海上承台施工关键性技术研究

张鹏

摘 要：近年来，随着我国公路桥梁建设的发展，海上桥梁越来越多。一直以来，海上承台施工工效主要受到两个因素的制约：一是环境恶劣：海洋环境中，水流流速大，潮差大，涌浪大，台风影响大;二是海上施工作业空间很小，施工设备、材料运输存放困难，施工人员作业场地受限。因此，如何解决上述问题，对施工工艺进行优化，最大限度的降低海洋性环境对施工产生的不利影响，从而提高施工功效，保证施工质量，是每座跨海大桥需解决的问题。本文通过宁波舟山港主通道项目，通过其海上非通航孔承台的主要施工工艺，对套箱下放，承台封底、钢筋绑扎及混凝土浇筑进行研究，为今后类似工程提供借鉴及指导。

关键词：承台施工;套箱下放;封底施工;混凝土浇筑

中图分类号：U445.559 文献标识码：A

1 项目概况

宁波舟山港主通道项目是连接舟山岛和岱山岛的民生工程，路线全长25.659 km。其非通航孔下部基础主要采用哑铃型及圆端型现浇承台，承台厚3.0 m。承台顶高程为+4.0 m，底面高程为+1.0 m。承台下设12～16根φ1.6 m～φ2.0 m的钢管桩，桩长为67 m～109 m。

2 套箱施工

2.1 套箱类型选择

施工前期，针对承台施工环境特点，经研究决定采用有底钢套箱进行施工，对于套箱的底板类型进行比选，得出以下结果：

经研究决定，采用混凝土底板，减少后续底板拆除时间，保证工期。

2.2 设备选型

套箱的安装下放选择300 t全旋转浮吊进行。由于全旋转浮吊灵活性，能将套箱吊至自身船体存放，直接减少一艘套箱运输船，从而降低施工费用;同时较其他浮吊而言，减少船舶定位时间，从而大大减少了下放时间，进一步节约施工成本。因此，在类似施工环境套箱下放的设备选择中，笔者认为优先考虑全旋转浮吊为宜。

2.3 套箱拼装精度控制

套箱壁体制作在专业钢结构加工厂家制作，加工完成后需进行预拼装，验收合格后，方可进场使用。

套箱底板制作时，预留孔位置应根据现场钢管桩实际打设位置进行测量放样，由于本工程钢管桩为斜桩，应准确放样出承台每根钢管桩顶部中心点和底部中心点，再以此进行开孔，开孔直径比钢管桩直径大40 cm，保证下放时，具有足够的调整空间。

套箱底板应比承台尺寸大30 cm，保证拼装时壁体完全置于底板上。同时套箱壁体与壁体、壁体与底板之间粘贴2道1 cm止水条，保证套箱不渗水、漏水。

拼装前必须在底板上放样出各壁体位置，保证拼装精度，满足相应规范要求。

2.4 下放平面位置控制

套箱拼装完成后，采用300 t浮吊直接进行运输、吊装及下放。主要步骤如下：

（1）浮吊通过锚缆进行准确定位，并大致将船体与承台轴线垂直。

（2）将套箱吊至承台钢管桩上方，通过外部设置的2根缆风绳，逐渐纠正位置，将套箱底板所有预留孔对准钢管桩，套箱内至少设置4名作业人员进行观察，底板预留孔与钢管桩是否对准。

（3）缓慢下放套箱，直至所有挑梁落在钢管桩上。下放过程中，须特别注意预留孔是否顺利套入钢管桩，一旦发现预留孔与钢管桩不匹配时，立即停止下放，通过外部缆风绳进行微调。下放过程中必须由专人指挥，挑梁落在钢管桩后，浮吊始终保持套箱重量的80%。

（4）测量人员进行轴线测量，计算套箱位置是否满足要求。若不满足，应套箱提升15 cm后，采用外部缆風绳进行微调，直至满足设计要求。

（5）焊接限位板、牛腿，将套箱与钢管桩固定，防止套箱在波浪、风力的影响下，发生位移，导致返工;最后解除卡环，完成下放。

3 封底施工

封底主要作用是将套箱与钢管桩形成一个整体，为后续承台施工提供干施工环境，以及作为承台混凝土浇筑时的主要受力结构。因此套箱封底的质量是承台施工中关键。封底的一般施工顺序为封孔板安装→抱箍安装→渗水处理→封底混凝土浇筑。

3.1 封孔板制作与安装

封孔板制作根据实际开孔与桩位，按与底板搭接15 cm下料。由于受安装作业环境的限制，封孔板制作时可分成若干块，根据其大小及重量进行划分，尽量以2个作业人员即可完成安装为原则进行分块。本工程分割成3块，每块之间采用螺栓连接，以便减少后续安装时间。封孔板安装应选择在低潮位时进行，保证封孔板与钢管桩连接紧密且无缝隙。

3.2 抱箍安装

抱箍的作用在于增强封底混凝土与钢管桩的握裹力，增加封底的承载力。

本工程的抱箍设置于封底1/2厚度位置，环向采用14槽钢焊接在钢管桩上，槽钢两侧再焊接6根长25 cm[8槽钢作为锚固，以加强封底的握裹力。环向槽钢与钢管桩之间采用间断焊，焊缝高度为10 mm，长度不小于3 m。

3.3 渗水处理

封底混凝土施工之前，应对套箱和封孔板进行检查，应特别注意套箱壁体与底板之间、封孔板与底板之间、封孔板与钢管桩之前是否存在空隙，若有空隙，采用5 mm膨胀性止水条进行封堵，防止封底混凝土浇筑之后，海水由空隙处进入套箱，稀释混凝土，形成漏水通道，导致后续承台漏水。

3.4 封底混凝土浇筑

套箱封底应选择在落潮位时进行，露出套箱底板为最佳，保证封底的干施工环境。

本工程套箱底标高为+0.12 m，平均低潮水-0.8 m，潮水涨落套箱底部间距时间约3 h，套箱封底混凝土110 m³，现场应根据浇筑时间选择合适的搅拌船及合理的混凝土配合比，保证潮水淹没套箱后，混凝土达到初凝状态。

混凝土浇筑前，应将作业船舶及设备提前就位，保证浇筑按计划潮水位进行;浇筑时，钢管桩周围以及套箱壁体处必须振捣充分，以防后续套箱渗水，封底采用海水自然养护，养护期间连通器打开保持内外海水连通，确保内外水压平衡。

封底混凝土施工完成之后，注意观察是否存在漏水、渗水现象，若有，应采用灌浆料进行修补，保证套箱内形成干施工作业环境。

4 钢筋绑扎

承台钢筋采用环氧钢筋，由于干施工环境已经形成，按照陆上常规工艺进行即可，需注意一点，承台钢筋应一次性运输到位且比设计量富余5%左右，一是防止环氧钢筋涂层损坏需要进行更换，二是局部地区需加筋或者出现返工现象。

另外，墩身预埋钢筋丝头必须进行防腐处理，根据笔者现场采取的几种方法证明，采用刷涂黄油+土工布包裹丝头，再使用直螺纹保护套筒进行保护效果最佳，丝头基本不会被海洋环境锈蚀。

5 混凝土浇筑

混凝土浇筑采用搅拌船一次性浇筑到位，搅拌船的选择应根据混凝土方量选择，应选择可在一个潮水完成浇筑的搅拌船为宜。浇筑之前，应对套箱薄弱地区（特别是中间内支撑部分）进行加固。浇筑过程中，需时刻观察套箱及底板位置是否有变形及异常，一经发现，立即停止浇筑，作业人员撤离套箱，待查明原因之后，方可安排人员继续作业。浇筑完成之后，套箱内采用蓄淡水进行养护。

6 结语

海洋性环境中，承台施工受天气、场地、波浪等因素影响较大，因此，合理的安排施工时间、优化施工方法及设备配置，保证施工安全质量要求。希望通过本工程海上承台的施工，为后续海洋性环境中承台的施工提供参考及借鉴。

参考文献：

[1]范梦滢，黄亚娥，郑明霞，等.舟岱跨海大桥主塔海上承台施工安全风险分析与控制[J].中国公路，2019（23）：98-100.

[2]程立平.海上深水桥梁桩基大体积承台施工技术研究[J].公路交通科技（应用技术版），2010，6（12）：256-257+267.

[3]蔡清愉.泉州湾跨海大桥海上承台有底钢套箱施工工艺[J].福建交通科技，2017（02）：52-54.