桥墩的深水基础施工主要的施工困难集中在防土、防水、防冲刷、防滑坡等各个方面，而针对这些困难使用双壁钢围堰技术可以有效的避免这些问题的产生，同时在桥墩完工后将其进行拆除也不会对航道和水流造成堵塞。本文以桥墩深水基础施工中的双壁钢围堰为研究对象，在对其应用现状进行概述的基础上阐述了两种主要双壁钢围堰技术施工办法，同时对双壁钢围堰的稳定性进行了分析，并对其施工中的问题以及发展趋势做出了研究与探讨。
【关键词】桥墩;深水基础施工;双壁钢围堰;稳定性;问题处理;发展趋势
一、双壁钢围堰应用现状概述
双壁钢围堰的优势主要体现于以下几个方面：一是双壁钢壳具有较高强度足以承受内外压差;二是在施工过程中直到封底混凝土之前的工序都十分简便，并且在施工中渡洪和抽水都不受水位限制，所以没有施工季节限制;三是施工不受水深限制;四是双壁钢围堰下沉后可以作为钻孔桩基础的辅助施工设施，也可以进行承载;五是不同地质的同一座桥梁的施工中可以使用统一的办法进行深水基础修建，这在很大程度上更利于设备利用以及双壁钢围堰本身上部分的重复使用，在降低施工成本的同时方便了施工的管理。基于双壁钢围堰的这些优势，自从九江长江大桥初次使用双壁钢围堰技术后，我国使用双壁钢围堰技术进行桥梁建造的大桥不下30 座，并且这个数字也随着社会以及经济的发展在不断的更新和提高。在双壁钢围堰技术的应用中，主要的施工方法包括缆索吊机调运施工以及浮运施工两种，其中浮运施工的使用更加普遍。同时钢围堰本身的截面形式出现了多元化的特点。在此基础上，双壁钢围堰技术功能的发挥已经不仅仅再局限于桥梁基础建设，虎门大桥将其作为防撞设施就是一个典型例子。
二、缆索吊机调运施工双壁钢围堰技术
(一)施工技术
缆索吊机调运施工双壁钢围堰施工的技术特点主要体现在四个方面：一是钢围堰中的刃脚防水板以及水平桁架角钢需要在工厂进行交工并运送到工地，除此之外的其他构件在桥位进行组拼和加工;二是双壁钢围堰的封底混凝土灌注工作由缆索吊机垂直和水平运输;三是双壁钢围堰九尾的导向平台和定位有浮箱进行组拼;四是在岸边使用万能杆件进行钻机作业平台的组拼，用缆索吊机进行整体的吊装并架立与钢围堰上口。
(二)质量控制
对缆索吊机调运施工双壁钢围堰施工的质量控制不仅要制定出明确的检查记录以及质量标准，同时还应当让各部分工序的开展符合相关规定的要求，其中，有以下几点需要作出重点强调：一是在制造双壁钢围堰的过程中要对其尺寸以及焊接质量进行重点控制，避免影响下步工序的开展;二是无论是下沉误差还是着床误差都必须控制在有关规定之内，确保桥墩位置的准确性;三是清基、吸泥工作要进行彻底。
(三)安全生产
在缆索吊机调运施工双壁钢围堰施工中，需要注意的安全事项主要体现在以下几个方面：一是施工中基础操作细则的制定要具有针对性，针对性主要体现在起重安装、潜水作业、水上作业、焊接作业以及其他工作等，避免出现物体打击、高空坠落、灼伤、触电、溺水等事故的发生;二是应当重视对施工人员开展安全技术培训，同时建立严格的考察制度，通过考核上岗以及实行岗位责任制来提高施工人员安全意识并避免安全事故的产生;三是重视进场安全检察，保证进场工人佩戴安全帽，高空作业工人系好安全带，水上作业工人穿着救生衣、潜水作业工人正确佩戴潜水用具、电焊作业工人带有手套和防护镜等防护工具;四是各种设备以及机械应当严格按照相关规范进行操作，禁止并严惩违章以及超负荷运作行为;五是施工材料应当布置有序、堆放整齐，确保文明施工;六是有必要安排专人负责河水位监控工作，通过水情信息为施工的调整提供依据。
三、浮运施工双壁钢围堰技术
(一)施工技术
浮运施工双壁钢围堰技术的技术特点主要体现在三个方面：一是充分的利用了浮运施工双壁钢围堰技术浮力大、重量轻的特点使钢围堰浮在墩位之上，所以钢围堰在下沉时并不需要使用充气机械以及供气系统等，这在很大程度上降低了整个工程的造价并加快了工程施工的进度;二是对钢围堰拼装、制造等步骤的焊接质量具有较高的要求，焊接不仅要符合设计要求，同时要通过实验保证不会出现渗水问题;三是双壁钢围堰的平面是圆形的钢环结构，具有较强的钢度并且施工也十分的方便。
(二)质量控制
浮运施工双壁钢围堰施工的质量控制主要体现在六个方面：一是双壁钢围堰制造材料如焊条、钢料等都要求符合现行标准或者设计要求，同时这些材料要有合格证，并且通过力学实验、化学实验或者可焊性实验等;二是当所使用的材料尺寸或型号需要作出改变时，需要经过相关技术负责人进行并要求设计单位出示变更证明后才可以进行材料的变更;三是焊接方面的质量要满足相关标准的规定，同时焊缝的尺寸不仅要满足设计中要求的强度，同时要通过涂抹煤油进行水密检测，如果出现渗透，则淫荡重新焊接并重新进行水密检测直到检测合格;四是拼装完成后的双壁钢围堰要符合设计的要求，允许出现规定误差但是当误差过大时应当重装;五是当双壁钢围堰在下沉到设计的高程后允许出现位置偏差，但是位置偏差要在设计中的要求之内;六是双壁钢围堰中的清基以及吸泥工作要进行彻底，防止因为基岩面与封底混凝土结合不紧密产生夹砂层，避免钻孔工作中出现漏沙问题。
四、双壁钢围堰稳定性分析
为了保证桥墩深水施工的顺利性，在施工该过程中使用的双壁钢围堰必须满足规定的耐久度、稳定性、刚度以及强度等，这对桥墩深水施工质量产生着直接的影响。
(一)结构稳定性
在桥墩深水施工过程中，双壁钢围堰所承受的力主要包括施工荷载、动水压力、静水压力、浪击打力、船舶等物质造成的撞击力以及风荷载等。双壁钢围堰本身受力的最不利情况主要是在灌注桥梁钻孔桩基础承台前钢围堰达最大抽水状态，这个时候的双壁钢围堰从封底的混凝土面向上其实已经成为了一个空心浮体，同时由于钻孔桩法规的固定作用、双壁钢围堰的重量、双壁钢围堰内的混凝土以及钢壳中的水重量等原因，钢围堰依旧可以保持不上浮的状态，但是在这种状态下，双壁钢围堰承受的水平侧压力处于最大值。但是，双壁钢围堰因为是一个具有单斜面刃脚的双壁圆形钢结构全焊的圆筒，它所具有的双壁钢壳相比较钢板桩围堰具有更高的强度，足以承受住钢围堰内外的水压差，所以由于结构的稳定性使双壁钢围堰具有了足够的安全性。
(二)抗上浮稳定性
双壁钢围堰的抗上浮稳定性主要体现在三个方面：一是围堰本身的配种以及自重可以克服上浮力。双壁钢围堰的内部与外壁采用刚性支撑联接，竖向隔舱板可以将钢壳分为不相通的若干隔舱，从而保证了双壁钢围堰在悬浮阶段的注水下沉具有稳定性，同时隔舱板可以让双壁钢围堰在下沉后进行分舱注水或者进行混凝土的灌注，从而对双壁钢围堰本身的倾斜度进行调整并对床面高差进行适应。在此过程中双壁钢围堰的重量以及水和混凝土的重量能够克服自身承受的浮力。同时由于配重与自重大于浮力，所以双壁钢围堰才能够下沉，在下沉过程中封底和刃脚的混凝土存在粘结力，所以封底混凝土与双壁钢围堰可以保持结合的状态而形成整体。二是粘结力可以克服上浮力。能够发挥克服上浮力作用的粘结力重要体现为两种，一种是河床和封底混凝土的粘结力，一种是封底混凝土与钻孔桩的粘结力。双壁钢围堰刃脚的封堵、着床以及清基等工作在很大程度上影响着双壁钢围堰的抗上浮稳定性。如果河床本身不平坦，双壁钢围堰的刃脚可以依据河床的实际情况改为高低刃脚，从而减小双壁钢围堰着床时岩层面与刃脚的缝隙。当双壁钢围堰下沉到基岩后，应当让潜水员检查刃脚，并用混凝土堵住岩面与刃脚的缝隙，避免流沙进行双壁钢围堰，同时也避免了混凝土封底时出现泄漏问题。确保清基和吸泥的彻底干净是为了实现岩面与封底混凝土的紧密贴合，在清基不干净的情况下，泥沙必然会灌入双壁钢围堰并产生加沙层，这给随后的钻孔工作形成了很大的困难，同时影响了河床与封底混凝土的粘合力;三是施工荷载能够在一定程度上克服上浮力。钻孔桩工作平台处于双壁钢围堰之上，这种荷载也能够在一定程度上克服双壁钢围堰所承受的浮力，但是由于双壁钢围堰所受浮力最不利的情况下这种荷载已经不存在，所以在实际分析和计算中，这种荷载力并不在考虑范围之内。
五、双壁钢围堰施工中的问题处理
(一)裸露基岩上的封底穿水处理
以淮河铁路特大桥为例，淮河铁路特大桥的42号桥墩的钢围堰施工工作中，在环状封底工作完成并且混凝土已经达到足够强度之后开始抽干堰内的水并进行清底工作。但是次日围堰中有水涌出，所以立即进行补救，在此过程中使用硅酸钠耐酸混凝土堵住水洞。两天后堰内仍旧存在渗水和涌砂现象，并有逐渐扩大的趋势，在抽水量小于涌水量的情况下清底工作已经无法正常进行，而产生这种现象的原因主要体现在三个方面：一是环形槽底的清理工作进行不彻底，所以导致了封底具有薄弱点;二是封底工作中使用的混凝土本身质量不达标，与围堰难以紧密结合;三是对岩石裂隙的发育程度估计欠缺准确性。在这些原因的指向下，封底工作主要存在方案设计中对实际情况考虑不足的问题，针对这一问题，只有进行整体封底并且根据实际情况确保丰富达到1.0m以上才可以保证安全，在计算数据的支持下，对围堰进行了二次整体封底并获得成功。
(二)淤泥覆盖层中的下沉遇阻碍物处理
同样是在淮河铁路特大桥的施工工作中，41号桥墩临近老桥，大量施工遗留的片石和旧木桩存在于河床之内。为了确保钢围堰能够顺利下沉，在围堰下沉之前就采用了挖泥船等设备清理了河床中围堰附近的杂物。在下沉中，围堰在距离设计位置大约1m左右的时候出现了向下游进行倾斜的情况，于是采取了单侧吸泥措施以及片中受压技术进行处理，但是并没有较好的效果。当围堰在距离设计位置大约0.6m时，围堰停止下沉并继续倾斜，通过潜水员的下水触摸发现在围堰附近仍旧存在许多石块和旧的木桩基础存在阻碍着围堰的继续下沉，针对这一情况，采取了小范围的控制爆破才让围堰准确的下沉到预定的设计位置。
六、双壁钢围堰技术应用发展趋势
随着我国社会和经济的发展，对大型桥梁的需求也会不断的增加，在此过程中双壁钢围堰技术凭借自身简单的结构、快捷的施工、较广的实用性以及较高的可靠性与安全性必然会得到更多的运用。而在使用双壁钢围堰技术时为了更加的经济和合理，有必要对双壁钢围堰技术的发展趋势做出探讨，从而让双壁钢围堰技术在桥墩深水施工中取得更好的发展。
(一)制造方面的发展趋势
在双壁钢围堰技术的制造中可以进行突破的方面主要体现改变双壁钢围堰技术中的焊接结构，通过用螺栓来进行双壁钢围堰的拼装和联接，从而实现施工速度的加快，同时也能够在桥墩深水施工中去除水下切割这一环节，提高施工成本控制效果。在此过程中容易出现也十分需要注意的问题是螺栓处的渗漏问题，但是随着科技的发展，渗漏问题可能能够通过橡胶止水条或者防水剂来进行解决。当前的双壁钢围堰技术已经实现了结构方面的多样化，可以根据桥墩深水施工的实际需要以及施工处的实际环境来改变双壁钢围堰界面形式，这对提高双壁钢围堰技术应用的灵活性具有重要的推动意义。
(二)应用领域方法的发展趋势
双壁钢围堰技术在我国多用于新建桥梁，而事实上，双壁钢围堰技术在桥梁修复中也能够发挥出重要的作用。在这方面，日本的OKU就是一个典型的实例，通过钢板桩围堰技术的运用，大桥维修所花费的时间大大减少。同时双壁钢围堰技术功能的发挥也并不仅仅局限在桥梁的建设和修复中，它在其他领域也能够做出卓越的贡献，如在虎门大桥中的双壁钢围堰是被作为防撞设施出现的。
(三)钢板桩双壁钢围堰技术的优势与不足
钢板桩双壁钢围堰技术指的是向水中打入两列平行的钢板桩并进行纵向和横向的锁定与连接，然后通过填入适当的防水材料来形成双壁钢围堰。钢板桩双壁钢围堰在欧美以及日本等地被广泛应用，但是我国的应用实例则较少。钢板桩双壁钢围堰技的优势十分明显，主要体现在：运输方便、去除了双壁钢围堰在下沉时的纠偏、导向和锚锭等工作、去除了双壁钢围堰施工中的水下拆除和切割程序、省去了对大型水上施工设备以及缆索吊机的使用、省去了现场的焊接工作、围堰形状可以根据承台形状做出改变、使用后的钢板桩具有较高的重复利用率等，而其不足主要体现在标高、防渗透能力、适用范围三个方面，虽然如此，钢板桩双壁钢围堰也不失为桥墩深水施工中可以选择的具有应用价值的施工技术。