鋼吊箱圍堰在深水墩承臺施工中應(yīng)用

 

DIK37+117北浩龍江大橋作為黔桂線鐵路擴(kuò)能改造工程全線控制工程，具有施工難度大，施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，工期緊等特點。河床呈V字型，狹窄，表層巖層堅硬，水中墩位置水深為25m。其承臺底面處于施工水位以下8．0m。承臺平面尺寸為11．5×10．5m。水中墩采取的施工工藝以及施工進(jìn)展情況對該控制工程的各方面評價起到非常關(guān)鍵的作用，決定采用有底鋼吊箱圍堰施工方法代替常規(guī)無底鋼圍堰施工方法進(jìn)行墩臺施工。

 

通過對有底鋼吊箱圍堰施工方法和常規(guī)無底鋼圍堰施工方法進(jìn)行認(rèn)真分析與經(jīng)濟(jì)比較后得出：

 

（1）常規(guī)無底鋼圍堰施工方法進(jìn)行時必須進(jìn)行水下爆破清平，確保鋼圍堰順利下沉就位；

 

（2）深水區(qū)圍堰下沉過程的起重荷載相當(dāng)大，不利施工和控制；

 

（3）加大工程成本加大，施工難度加大，工程進(jìn)展慢。采用有底鋼吊箱圍堰方法進(jìn)行深水高承臺施工更具靈活性和適應(yīng)性。達(dá)到減少水下工程量、降低施工難度、降低工程成本，縮短工期的目的。

 

 

根據(jù)施工水位情況及施工工期要求，在碼頭岸上鋼結(jié)構(gòu)加工場地，分塊預(yù)先加工好鋼吊箱的側(cè)模和底模，橋墩樁基混凝土澆注完成后，浮吊配合，拆除鉆孔平臺及中間妨礙鋼吊箱安裝及下沉的鋼護(hù)筒支承樁和部分連接[22槽鋼，在樁基鋼護(hù)筒上測量放樣，利用樁基鋼護(hù)筒，設(shè)置鋼吊箱臨時拼裝平臺和鋼吊箱下沉受力架，汽吊岸上配合，船舶運輸鋼吊箱的底模，側(cè)模加工件至拼裝平臺處。

 

浮吊配合，在臨時拼裝平臺上，安裝鋼吊箱的底模，側(cè)模和抗浮拉桿，貝蕾梁架內(nèi)撐，手拉葫蘆等，由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，下沉鋼吊箱至規(guī)定標(biāo)高后，鎖抗浮拉桿，對樁基鋼護(hù)筒與鋼吊箱之間的間隙密封處理，用垂直導(dǎo)管法澆注水下混凝土，強(qiáng)度達(dá)到要求后，對吊箱內(nèi)抽干水，對抗浮拉桿，主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒進(jìn)行焊接，力系轉(zhuǎn)換完成后割除鋼護(hù)筒。鑿除樁頭，綁扎承臺鋼筋，澆注承臺混凝土。

 

（一）鋼吊箱模板的制作及加工

 

在碼頭岸上鋼結(jié)構(gòu)加工場地，采用型鋼、角鋼、鋼板焊接，分塊加工鋼吊箱的底模和側(cè)模。

 

1．側(cè)模。側(cè)模面板采用8mm厚鋼板，豎向主梁采用I25b工字鋼，工字鋼之間間距為80cm，側(cè)模橫向次梁采用[16槽鋼，間距50cm，側(cè)模共12塊，重約60t。

 

2．底模。底模面板采用8mm厚鋼板，底模主梁采用I36工字鋼，工字鋼之間間距為150cm，次梁采用[10槽鋼，間距50cm，底模共6塊，重約30t。

 

3．在底模和側(cè)模上焊接好各種吊耳，支撐連接，為鋼吊箱的后續(xù)施工做好準(zhǔn)備。

 

（二）拆除部分鉆孔平臺，在樁基鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，設(shè)方形孔

 

1．樁基施工完成后，拆除鉆孔平臺及中間妨礙鋼吊箱安裝及下沉的鋼護(hù)筒支承樁和部分連接[22槽鋼。測量放樣好承臺底面，吊箱底面，承臺頂面，吊箱頂面等標(biāo)高及中線。

 

2．在樁基鋼護(hù)筒距離水面0。8m處及水下鋼吊箱底模下沉就位處，在樁基鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，作為拼裝鋼吊箱臨時拼裝平臺的支點及鋼吊箱下沉就位時的受力點。在鋼護(hù)筒上設(shè)方形孔，加焊鋼板和型鋼，形成受力點。

 

（三）在樁基鋼護(hù)筒處安裝鋼吊箱臨時拼裝平臺

 

1．汽吊配合，由船舶運輸現(xiàn)場拼裝鋼吊箱臨時支承平臺的I22b工字鋼至墩位處。

 

2．浮吊配合，安裝臨時支承平臺的縱橫I22b工字鋼，構(gòu)成墩位處拼裝鋼吊箱的臨時支承平臺。

 

（四）鋼吊箱底模的拼裝，安裝工字鋼受力架、抗浮抗拉桿

 

1．汽吊配合，由船舶運輸鋼吊箱的底模共6塊運至臨時支承平臺處。

 

2．浮吊配合，在臨時支承平臺上，把鋼吊箱底模分塊安裝就位后，對底模拼接縫處焊接，把底模連成整體。

 

3．在每個樁基鋼護(hù)筒上開方形孔，加焊鋼板加固，安裝I36b工字鋼縱橫主梁及手拉葫蘆，與鋼吊箱底模主梁I36b工字鋼的吊耳連接拉緊，作為鋼吊箱下沉?xí)r的承重結(jié)構(gòu)。在底模工字鋼骨架上焊接由兩根[２０槽鋼拼焊組成的抗浮抗拉桿。

 

4．吊箱底止水采用半月型鋼板在吊箱內(nèi)封堵。

 

（五）安裝鋼吊箱側(cè)模、貝雷梁桁架內(nèi)撐

 

1．汽吊配合，由船舶運輸鋼吊箱的側(cè)模模板至臨時支承平臺處。

 

2．浮吊配合，在臨時支承平臺上，把鋼吊箱側(cè)模分塊安裝，安裝時利用外側(cè)Φ70鋼護(hù)筒支承樁與側(cè)模進(jìn)行臨時連接，防止側(cè)模傾倒，使側(cè)模分塊安裝就位，擰緊連接螺栓，把側(cè)模連成整體。

 

3．模板接縫止水采用2cm厚軟橡膠條。

 

4．為防止鋼吊箱下沉?xí)r側(cè)模因為水壓力和水的沖擊力而變形扭曲，保證鋼吊箱的安全，在鋼吊箱內(nèi)部安裝貝雷梁桁架作為內(nèi)撐，防止鋼吊箱在后續(xù)施工過程中產(chǎn)生變形扭曲。

 

（六）轉(zhuǎn)換受力體系并提升鋼吊箱，拆除臨時拼裝平臺。

 

1．由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，所有手拉葫蘆同時拉緊起吊鋼吊箱，使之脫離臨時支承平臺0。2米，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。注意利用鉆孔平臺的Φ70鋼護(hù)筒支承樁，做好支撐，嚴(yán)格控制傾斜、扭轉(zhuǎn)、偏移。

 

2．浮吊配合，拆除臨時拼裝平臺上的２２b工字鋼，割除鋼牛腿。

 

（七）鋼吊箱下沉

 

（上接第190頁）1．由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，所有手拉葫蘆同時松動，使鋼吊箱緩慢均勻下沉入水中。在鋼吊箱沉入水中的過程中，嚴(yán)格控制其傾斜、扭轉(zhuǎn)、偏移。技術(shù)人員注意使用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)格控制鋼吊箱的垂直度。

 

2．下沉分三階段，每一階段到規(guī)定標(biāo)高時，使用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量，檢查鋼吊箱的中線和標(biāo)高，使鋼吊箱的中線和標(biāo)高滿足設(shè)計和規(guī)范要求。用類似的方法，直至鋼吊箱底模置于水下樁基鋼護(hù)筒的鋼牛腿上，滿足封底混凝土的厚度和承臺的設(shè)計標(biāo)高要求。

 

（八）鎖定抗浮抗拉桿，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換，密封處理鋼護(hù)筒的間隙

 

鋼吊箱就位后，把槽鋼抗浮拉桿與樁基鋼護(hù)筒通過型鋼焊接，拆除手拉葫蘆，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。槽鋼抗浮拉桿與樁基鋼護(hù)筒及鋼吊箱底模主肋I36工字鋼構(gòu)成了鋼吊箱后續(xù)的承重結(jié)構(gòu)。

 

（九）水下封底混凝土的澆注

 

1．在澆注水下封底混凝土前，對底模與樁基鋼護(hù)筒之間約10cm的間隙，用預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼圈焊接，加焊角鋼加固，做密封處理。

 

2．采用垂直導(dǎo)管法一次澆筑完成水下封底混凝土，在樁基與樁基正中間布置澆筑點。澆注厚度１.０m，邊澆筑時邊進(jìn)行觀測，判別各澆筑點是否達(dá)到澆筑標(biāo)高。封底過程中吊箱內(nèi)、外設(shè)連通孔，保持內(nèi)、外水頭基本一致，減少因吊箱內(nèi)壁水頭升高對底板增加的荷重和對側(cè)模增加內(nèi)壓力。

 

（十）抽干水，抗浮抗拉桿、主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒焊接，力系轉(zhuǎn)換完成后割除鋼護(hù)筒

 

1．鋼吊箱水下封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，對鋼吊箱內(nèi)抽干水，把槽鋼抗浮抗拉桿與樁基鋼護(hù)筒用槽鋼加強(qiáng)焊接連接，為再度轉(zhuǎn)換力系做好準(zhǔn)備。

 

2．割除封底混凝土頂面以上部分的抗浮抗拉桿及鋼護(hù)筒，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。

 

鋼吊箱封底后，進(jìn)行力系轉(zhuǎn)換，鑿開護(hù)筒四周部分混凝土，把底板縱、橫主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒用３cm厚Ｌ形鋼板焊接，保證鋼吊箱的抗浮和承載能力。力系轉(zhuǎn)換完成后，再切割鋼護(hù)筒、抗浮抗拉桿。

 

（十一）鑿除樁頭，綁扎承臺鋼筋，澆注承臺混凝土

 

鑿除樁頭浮漿，并清理干凈。綁扎承臺鋼筋，樁身的鋼筋伸入承臺中，與承臺鋼筋連成一體，澆注承臺混凝土。

 

 

通過使用有底鋼吊箱圍堰工藝進(jìn)行深水墩高承臺施工，給整個橋施工帶來深遠(yuǎn)的影響，相比傳統(tǒng)的無底鋼圍堰施工更顯靈活、操作簡單和施工快捷。大大提高了生產(chǎn)效率，大大減少水下工作量，降低了水下施工難度，在施工中可節(jié)約大量人工費、機(jī)械費、材料費，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益，在深水墩臺施工中是一種極有推廣價值的工藝。