鋼吊箱圍堰在深水基礎施工中的應用探討

蔡玉賢

（中鐵十四局集團第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

橋梁基礎施工中，利用圍堰結構能夠給承臺與墩身的施工創設優良條件。在常規鋼套箱的基礎上，衍生出了特殊的鋼吊箱，成為深水橋梁施工的重要支持[1]。文章圍繞鋼吊箱圍堰在深水基礎施工中的應用展開探討。

1 工程概況

47 國道黃岡市巴河特大橋總長1500m，橋寬34.5m。本工程中，采取鋼吊箱施工的方法，設有普通墩（12#~19#墩為承臺結構）、邊墩（20#、23#墩為承臺結構），施工所用的鋼吊箱設置為矩形平面形式，此處圍堰規格為32.356m×7.7m×9.68m，邊墩圍堰規格為30.956m×8.7m×9.68m，工藝方面以Q235B 鋼為原材料經加工而得。根據工程情況，在鋼吊箱圍堰加工環節，現場水位正逐步上漲，為創設安全的施工環境，對兩類鋼吊箱圍堰的高度做出了改進，即提升至13.48m。

2 單壁鋼吊箱圍堰設計組成

圍堰建設以Q235B 鋼板為原材料，共由五部分構成：

1） 側板：圍堰由12 節構成，各面板均使用鋼板材料制得，水平加勁肋所用材料為∠75×50×6mm 角鋼，豎肋采用HN400×200mm H 型鋼，水平肋為 HW588×300H 型鋼。關于各個側板的連接方式，具體為M27 螺栓連接，使各側板形成穩定的整體，并基于銷軸連接的方式處理側板與底板，使其具有穩定性。

2） 底板：所用龍骨為I32b 工字鋼，在此基礎上設置有底板結構，除了6mm 面板外，還使用到∠63×6mm 角鋼。

3） 圈梁及內支撐：各個圍堰的設置方式相同，均為3道內支撐+2 道圈梁的組合方式，內支撐與側板之間均采用螺栓連接的方式。

4） 底板吊掛及下放設施：底板吊掛支撐需要與龍骨連接，此處通過精軋螺紋鋼實現。單獨設置下方吊掛，不可出現與封底吊掛共用的情況，經下方吊掛后可使得鋼吊箱順利達到指定位置，此后即可安裝封底剛性吊桿，通過此方式使得受力結構狀況發生改變，使其成為封底吊掛，隨后安排人員將下方吊掛拆除。

5） 導向：本次圍堰工程中，采用三層導向限位器的設置方式，各層均勻分布，總量為24 個。導向結構的設置，以I45a 工字鋼與10mm 厚鋼板為原材料，經特定工藝制得。12#~19# 墩：由＋16.401m 處開始（即指的是鋼吊箱頂部區域），以此為基準向下2.0m、5.8m、10.6m，分別在各處安裝導向限位器；20#、23#墩：由＋16.499m 處開始，具體操作與上述一致。

3 鋼吊箱圍堰施工技術

3.1 鋼吊箱加工

1） 底板制作、拼裝，嚴格遵循如下流程展開：

①以圖紙尺寸為基準，對準備好的I32b 工字鋼加工處理；

②選擇一個具有較高平整性的臺座，于該處精確畫出主梁平面位置，以此為指導準確擺放工字鋼并實行點焊，再針對各個接頭做進一步焊接，使其具有穩定性，形成主梁梁架；

③吊起梁架，要求面板在該結構的下方，處理面板與主梁梁架，即通過焊接的方式形成穩定的整體，并設置L75mm×8mm 角鋼；

④設置的吊掛系統中，較為關鍵的結構為2I45a 工字鋼吊掛梁，通過焊接的方式將其與鋼護筒形成穩定的連接體，并采取加強措施；

⑤要求各吊掛梁均有2 個吊掛點，以便牢牢掛住底板，從整個鋼吊箱結構來看，由于設置了8 個吊掛梁，因此形成的吊掛點總量為16 個；

⑥各吊掛點需與10t 手拉葫蘆達到穩定連接狀態，具體連接材料為φ32 精軋螺紋鋼，通過手拉葫蘆能鉤住底板，且實現對圍堰底板高度的調節，使得鋼吊箱位置與設計要求相符。

以設計尺寸為準，合理加工底板結構，在運輸車作用下將其轉移到各墩位，基于75t 履帶吊抬升并順利套入指定的鋼護筒內，經下放后使其位于標高14.5m 的拼裝平臺，對各底板精確調平，無誤后焊接接頭。結束底板拼裝作業后，在其四周設置側板固定器，彼此間距均控制為30cm。

2） 鋼吊箱側板的加工與拼裝，根據設計圖紙，選擇合適的 δ6mm 鋼板與 L75mm×50mm×6mm 角鋼和 δ10mm 鋼板背肋，為之展開分塊加工處理。關于面板與槽鋼之間的連接，采取雙面對稱焊接的方式，要求各焊點間距均控制在10cm內，形成的焊縫長度至少4cm。在吊箱底板上放樣，以得到鋼吊箱壁的具體位置，以此為基準焊接限位鋼板，確保穩定性。圍堰拼裝均在特定的平臺上操作，通過可行的方式將圍堰與鋼護筒形成整體，抵御大風天氣的干擾，避免圍堰側板傾覆現象。側板安裝工藝流程見圖1。

3.2 內部支撐的設置

結束鋼吊箱拼裝作業后，需在其內部設置頂撐裝置，此處使用規格為Φ630mm、壁厚8mm 的鋼管。在設置頂撐工字鋼時，需使其與吊箱頂保持緊密貼合的狀態，同時采取可靠的焊接措施，在滿足此條件后方可發揮出支撐鋼管的作用，使其具有優良的抗壓與抗拉支撐能力。

在指定的加工場統一做好內支撐安裝作業，通過汽車運輸的方式轉移到現場。首先在＋11.101 處設置法蘭接頭，一端利用連續角鋼焊接的方式使其與側板穩定連接，余下一端則與內支撐鋼管連接。

3.3 封底吊掛系統

吊箱與封底砼的穩定性必須得到吊掛系統的支持，在該系統的作用下可以將吊箱自重傳導至鋼護筒，從這一角度來看，吊箱安裝前需做好全面的檢查，確保各節鋼護筒接縫符合質量要求[2]。單獨設置封底吊掛系統，不可出現與下方吊掛系統共用的現象，將鋼吊箱轉移下放到指定位置后，首先設置剛性吊掛系統，在此基礎上方可將下放吊掛系統拆除。封底吊掛系統的設置，以10mm 厚鋼板與鋼護筒為主要材料，形成吊耳，控制好此結構的高程，具體以＋13.0 為宜。形成吊耳結構后，使用I25a 工字鋼做進一步的連接，使其與鋼套箱底部龍骨達到穩定連接的狀態，以便承受結構重量。關于底部的加強措施，采取增設10mm 加勁板的方式。

3.4 澆注封底混凝土

1） 封底混凝土的澆注工藝，完成上述工作后搭設作業平臺，具體位于吊箱頂部與鋼護筒之間，材料均為 [20b 槽鋼，所得平臺寬度1.5m。為確保封底砼澆注質量，在施工之前全面檢查底板與鋼護筒形成的縫隙，在做好堵漏處理后方可澆筑封底砼。鋼箱梁頂部與鋼護筒間需安裝卡架，在其作用下牢牢卡住導管。料斗裝料后，通過75t 履帶吊提升一段距離，使其到達漏斗處并澆注，施工中密切分析封底砼的標高。吊箱壁上水面需采取開孔處理，形成規格均為30cm×40cm 的孔，總量為4 個，從而控制吊箱內外水位偏差，緩解水壓擾動產生的不良影響。澆注應從上游開始，逐步轉移至下游，封底施工時需得到2 套導管的支持，要求各自長度均為11m。

2） 水下砼灌注施工注意事項，砼表面標高的檢測需使用深錘裝置，將所得數據記錄好，并及時告知技術員，分析所得數，在此基礎上合理提升導管并下料，砼高度的上升應遵循均勻性原則，否則會出現砼面高低不同的現象。此外，不可出現導管埋深過淺的現象，否則會使得導管處于懸空狀態，因此施工人員要注重砼澆注的質量控制，確保砼平面平整度。

3.5 圍堰抽水及封底混凝土調平層澆注

圍堰抽水對封底混泥土強度提出較高要求，必須滿足7d強度，伴隨抽水作業的持續推進，需密切分析吊箱壁與鋼板樁狀態，不可出現變形現象，一旦發生異常需隨即暫停，并向圍堰內再次注水，確保內外水壓處于平衡狀態。結束圍堰抽水作業后，部分混凝土會超出承臺底標高，因此需對其采取鑿除措施，隨后澆注調平層，要求此層結構的厚度為20cm。

3.6 內支撐體系轉換及拆除

結束承臺施工作業后，便進入到內支撐體系轉換環節，此環節需要拆除B、C、D 三個支撐。當墩身出水后，圍堰拆除作業的場所應在低水位處，有序完成各結構的拆除作業。

4 結語

綜上所述，鋼吊箱圍堰是現階段橋梁工程的重要應用形式，其具備施工便捷、質量好、成本低等多重優勢，在實際施工中需采取合適的技術方案，確保滲水基礎施工質量。