位置水深是否能够满足船只钢围堰组拼吃水深度水深要求。
64搭建浮桥
为解决深水桥墩施工的材料、小型机具、设备的水平运输及施工作业人员的通行,本桥施工时搭设临时钢浮桥。
在295#—297#墩、298#—300#墩搭建钢浮桥作为施工通道,用于施工人员以及小型设备、材料的进出;留出297#—298#墩一跨位置作为湘江主航道,确保通行。
300#—304#墩围堰筑
岛清除后,则接长浮桥,将299#与湘江西岸直接相连。
浮桥面板宽度为5m,应在线路靠下游一侧修建。
浮桥结构由下向上分别为钢浮箱、工字钢纵梁、桥面钢板以及防护栏杆。
钢浮箱采用①2.0m钢护筒两端焊接钢板封闭而成,钢浮桥长度6m,钢浮桥间距6m设置一浮箱;纵梁采用25B工字钢,排列间距为50cm;工字钢上铺设6mm钢板作为浮桥桥面板,钢板与工字钢焊接连接。
钢浮桥两侧设置防护栏杆,防护栏杆采用角钢焊接而成。
施工时采用驳船运输浮箱于待建位置,在岸边用汽车吊配
合锁定安装好浮箱排、设置三向锚,一侧锚定于岸边的地垅上,
另两侧分别锚定于浮桥两侧,水中锚锭采用混凝土浇筑而成,重
量约为2—3吨,浮箱排基本固定好后,顺桥向采用工字钢将浮箱连成一整体,再通过安装于水流向锚锭上的倒链糊芦调节浮桥方向,方向调整正确后,固定浮箱排,此为一个施工节段;将前段作为工作平台,顺次向前铺设,直至设计长度;浮桥纵向安装完成以后,用枕木或硬方木找平顶面,在其上安装钢板作桥面,
在钢板上每隔0.5m横向焊接1根①10mm螺蚊钢筋作防滑条,最后安装栏杆扶手。
2)浮桥施工注意事项
1为防备浮桥被季节性洪水冲毁,施工时,在两岸河堤设防洪地垅、缆绳,遇洪水来临时,提前解开浮桥,将浮桥顺岸摆放,锁定于地垅上。
2浮桥上下锚设浮筒及快速解开装置,便于防洪。
3浮桥开始施工时即设置航标,悬挂夜间红灯示警等通航导向标志,以保证安全。
4浮桥应设置水位调整装置,用于湘江水位变化时及时调整锚索长度。
5浮桥构件节与节连接处应为铰接,即利用插销进行连接,以便于分段分节拆除;,并应根据水位变化随时调整钢索长度。
6.5.双壁钢围堰施工
6.5.1、双壁钢围堰加工制作
⑴、双壁钢围堰设计与加工
为了缓解流水对围堰的冲击力,根据本桥承台设计图尺寸,
双壁钢围堰设计成圆形截面,内侧圆直径为24.8m,外侧圆直径
为26.8m。
根据本桥河段施工水位情况、施工工期要求、通过施工设计方案计算,钢围堰设计如下:
结构尺寸:
钢围堰为圆形、双壁,外径26.8m,内径24.8m,高度296#、297#、298#、299#墩分别为12.7m、11.6m、11.7m、9.9m。
2、建造分块:
钢围堰块件在桥梁东岸钢筋及构件制作中心加工厂内制造,根据起吊和运输能力,把钢围堰在高度上分节,由下至上分为刃脚节(296#、297#、298#、299#均为2.5m)、第一节、第二节、第三节、第四节、第五节,除顶节高度可以调节
外,其余各节高度均为2m。
钢围堰在平面分成8块,各块圆心角为45°,外弧长10.524m,内弧长9.739m。
各分块在东岸上材料加工中心制作好,再将分块块件运至东岸码头拼装作业平台上按节进行拼装。
3、构件:
钢围堰内、外壁板厚度S=8.0mm,隔舱板厚度S=8.0mm;水平加劲肋/75X75X8(下〜上)间距:
封底砼顶面1.2m以下为600mm,1.2m—3.6m为800mm,3.6m以上为1200mm;水平环形桁架弦板为/125X125X3并置,腹杆为/75X75X3mm。
水平桁架间距:
刃脚节、第一节、第二节为600mm,第三节、
第四节为800mm,第五节、第六节为1200mm;竖向加劲肋/75X75X8mm,除刃脚外,圭寸底砼顶面6m以下间距为468mm
(外壁板上)、433mm(内壁板上),6m以上间距为702mm(外壁板上)、649mm(内壁板上);钢围堰内外壁板间设竖向桁架,弦杆Z75X75X8mm,腹杆/75X75X8mm,节间长度为1200mm,竖向桁架间距为2.632mm(外壁上)和2.435mm(内壁上);钢围堰竖向设8个隔舱,隔舱板板厚S=8.0mm,水平加劲肋/75X75X8mm,竖向间距为300、400、600mm。
4钢围堰施工工艺流程:
钢围堰采用场制,加工场设置在东岸钢筋棚及构件加工制作中心内,面积长30mX宽60m,按一个
加工区及一个厂内拼装区设计。
在工厂内分块加工好钢围堰节段,并在节段上部焊接3个吊装耳环,用汽车送达码头拼装场,用汽车吊配合拼装钢围堰刃脚节及第一节,拼好后用汽车吊吊起
钢围堰,晾干,使用煤油渗透法检查密封情况,密封良好,将首节钢围堰吊至水中。
临时码头
⑵钢围堰加工制造注意事项
1为增加钢围堰与封底混凝土的粘结力,在封底高度范围内的钢围堰内环周焊接角钢牛腿。
2制造时根据钢围堰拟下沉的位置及着床深度,设水下切割
导轨一条。
3制造时设水下切割水平隔仓板一层(留混凝土灌注孔)。
4钢围堰水密性试验采用煤油渗透法。
5钢围堰在工厂内加工制造时,设拼装胎膜,胎模用角钢焊制,如下图。
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⑶、钢围堰浮运、锚碇及组拼
1)首节钢围堰采用拖轮浮运,浮运前如下图将定位缆预先安装就位。
2)采用定位管桩锚碇定位。
1定位锚桩采用①630,210伽螺旋钢管桩。
⑷、钢围堰定位、组拼