深水承臺有底鋼套箱設計與施工

陳仁光

摘 要：在庫區、江河或港口中施工水中承臺需面臨深水作業，一般情況下這些位置無法進行填土圍堰施工，本文結合吉蓮高速敖城禾水河主墩承臺水中施工介紹有底鋼套箱的設計要點、主要的施工工藝以及主要施工控制要點。

關鍵詞：有底鋼套箱；設計；施工

1 工程概況

吉蓮高速敖城禾水河大橋位于江西省吉安市吉安縣敖城鎮，主橋為（57+100+57）m三跨連續剛構箱梁，為雙幅分離式設計，橋墩基礎采用高樁承臺結構，承臺底距河床最大距離為11m左右，承臺結構尺寸為10.8m×10.8m×4.2m，常水位時承臺全部埋于水下。

橋位所在禾水河屬于庫區河流，一般情況禾水流動緩慢，禾水流速及水位易受降雨影響，施工時河水水位為85m。

經過對鋼板樁圍堰、有底混凝土套箱、有底鋼套箱和無底鋼套箱四個方案進行技術及經濟方面綜合比選后，最終選擇采用有底鋼套箱進行承臺施工。

2 鋼套箱設計

鋼套箱采用雙壁結構，鋼箱長10.8m，鋼套箱長10.8m，寬10.8m，高7.5m。混凝土澆筑前鋼套箱自重通過精軋螺紋鋼筋懸掛在樁基鋼護筒上。承臺混凝土分兩次澆筑，第一次混凝土澆筑鋼套箱自重及承臺結構主要通過封底混凝土與樁基鋼護筒的握裹力來承受，承臺第二次混凝土澆筑荷載通過承臺第一次混凝土承受，鋼套箱總體布置如圖1～2所示：

鋼套箱底板總厚32.6cm，面板厚6mm，主梁采用2[32a型鋼，次梁采用12.6工鋼，間距50cm，鋼套箱底板為全焊接結構，如圖3所示。

倉壁采用雙壁結構形式，壁厚1m，高度7.5m。壁板采用6mm鋼板，豎向加勁肋采用∠80×8角鋼，布置間距40cm，節段連接處采用∠80×10角鋼；豎向隔板為10mm鋼板，布置間距為2m；水平環板采用10mm鋼板，沿高度方向布置間距為1m、1.5m、1.5m、1.5m和2m；水平撐為[10槽鋼。

倉壁高度方向分兩塊加工，每塊高度3.75m。水平方向將四個角點分及四個邊分別分塊，共分為8塊。各節段在現場拼裝為整體，采用Φ18普通螺栓連接。為防止滲水，接縫處加墊5m泡沫橡膠止水。

3 鋼套箱施工水中承臺主要施工工藝及控制要點

鋼套箱施工水中承臺總體施工工藝如圖5流程圖所示，其中主要的施工工藝為鋼套箱下放、底板封堵、封底混凝土澆筑，這里僅針對主要施工工藝進行簡單介紹。

3.1 鋼套箱下放

鋼套箱支撐系統為貝雷梁、yc-60千斤頂和精軋螺紋鋼筋，鋼套箱在底板上拼裝結束后，安裝吊桿及千斤頂。技術人員檢查吊桿連接、承重梁安裝位置、平整度，千斤頂及撐腳穩定性等，并做好檢查記錄，發現問題及時處理，將安全隱患消除后方可進行下步操作。

安排施工人員就位，首先將套箱整體同步提升10cm，靜止10min無異常后，施工人員到套箱底部將拼裝平臺（平聯）割除后，通過千斤頂不斷反復變換行程緩慢使鋼套箱下放就位。注意下放過程中必須由專人統一指揮。確保各千斤頂操作人員施工協調， 鋼套箱四角均勻下放， 從而確保各千斤頂和吊桿受力均勻。

下放設備為YC60型千斤頂及配套油泵。套箱下放過程中嚴密監控垂直度，可以利用4臺千斤頂微調垂直度。下放就位后復核鋼套箱的平面位置、高程以及垂直度，使其滿足設計和規范要求。

3.2 底板封堵

因鋼套箱的下放需要，在鋼套箱底板護筒處均需開孔，開孔半徑比護筒半徑大15cm。當鋼套箱下放到位后，需采取措施將該部分空隙封堵，防止在澆筑封底混凝土的過程中混凝土遺漏并保證封底混凝土與鋼護筒之間的有效粘結，以保證承臺澆筑時有足夠的握裹力承擔混凝土重量。

采用10mm的圓環形封堵板；封堵板分六塊進行拼裝成一個整體，互相栓接。封堵鋼板在套箱下放之前臨時安放在護筒周圍底板上，待吊桿安裝完畢后，由潛水員水下安裝封堵鋼板。

3.3 封底混凝土澆筑

封底混凝土施工采用導管法澆筑水下混凝土，且宜在4h內澆筑完成。

澆筑平臺利用護筒搭設，在護筒頂面鋪設型鋼主梁；在主梁上垂直主梁方向設置夾具梁，導管及小料斗。澆筑封底混凝土時采取由邊角到中心的原則，布料時優先保證邊角混凝土填充滿。

封底混凝土施工注意事項：

（1）封底時，混凝土澆注工藝按澆筑水下混凝土工藝進行，充分利用水下混凝土的擴散性，配合比采用樁基混凝土配合比，可摻加適量早強劑，以減少等強時間，節約工期。

（2）在套箱側板上設置連通孔以保持套箱內外水頭高度一致，以防套箱內外水壓差對封底混凝土造成破壞。注意抽水前將連通孔封堵。

（3）導管底距離底板距離控制在20cm左右，混凝土坍落度控制在18～20cm左右，首批時坍落度控制在16cm左右，以有利于埋管。

（4）在封底混凝土澆筑的過程中，派專人對混凝土的流動范圍及澆筑高度進行檢測，以為封底混凝土的灌注提供有力的數據。當某些封底區域（如護筒外側四個角點）因混凝土的流動無法達到澆筑高度時，在該區域內設置導管，將導管插入到已澆筑的混凝土內，然后利用潛水泵將導管內的水抽出，然后再往該導管內布料。

封底混凝土澆筑達設計強度90%后，將套箱內水排掉后即可進行干作業。

4 結語

隨著橋梁施工技術的不斷發展，大江、大河以及海灣中建設的橋梁越來越多，這類橋梁一般情況下均涉及到深水作業，成熟的水中施工工藝不但能節約施工成本，也能提高施工質量，希望本文能為類似的施工提供參考。