解析水中系梁有底鋼套箱圍堰施工技術

廣東省鴻高建設集團有限公司 523000

摘要：在水下系梁圍堰施工中，鋼套箱圍堰施工技術不僅結構新穎、操作簡單、工藝先進，相對其它圍堰施工技術也更加具有經濟效益。本文將結合水中系梁圍堰多種施工技術相比較，詳細解析水中系梁有底鋼套箱圍堰施工技術。

關鍵詞：水中系梁；有底鋼套箱；圍堰

隨著經濟社會的快速進步，我國交通事業也得到了巨大的發展，特別是我國橋梁建設已經進入了飛速發展時期。如今在我國的各江河流域之上，不同種類不同跨度的橋梁各種各樣，表現出我國交通事業的輝煌成就，標志著我國在橋梁建設的技術上已經走進了國際先進水平。但也正因為如此，在橋梁建設中對于其施工技術也有了更高的要求，尤其對橋梁水下部分施工項目的要求更為嚴格。本文將著重討論水中系梁有底鋼套箱圍堰施工技術。

一、圍堰施工方案比選

隨著我國交通建設的快速發展，需要跨越江河流域的橋梁越來越多，水中系梁圍堰的種類也更加多樣，每種圍堰都有自身的特性與適用范圍，因此需要根據不同的地域環境，材料質量與設備情況等因素選定正確的圍堰。

例如某橋梁建設項目處于東南沿海內邊沿地區，所處地勢南高北低，地殼基本穩定，該橋梁所經過河流為支流。該橋上部結構采用先簡支后連續的22x25m裝配式部分預應力混凝土組合箱梁，梁高1.4m；下部結構采用柱式墩臺，以鉆孔灌注樁為基礎。

那么該項目水下系梁施工可以有幾種方案供以選擇：第一種是雙壁鋼圍堰方案，此種圍堰技術因鋼圍堰加工部件多，需要消耗的時間長，用鋼量大，并且對起吊設備的要求高，費用較多，因此該方案不可行。第二種方案是土石圍堰方案，但因該橋梁所處河流為支流，其圍堰施工技術所需填筑量又非常大，并且清除起來十分困難，容易造成支流堵塞和污染，在該工程中，此方案也不可行。相比之下，有底鋼套箱圍堰方案在該項目中顯得更加靈活且具有操作性，施工也相對快捷，不僅能夠提高生產效率，減少水下的工作量，還能有效降低工作難度，獲得較好的經濟效益。經過多重考慮，施工方最后決定采用有底鋼套箱圍堰施工。

同其它圍堰相比較，有底鋼套箱圍堰具有施工工期較短、水流阻力較小、施工難度較小、經濟合理等特點，因此在各大跨深水橋梁的施工項目中得到廣泛的應用。

二、有底鋼套箱圍堰施工技術

（一）施工過程

1、首先需要將河底的部分泥土挖出進行外運，然后將套箱放至預設高度，此時吊裝平臺底距離水下大約2.2m，因此還需要將靠近河岸一側河床底斜坡部分的泥土挖出，避免套箱下沉時發生碰撞。

2、套箱內模尺寸應與系梁尺寸一致，但是考慮到模板厚度會高出水面0.5m，因此假定系梁在水中1.6m位置時，系梁側模的高度應是2.1m。為了保證沉箱能夠精準就位，同時需要將原有鉆孔樁平臺拆除一部分，重新布置沉箱排架位置，并且根據現場實際情況將原鉆孔平臺加高0.8m左右，滿足沉箱的下沉條件。搭設支撐排架時要注意牢固度，確保各項條件滿足吊裝平臺的穩定性。

3、支撐排架上要安裝套箱吊掛平臺與懸掛式橫梁，在套箱拼裝之前將吊桿穿入其中連接底模支架，用高強螺母將下端固定，通過旋轉高強螺母調節底模的支架高度。

4、在吊裝平臺上拼裝鋼套箱底模與側模時，要根據系梁尺寸，把套箱底模尺寸設定標準，用壁厚適當的鋼板制作鋼套箱的底模與側模。并且在套箱四周用槽鋼加固，以抵抗外界抽水時產生的壓力，避免套箱變形。同時在底模支架縱橫梁上要加裝槽鋼，用于承受套箱下放時產生的壓力。在套箱架上設置反支撐裝置，防止套箱內水抽干后出現套箱上浮現象。

5、在套箱與水中樁護筒四周進行封底時，要采用C30水下砼，待砼達到一定強度之后進行套箱內排水工作，剩余無法抽出的部分積水可匯流到積水孔中全部排出。套箱內需要安裝系梁圓頭模板，將模板與固定好的側模焊接牢固。然后現場綁扎鋼筋，用砼澆筑。

（二）主要施工技術

1、鋼套箱施工技術

系梁澆筑好之后，鋼套箱內模尺寸必須與系梁保持一致。在最低水位時，系梁會依然在水下0.5m-1.6m處，因此鋼套箱底盤與水下部分側模不用拆除。在利用水中樁施工平臺將鋼套箱拼裝完成之后，選擇高強螺栓桿將套箱下放，因鋼套箱要整體下放，所以不論是對于下放的時間還是精度的要求都十分高，在這個過程中不不允許任何的失誤與偏差。

2、砼封底技術

將套箱底部用砼完全封閉，其作用不僅僅在于堵水，而且還能對套箱抽完水之后的浮力起到平衡作用。封底時采用水下砼施工澆筑技術，需要等到砼達到一定強度時才能再進行抽水工作。

（三）套箱受力分析

假設：底模與側模使用5mm鋼板，普通Q235-A的鋼材比重系數是1：7.85，按照這個系數測算，5mm厚鋼板理論重量是5×7.85=39.25kg/㎡；槽鋼使用6.5號與8號槽鋼，6.5號槽鋼尺寸規格為高度65mm，腿寬40mm，腰厚4.8mm；每米重量為6.7kg；8號槽鋼尺寸規格為高度80mm，腿寬43mm，腰厚5mm，每米重量為8.045kg。

若把套箱底模尺寸定于3×270cm×270cm+2×259.2cm×100cm，通過計算公式可得出，底模重力為6.3KN，側模重力為28KN，6.5號鋼槽重力為3.3KN，8號鋼槽重力為24.4KN，浮力為259KN，系梁自重315KN。根據有關資料得出，護筒與水下砼的摩擦阻力為120kpa，假設護筒與砼的粘接長度為0.3m，那么護筒的摩擦阻力為678KN。當模內進行抽水工作時，套箱承受向上的浮力，浮力小于套箱自重、封底砼與護筒之間的摩阻力，因此套箱圍堰在抽干水時不會上浮。并且，在澆筑系梁水下砼時，護筒與砼向下的摩阻力小于浮力，此時套箱也不會下沉。

三、施工注意事項

在橋梁建設的過程當中，水下系梁項目較為復雜，施工人員必須具備專業性施工技術，施工材料的質量要嚴格監督，同時施工設備也要進行精確調整，全面提高施工的機械化程度。

（一）確保鋼筋不受水流腐蝕

在綁扎鋼筋前，測量人員要先在墊層上放樣，施工人員再根據承臺輪廓進行安裝定位，控制保護層的厚度。先安裝底層鋼筋，再安裝架立鋼筋，最后安裝水平鋼筋及網片。鋼筋安裝基本完成之后要進行冷卻水管與傳感器的安裝。為避免鋼筋被水銹蝕，需要采用直螺紋連接鋼筋，用塑料保護帽與套筒斷頭的塑料密封蓋完全封閉。

例如某橋梁建設工程水下混凝土封底時采用了兩次封底技術，第一次封底120cm，為水下封底，第二次封底時30cm，為干封。鋼套箱下放以后，在封底之前先清理鋼套箱內雜物，再由潛水員在水下安裝鋼護筒環形蓋板堵縫，最后進行混凝土封底。所用混凝土為C25#水下混凝土，總封底厚度150cm。此種封底方式能夠確保套箱被抽完水后呈完全封閉空間，避免鋼筋受到河水腐蝕。

（二）準確定位各物件的下沉

1、必須使用導向架和全站儀控制鋼護筒的下沉，使鋼護筒能準確下沉到目標位置。

2、在搭設樁基施工平臺時要考慮鋼套箱下沉時所需空間。

3、樁柱鋼套箱與系梁鋼套箱進行拼裝時，要保證兩箱拼裝完全契合，采用電焊連接，并利用玻璃膠在焊縫處加強連接，確保其下沉時不會受到兩箱軸線不一致的影響。

4、在套箱下沉之前，利用高壓水槍對墩位處進行清理，在清理完畢后進行人工檢查，確認目標位置無雜物。

5、在兩箱焊接之后整體下沉時，要注意保持各吊點下放速度完全一致，讓箱體水平下沉，并在下沉以后檢測其是否有偏位情況，箱體必須與目標位置完全吻合。

結束語

水下系梁的施工難度較大，需要結合實際情況采取適當的圍堰方案進行施工。有底鋼套箱圍堰施工技術相比傳統的無底鋼圍堰施工技術顯得更加靈活且具有操作性，施工也相對快捷，不僅能夠提高生產效率，減少水下的工作量，還能有效降低工作難度，獲得較好的經濟效益。

參考文獻：

[1]季小軍.水中系梁有底鋼套箱圍堰施工技術[J].中國新技術新產品，2014，08：88.

[2]許炳剛.淺析水中墩系梁鋼套箱圍堰施工技術[J].門窗，2013，05：152-153