钢吊箱围堰在深水墩承台施工中的应用论文

钢吊箱围堰在深水墩承台施工中的应用论文

一、概况

DIK37+117北浩龙江大桥作为黔桂线铁路扩能改造工程全线控制工程，具有施工难度大，施工工艺复杂，技术要求高，工期紧等特点。河床呈V字型，狭窄，表层岩层坚硬，水中墩位置水深为25m。其承台底面处于施工水位以下8．0m。承台平面尺寸为11．5×10．5m。水中墩采取的施工工艺以及施工进展情况对该控制工程的各方面评价起到非常关键的作用，决定采用有底钢吊箱围堰施工方法代替常规无底钢围堰施工方法进行墩台施工。

通过对有底钢吊箱围堰施工方法和常规无底钢围堰施工方法进行认真分析与经济比较后得出：

（1）常规无底钢围堰施工方法进行时必须进行水下爆破清平，确保钢围堰顺利下沉就位；

（2）深水区围堰下沉过程的起重荷载相当大，不利施工和控制；

（3）加大工程成本加大，施工难度加大，工程进展慢。采用有底钢吊箱围堰方法进行深水高承台施工更具灵活性和适应性。达到减少水下工程量、降低施工难度、降低工程成本，缩短工期的目的。

二、施工工艺

根据施工水位情况及施工工期要求，在码头岸上钢结构加工场地，分块预先加工好钢吊箱的侧模和底模，桥墩桩基混凝土浇注完成后，浮吊配合，拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢，在桩基钢护筒上测量放样，利用桩基钢护筒，设置钢吊箱临时拼装平台和钢吊箱下沉受力架，汽吊岸上配合，船舶运输钢吊箱的底模，侧模加工件至拼装平台处。浮吊配合，在临时拼装平台上，安装钢吊箱的底模，侧模和抗浮拉杆，贝蕾梁架内撑，手拉葫芦等，由统一指挥人员进行指挥，下沉钢吊箱至规定标高后，锁抗浮拉杆，对桩基钢护筒与钢吊箱之间的间隙密封处理，用垂直导管法浇注水下混凝土，强度达到要求后，对吊箱内抽干水，对抗浮拉杆，主肋的工字钢与桩顶标高以下的`钢护筒进行焊接，力系转换完成后割除钢护筒。凿除桩头，绑扎承台钢筋，浇注承台混凝土。

（一）钢吊箱模板的制作及加工

在码头岸上钢结构加工场地，采用型钢、角钢、钢板焊接，分块加工钢吊箱的底模和侧模。

1．侧模。侧模面板采用8mm厚钢板，竖向主梁采用I25b工字钢，工字钢之间间距为80cm，侧模横向次梁采用[16槽钢，间距50cm，侧模共12块，重约60t。

2．底模。底模面板采用8mm厚钢板，底模主梁采用I36工字钢，工字钢之间间距为150cm，次梁采用[10槽钢，间距50cm，底模共6块，重约30t。

3．在底模和侧模上焊接好各种吊耳，支撑连接，为钢吊箱的后续施工做好准备。

（二）拆除部分钻孔平台，在桩基钢护筒上焊接钢牛腿，设方形孔

1．桩基施工完成后，拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢。测量放样好承台底面，吊箱底面，承台顶面，吊箱顶面等标高及中线。

2．在桩基钢护筒距离水面0。8m处及水下钢吊箱底模下沉就位处，在桩基钢护筒上焊接钢牛腿，作为拼装钢吊箱临时拼装平台的支点及钢吊箱下沉就位时的受力点。在钢护筒上设方形孔，加焊钢板和型钢，形成受力点。

（三）在桩基钢护筒处安装钢吊箱临时拼装平台

1．汽吊配合，由船舶运输现场拼装钢吊箱临时支承平台的I22b工字钢至墩位处。

2．浮吊配合，安装临时支承平台的纵横I22b工字钢，构成墩位处拼装钢吊箱的临时支承平台。

（四）钢吊箱底模的拼装，安装工字钢受力架、抗浮抗拉杆

1．汽吊配合，由船舶运输钢吊箱的底模共6块运至临时支承平台处。

2．浮吊配合，在临时支承平台上，把钢吊箱底模分块安装就位后，对底模拼接缝处焊接，把底模连成整体。

3．在每个桩基钢护筒上开方形孔，加焊钢板加固，安装I36b工字钢纵横主梁及手拉葫芦，与钢吊箱底模主梁I36b工字钢的吊耳连接拉紧，作为钢吊箱下沉时的承重结构。在底模工字钢骨架上焊接由两根[２０槽钢拼焊组成的抗浮抗拉杆。

4．吊箱底止水采用半月型钢板在吊箱内封堵。

（五）安装钢吊箱侧模、贝雷梁桁架内撑

1．汽吊配合，由船舶运输钢吊箱的侧模模板至临时支承平台处。

2．浮吊配合，在临时支承平台上，把钢吊箱侧模分块安装，安装时利用外侧70钢护筒支承桩与侧模进行临时连接，防止侧模倾倒，使侧模分块安装就位，拧紧连接螺栓，把侧模连成整体。

3．模板接缝止水采用2cm厚软橡胶条。

4．为防止钢吊箱下沉时侧模因为水压力和水的冲击力而变形扭曲，保证钢吊箱的安全，在钢吊箱内部安装贝雷梁桁架作为内撑，防止钢吊箱在后续施工过程中产生变形扭曲。

（六）转换受力体系并提升钢吊箱，拆除临时拼装平台。

1．由统一指挥人员进行指挥，所有手拉葫芦同时拉紧起吊钢吊箱，使之脱离临时支承平台0。2米，进行力系的转换。注意利用钻孔平台的70钢护筒支承桩，做好支撑，严格控制倾斜、扭转、偏移。

2．浮吊配合，拆除临时拼装平台上的２２b工字钢，割除钢牛腿。

（七）钢吊箱下沉

（上接第190页）1．由统一指挥人员进行指挥，所有手拉葫芦同时松动，使钢吊箱缓慢均匀下沉入水中。在钢吊箱沉入水中的过程中，严格控制其倾斜、扭转、偏移。技术人员注意使用全站仪和水准仪进行监控，严格控制钢吊箱的垂直度。

2．下沉分三阶段，每一阶段到规定标高时，使用全站仪和水准仪进行测量，检查钢吊箱的中线和标高，使钢吊箱的中线和标高满足设计和规范要求。用类似的方法，直至钢吊箱底模置于水下桩基钢护筒的钢牛腿上，满足封底混凝土的厚度和承台的设计标高要求。

（八）锁定抗浮抗拉杆，进行力系的转换，密封处理钢护筒的间隙

钢吊箱就位后，把槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒通过型钢焊接，拆除手拉葫芦，进行力系的转换。槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒及钢吊箱底模主肋I36工字钢构成了钢吊箱后续的承重结构。

（九）水下封底混凝土的浇注

1．在浇注水下封底混凝土前，对底模与桩基钢护筒之间约10cm的间隙，用预先准备好的钢圈焊接，加焊角钢加固，做密封处理。

2．采用垂直导管法一次浇筑完成水下封底混凝土，在桩基与桩基正中间布置浇筑点。浇注厚度１.０m，边浇筑时边进行观测，判别各浇筑点是否达到浇筑标高。封底过程中吊箱内、外设连通孔，保持内、外水头基本一致，减少因吊箱内壁水头升高对底板增加的荷重和对侧模增加内压力。

（十）抽干水，抗浮抗拉杆、主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒焊接，力系转换完成后割除钢护筒

1．钢吊箱水下封底混凝土强度达到要求后，对钢吊箱内抽干水，把槽钢抗浮抗拉杆与桩基钢护筒用槽钢加强焊接连接，为再度转换力系做好准备。

2．割除封底混凝土顶面以上部分的抗浮抗拉杆及钢护筒，进行力系的转换。

钢吊箱封底后，进行力系转换，凿开护筒四周部分混凝土，把底板纵、横主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒用３cm厚Ｌ形钢板焊接，保证钢吊箱的抗浮和承载能力。力系转换完成后，再切割钢护筒、抗浮抗拉杆。

（十一）凿除桩头，绑扎承台钢筋，浇注承台混凝土

凿除桩头浮浆，并清理干净。绑扎承台钢筋，桩身的钢筋伸入承台中，与承台钢筋连成一体，浇注承台混凝土。

三、结论

通过使用有底钢吊箱围堰工艺进行深水墩高承台施工，给整个桥施工带来深远的影响，相比传统的无底钢围堰施工更显灵活、操作简单和施工快捷。大大提高了生产效率，大大减少水下工作量，降低了水下施工难度，在施工中可节约大量人工费、机械费、材料费，获得很好的经济效益，在深水墩台施工中是一种极有推广价值的工艺。