厦门高集海堤14#承台无底钢套箱围堰安装施工技术

陈宁军

摘要：钢套箱围堰是为解决水上承台和水上桥墩施工而设计的临时阻水结构，其作用是通过钢套箱围堰和封底混凝土阻水，为水上承台和水上桥墩的施工提供无水的干施工环境。结合厦门高集海堤开口改造工程实例，详细介绍14#承台无底钢套箱围堰安装施工过程，为类似工程提供借鉴参考。

关键词：无底钢套箱；围堰；施工

1 工程概况

厦门高集海堤改造工程主线桥14#承台施工采用单壁无底钢套箱围堰进行施工。钢套箱平面为矩形，设置R=100cm的圆倒角，内壁平面尺寸為15.2m×22.6m，套箱高10.7m。钢套箱侧板设置3层，上下层各分为54块，上层侧板高3.7m，中层侧板高3m，下层侧板高4m。

面板：钢套箱面板采用8mm钢板。

竖肋：上侧板竖肋采用16工钢，间距为60㎝。中、下侧板竖肋采用32工钢，间距为60㎝。

横肋：上侧板横向小肋采用[16槽钢，间距为30㎝，大横肋采用36工钢，间距为100㎝，横、竖肋交错布置。中、下侧板横向小肋采用[20槽钢，间距为30㎝，大横肋采用36工钢，间距为100㎝，横、竖肋交错布置。

侧板和侧板采用栓接形式，以S8.8级M20高强螺栓分别连接侧板竖肋及外侧大横肋。

钢套箱设计1层内支撑，标高在+1.5m处，围囹采用2I45a工字钢，内支撑采用φ300×10㎜螺旋焊管。

2 主要施工工艺

钢套箱加工→海床碎石整平→外护筒割除→拼装牛腿焊接，工字钢拼装平台焊接→拼装第一、二层模板→贝雷、上承重梁、吊杆、千斤顶安装→定位导向装置设置→割除牛腿、下放第一、二层模板到设计标高→拼装第三层模板并下放至海床面→调整套箱平面位置，然后对其进行固定→用钢刷将钢护筒表面清洗干净，然后浇注第一层封底混凝土→拆除悬吊系统，安装钢管内撑→封堵连通孔，抽水，割除钢护筒、凿除桩头，进行二次混凝土封底→封底混凝土表面凿毛，绑扎承台钢筋及预埋墩柱钢筋，浇筑承台混凝土→承台混凝土养生、拆除模板。

3 施工过程及控制

3.1 钢套箱加工

钢套箱侧壁采用单壁结构，高10.7米，分上中下三节，面板为δ=8mm，钢板壁体沿高度方向设四道I36的型钢横梁；小横肋为[20槽钢，沿面板纵向从下至上每隔30cm布置一层；竖肋为I36a工字钢，沿面板横向每间距60cm布置一根，大横肋采用36工钢，间距为100㎝，横、竖肋交错布置。钢套箱委托机电公司进行加工，钢套箱加工完后要进行尺寸验收，并进行编号。

钢套箱加工完毕后由钢套箱验收小组进行钢套箱质量的验收，并进行试拼。试拼后按顺序进行了分块编号，以利于现场拼装。

3.2 基床整平

承台按设计标高-6.2m进行抽砂整平，整平采用离心泵将高于设计标高的面的砂搬移至较低的地方，海床面较低处采用抛碎石整平。

3.3 拼装牛腿焊接，工字钢拼装平台焊接

为了减小海水对拼装作业影响，拼装牛腿的位置设置在+3m位置，为了保证平整度，焊接牛腿前要对标高准确进行测量。牛腿焊接一方面要保证牛腿焊接位置正确，牛腿的焊接位置要以钢护筒的实际偏位而定，牛腿的中轴线与护筒的直径（顺桥轴线或墩轴线方向）方向重合。牛腿与钢护筒焊接前，对钢护筒相应位置进行除锈处理，保证牛腿与钢护筒间的焊接质量。

牛腿焊接完后，在牛腿上对套箱内边线进行测量放出套箱安装线，在相应的位置上焊接钢板卡位，以保证安装的准确性。

3.4 钢套箱拼装

拼装牛腿安装完后，进行侧板安装，侧板分三层进行安装，侧板与侧板、上下层侧板分别用双排M20高强螺栓连接，连接处加设δ=1cm厚止水橡胶。侧模分块安装时从边角处开始，依次向另一端安装，在安装过程中设临时钢支撑，保证拼装稳固及安全。拼装中拧紧连接螺栓，满足止水要求。第一层侧板安装完毕后，检验侧板垂直度和顶口尺寸，满足要求后，进行后续工序施工。第二层侧板安装按照上述步骤进行。

3.5 悬吊系统安装

第一、二层侧板安装完后，对桩顶按标高割平后进行悬吊系统安装，悬吊系统由二层贝雷片#字搭设，贝雷片放在桩顶上，并用槽钢与钢管护筒焊接牢固（见下图）。贝雷片安装加固后，在贝雷片上安装工45钢吊梁，钢吊梁与贝雷片用U形扣进行连接。为了防止吊梁翘起，在钢吊梁中间和两头分别用32精轧螺纹钢筋反拉与护筒上。吊梁和侧板吊耳之间设置8根Φ32精扎螺纹钢吊带，精扎螺纹钢两头用YGM32锚具锚固，锚具下设置δ20mm厚垫板，在安装中注意使每根螺纹钢筋净长一致。

3.6 定位导向装置设置

为了保证钢套箱下放的平面位置和垂直度，在钢护筒上（标高+2.5m和-3m）设置上下两层限位导向装置以保证钢吊箱下沉的平面位置，如下放过程中有偏位，可通过手拉葫芦调整平面位置。吊箱下放到位后，施工员安排测量对套箱位置进行复测，若有偏差，用手拉葫芦进行调整，调整完毕，位置符合要求后，将套箱侧壁与钢护筒牢固焊接以固定平面位置，防止钢吊箱因潮位涨落或水流力影响而移位。

为保证钢套箱能顺利下放就位，在套箱下放前对套箱位置周边情况进行探测，以检查是否还存在妨碍钢吊箱下沉就位的障碍物。

3.7 第三层钢套箱模板拼装

14#承台第三层模板的拼装按3.4的步骤进行。

3.8 钢套箱下放

钢套箱采用穿心式千斤顶下放，即每根吊杆布置一个千斤顶。千斤顶布置形式见下图。

千斤顶布置形式示意图

钢套箱在下放前，要同时顶升千斤顶，使钢套箱脱离牛腿，割除拼装牛腿，调节每个千斤顶的行程，同时同步下放千斤顶，每次下放行程严格按15cm控制。

钢套箱沉放作业由专人负责指挥，其步骤如下：

①顶升所有千斤顶，使钢套箱脱离牛腿台10cm后停止。

②割除钢牛腿。

③同时回缩千斤顶，使钢吊箱平稳下放，同时旋松千斤顶撑脚下面的精扎螺纹钢螺帽，下放行程达到15cm后旋紧螺帽，再回缩千斤顶，使撑脚下部螺帽受力。

④旋松千斤顶上的螺帽20cm，再顶升千斤顶15cm，然后旋紧上部螺帽。

⑤重复步骤③和④，直到钢吊箱下放到设计标高。

⑥钢套箱入水到达海床，进行调平吊箱，对套箱进行位置标高复测，合格后收紧钢吊杆（旋紧撑脚下面的精扎螺纹钢螺帽），使每根吊杆均匀受力。

4结语

采用拼装式无底钢套箱围堰的方法，可以有效解决桥梁施工中大体积混凝土水中承台施工问题，施工简便可行，取得了显著成效。

参考文献：

[1]张文萍，蔡辉，徐凯峰.吴州大桥主墩承台无底钢套箱的设计与施工技术[J].交通标准化，2010.01.

[2]林耀洪.无底钢套箱围堰设计与施工[J].中国港湾建设，2007.06.

[3]张勇明.水中无底钢套箱围堰承台施工[J].广东科技，2008.16.