深水承台有底钢套箱设计与施工

陈仁光

摘 要：在库区、江河或港口中施工水中承台需面临深水作业，一般情况下这些位置无法进行填土围堰施工，本文结合吉莲高速敖城禾水河主墩承台水中施工介绍有底钢套箱的设计要点、主要的施工工藝以及主要施工控制要点。

关键词：有底钢套箱；设计；施工

1 工程概况

吉莲高速敖城禾水河大桥位于江西省吉安市吉安县敖城镇，主桥为（57+100+57）m三跨连续刚构箱梁，为双幅分离式设计，桥墩基础采用高桩承台结构，承台底距河床最大距离为11m左右，承台结构尺寸为10.8m×10.8m×4.2m，常水位时承台全部埋于水下。

桥位所在禾水河属于库区河流，一般情况禾水流动缓慢，禾水流速及水位易受降雨影响，施工时河水水位为85m。

经过对钢板桩围堰、有底混凝土套箱、有底钢套箱和无底钢套箱四个方案进行技术及经济方面综合比选后，最终选择采用有底钢套箱进行承台施工。

2 钢套箱设计

钢套箱采用双壁结构，钢箱长10.8m，钢套箱长10.8m，宽10.8m，高7.5m。混凝土浇筑前钢套箱自重通过精轧螺纹钢筋悬挂在桩基钢护筒上。承台混凝土分两次浇筑，第一次混凝土浇筑钢套箱自重及承台结构主要通过封底混凝土与桩基钢护筒的握裹力来承受，承台第二次混凝土浇筑荷载通过承台第一次混凝土承受，钢套箱总体布置如图1～2所示：

钢套箱底板总厚32.6cm，面板厚6mm，主梁采用2[32a型钢，次梁采用12.6工钢，间距50cm，钢套箱底板为全焊接结构，如图3所示。

仓壁采用双壁结构形式，壁厚1m，高度7.5m。壁板采用6mm钢板，竖向加劲肋采用∠80×8角钢，布置间距40cm，节段连接处采用∠80×10角钢；竖向隔板为10mm钢板，布置间距为2m；水平环板采用10mm钢板，沿高度方向布置间距为1m、1.5m、1.5m、1.5m和2m；水平撑为[10槽钢。

仓壁高度方向分两块加工，每块高度3.75m。水平方向将四个角点分及四个边分别分块，共分为8块。各节段在现场拼装为整体，采用Φ18普通螺栓连接。为防止渗水，接缝处加垫5m泡沫橡胶止水。

3 钢套箱施工水中承台主要施工工艺及控制要点

钢套箱施工水中承台总体施工工艺如图5流程图所示，其中主要的施工工艺为钢套箱下放、底板封堵、封底混凝土浇筑，这里仅针对主要施工工艺进行简单介绍。

3.1 钢套箱下放

钢套箱支撑系统为贝雷梁、yc-60千斤顶和精轧螺纹钢筋，钢套箱在底板上拼装结束后，安装吊杆及千斤顶。技术人员检查吊杆连接、承重梁安装位置、平整度，千斤顶及撑脚稳定性等，并做好检查记录，发现问题及时处理，将安全隐患消除后方可进行下步操作。

安排施工人员就位，首先将套箱整体同步提升10cm，静止10min无异常后，施工人员到套箱底部将拼装平台（平联）割除后，通过千斤顶不断反复变换行程缓慢使钢套箱下放就位。注意下放过程中必须由专人统一指挥。确保各千斤顶操作人员施工协调， 钢套箱四角均匀下放， 从而确保各千斤顶和吊杆受力均匀。

下放设备为YC60型千斤顶及配套油泵。套箱下放过程中严密监控垂直度，可以利用4台千斤顶微调垂直度。下放就位后复核钢套箱的平面位置、高程以及垂直度，使其满足设计和规范要求。

3.2 底板封堵

因钢套箱的下放需要，在钢套箱底板护筒处均需开孔，开孔半径比护筒半径大15cm。当钢套箱下放到位后，需采取措施将该部分空隙封堵，防止在浇筑封底混凝土的过程中混凝土遗漏并保证封底混凝土与钢护筒之间的有效粘结，以保证承台浇筑时有足够的握裹力承担混凝土重量。

采用10mm的圆环形封堵板；封堵板分六块进行拼装成一个整体，互相栓接。封堵钢板在套箱下放之前临时安放在护筒周围底板上，待吊杆安装完毕后，由潜水员水下安装封堵钢板。

3.3 封底混凝土浇筑

封底混凝土施工采用导管法浇筑水下混凝土，且宜在4h内浇筑完成。

浇筑平台利用护筒搭设，在护筒顶面铺设型钢主梁；在主梁上垂直主梁方向设置夹具梁，导管及小料斗。浇筑封底混凝土时采取由边角到中心的原则，布料时优先保证边角混凝土填充满。

封底混凝土施工注意事项：

（1）封底时，混凝土浇注工艺按浇筑水下混凝土工艺进行，充分利用水下混凝土的扩散性，配合比采用桩基混凝土配合比，可掺加适量早强剂，以减少等强时间，节约工期。

（2）在套箱侧板上设置连通孔以保持套箱内外水头高度一致，以防套箱内外水压差对封底混凝土造成破坏。注意抽水前将连通孔封堵。

（3）导管底距离底板距离控制在20cm左右，混凝土坍落度控制在18～20cm左右，首批时坍落度控制在16cm左右，以有利于埋管。

（4）在封底混凝土浇筑的过程中，派专人对混凝土的流动范围及浇筑高度进行检测，以为封底混凝土的灌注提供有力的数据。当某些封底区域（如护筒外侧四个角点）因混凝土的流动无法达到浇筑高度时，在该区域内设置导管，将导管插入到已浇筑的混凝土内，然后利用潜水泵将导管内的水抽出，然后再往该导管内布料。

封底混凝土浇筑达设计强度90%后，将套箱内水排掉后即可进行干作业。

4 结语

随着桥梁施工技术的不断发展，大江、大河以及海湾中建设的桥梁越来越多，这类桥梁一般情况下均涉及到深水作业，成熟的水中施工工艺不但能节约施工成本，也能提高施工质量，希望本文能为类似的施工提供参考。