官廳湖大橋承臺吊箱圍堰法施工簡介

許忠印

(河北省交通建設監理咨詢有限公司)

1 前 言

近年來,國家重點發展交通基礎設施建設,越來越多橋梁跨越大江、大河、水庫、湖泊。由于水深,施工環保要求受到業主廣泛重視,橋墩基礎設計時多采用高樁承臺。各設計單位在做承臺施工圖設計時,多要求采有圍堰結構進行承臺、墩身施工。吊箱圍堰結構是施工單位常選方案之一。

吊箱圍堰立于橋墩設計位置處,通過底板水下混凝土封底,將圍堰與已完成的樁基礎凝固成一體,將圍堰內水抽干,使承臺、墩身由水上施工變成陸地施工。圍堰結構承受四周水壓力及抽水造成的浮力,同時也承受承臺施工時混凝土自重及施工輔助物重量。以京張高速公路官廳湖大橋主橋15#墩承臺施工所采用的吊箱圍堰為例,對起施工工序及關鍵點進行論述。

2 吊箱圍堰結構

吊箱圍堰采用雙壁圍堰結構,底板與側板焊為一體,底板在設計樁位處預留鉆孔護筒位置,便于圍堰順利下放。

圍堰內壁靜空尺寸 12.0m×12.0m,雙壁厚度為0.8m,重量 113.4t,其中底板重量 21.3t,壁板重 92.1t。

圍堰內外壁板均采用6mm鋼板拼焊成整體。

圍堰雙壁之間采用內桁架予以加固,將內外壁板焊牢形成整體。豎向行架間距為 1m/道,水平行架間距為0.9m/道。

圍堰每邊設置兩道隔艙板,將角艙與中艙分開,便于施工中調整其下沉高度。

圍堰在橋軸線中心方向設置兩道起吊板,作為下沉施工中的吊點。

圍堰底板采用型鋼分配梁與底面模焊聯一體形式,分配梁上沒有吊掛點。當圍堰下沉到位后,在吊掛點與鉆孔護筒上牛腿間設吊桿相連,承受封底混凝土重量及圍堰結構自身重量。

3 吊箱圍堰施工程序

鉆孔樁施工完畢,圍堰分塊予制搭設圍堰,安裝平臺安裝吊箱圍堰低板分配梁安裝底板測量放樣底節圍堰組拼焊接中節圍堰組拼吊點牛腿焊接圍堰整體吊放系統安裝圍堰吊放下沉就位圍堰轉移到吊點牛腿上水下底板堵縫布置導管圍堰水下混凝土封底抽水施工承臺。

4 吊箱圍堰加工制造

圍堰整體重量大、體積大、運輸起吊很不方便,在加工予制吊箱圍堰結構時根據施工起吊能力,采用豎向分節,水平分塊的方法予制加工,每塊由鋼結構加工車間加工成型,在墩位處平臺上將各件組拼成整體。

每塊加工工序:搭設加工工作平臺制造定位胎具圍堰雙壁桁架予制成型內壁板拼焊,外壁板拼焊杵 架與內壁板組焊與外壁板組焊成型。

加工單塊圍堰,特別要求:隔艙板與內外壁板焊接無夾渣,無砂眼裂紋,不漏水,內腔外腔壁板拼焊時不漏水,防止抽水時滲漏,不易堵塞。

雙壁之間桁架是圍堰受力主要結構,豎向弦桿,橫向弦桿接頭在加工時,都應當采用等強焊接。

5 吊箱圍堰安裝

橋墩各鉆孔樁施工完畢,各樁鉆孔筒保留,利用該鉆孔護筒搭設組拼平臺,在平臺上將圍堰組焊成型,然后利有鉆孔護筒設置圍堰起吊大梁,將圍堰整體下放到設計位置固定。

組裝平臺搭設在水面以上 1.5～2.0m處根據底板分配梁方向在每只護筒壁上焊鋼牛腿,形成安裝平臺,各個牛腿頂面處于同一水平面上。

底板分配梁安放就位后,將各分配梁統一抄墊平整,組焊成一件。然后鋪設底面板。并注意保持面板與鉆孔護筒壁之間有一定空隙(一般為 10cm)便于整體下放。

圍堰側壁安裝時,先在底板上按設計位置放線,放出側壁位置邊界線,予制的圍堰塊件按其邊界線對位,組拼,焊接成整體。

圍堰起吊梁支承在鉆孔護筒上,其上設置吊點與圍堰上吊點在同一鉛垂線上,兩吊點之間采用滑車組系統將圍堰提起下放。

圍堰下沉時要求兩吊點同步,四周平穩均勻下放,進入水中后通過向圍堰艙內注水,保持圍堰均勻下沉及不傾斜。

下沉到設計標高后。圍堰調平,用吊桿將圍堰底板與鉆孔護筒上牛腿收緊,慢慢放松起吊滑車組系統,完成受力轉換工作。

6 吊箱圍堰封底

圍堰沉入水中,將圍堰底部封死,使之抽水后能承受箱體產生的浮力,是保證承臺正常施工的關鍵。

封底采用水下混凝土填充密封,當混凝土達到設計強度后,即可抽水清理基坑,進行承臺施工。

封底前,圍堰底板與鉆孔樁護筒之間縫隙用水泥砂袋填滿,克服封底混凝土冒出圍堰底板現象。

水封混凝土填充時,水封導管按流動半徑不大于 2.5m進行布置,由周邊往中間均勻澆注。填充厚度,由抽水浮力計算,要求樁與水封混凝土側壁附著阻力大于(浮力一圍堰重一水封混凝土重)1.3倍。

7 承臺施工

水下封底混凝土達到設計強度后,將圍堰內水抽干,清除圍堰內淤積物,切除圍堰吊桿,將鉆孔護筒按設計標高切割掉,鑿除樁頭,在圍堰內進行安裝模板,綁扎鋼筋及灌注承臺混凝土等常規作業,也可以用圍堰內壁作承臺模板施工。

8 結 論

采用吊箱圍堰法進行施工,對于深水橋墩高樁承臺是一種可靠的施工方法,與其他圍堰形式比較,有較大優勢:其一,圍堰斷面形式可以多樣,施工難度相對小,施工控制容易;其二,適用水深范圍大,能適應 5～20m水深范圍,甚至更大水深;其三,圍堰剛結構工程量小;其四,工程造價低。

吊箱圍堰結構能為承臺施工提供一個安全的水下工作平臺,使承臺施工由水下作業變為水上作業;鋼筋安裝,混凝土澆注等工序施工質量得到充分保證。對以后的水中基礎工程施工具有較強的借鑒作用。