有底鋼吊箱圍堰在深水墩承臺施工中的應用

 

 一、概況

 

 DIK37+117北浩龍江大橋作為黔桂線鐵路擴能改造工程全線控制工程，具有施工難度大，施工工藝復雜，技術要求高，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展情況對該控制工程的各方面評價起到非常關鍵的作用，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行認真 分析 與 經(jīng)濟 比較后得出：（1）常規(guī)無底鋼圍堰施工方法進行時必須進行水下爆破清平，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，工程進展慢。采用有底鋼吊箱圍堰方法進行深水高承臺施工更具靈活性和適應性。達到減少水下工程量、降低施工難度、降低工程成本，縮短工期的目的。

 

 二、施工工藝

 

根據(jù)施工水位情況及施工工期要求，在碼頭岸上鋼結構加工場地，分塊預先加工好鋼吊箱的側模和底模，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筒支承樁和部分連接[22槽鋼，在樁基鋼護筒上測量放樣，利用樁基鋼護筒，設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)一指揮人員進行指揮，下沉鋼吊箱至規(guī)定標高后，鎖抗浮拉桿，對樁基鋼護筒與鋼吊箱之間的間隙密封處理，用垂直導管法澆注水下混凝土，強度達到要求后，對吊箱內(nèi)抽干水，對抗浮拉桿，主肋的工字鋼與樁頂標高以下的鋼護筒進行焊接，力系轉換完成后割除鋼護筒。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

 

在碼頭岸上鋼結構加工場地，采用型鋼、角鋼、鋼板焊接，分塊加工鋼吊箱的底模和側模。

 

1．側模。側模面板采用8mm厚鋼板，豎向主梁采用I25b工字鋼，工字鋼之間間距為80cm，側模橫向次梁采用[16槽鋼，間距50cm，側模共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)施工做好準備。

 

（二）拆除部分鉆孔平臺，在樁基鋼護筒上焊接鋼牛腿，設方形孔

 

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，吊箱頂面等標高及中線。

 

2．在樁基鋼護筒距離水面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。在鋼護筒上設方形孔，加焊鋼板和型鋼，形成受力點。

 

（三）在樁基鋼護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，作為鋼吊箱下沉時的承重結構。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）安裝鋼吊箱側模、貝雷梁桁架內(nèi)撐

 

1．汽吊配合，由船舶運輸鋼吊箱的側模模板至臨時支承平臺處。

 

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

 

3．模板接縫止水采用2cm厚軟橡膠條。

 

4．為防止鋼吊箱下沉時側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，進行力系的轉換。注意利用鉆孔平臺的Φ70鋼護筒支承樁，做好支撐，嚴格控制傾斜、扭轉、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

 

1．由統(tǒng)一指揮人員進行指揮，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，嚴格控制其傾斜、扭轉、偏移。技術人員注意使用全站儀和水準儀進行監(jiān)控，嚴格控制鋼吊箱的垂直度。

 

2．下沉分三階段，每一階段到規(guī)定標高時，使用全站儀和水準儀進行測量，檢查鋼吊箱的中線和標高，使鋼吊箱的中線和標高滿足設計和規(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筒的鋼牛腿上，滿足封底混凝土的厚度和承臺的設計標高要求。

 

（八）鎖定抗浮抗拉桿，進行力系的轉換，密封處理鋼護筒的間隙

 

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

 

（九）水下封底混凝土的澆注

 

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

 

2．采用垂直導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，邊澆筑時邊進行觀測，判別各澆筑點是否達到澆筑標高。封底過程中吊箱內(nèi)、外設連通孔，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高以下的鋼護筒焊接，力系轉換完成后割除鋼護筒

 

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

 

2．割除封底混凝土頂面以上部分的抗浮抗拉桿及鋼護筒，進行力系的轉換。

 

鋼吊箱封底后，進行力系轉換，鑿開護筒四周部分混凝土，把底板縱、橫主肋的工字鋼與樁頂標高以下的鋼護筒用３cm厚Ｌ形鋼板焊接，保證鋼吊箱的抗浮和承載能力。力系轉換完成后，再切割鋼護筒、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。

 

 三、結論

 

通過使用有底鋼吊箱圍堰工藝進行深水墩高承臺施工，給整個橋施工帶來深遠的 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、機械費、材料費，獲得很好的 經(jīng)濟 效益，在深水墩臺施工中是一種極有推廣價值的工藝。