简易沉箱施工水下承台

1、简易沉箱施工水下承台的方法介绍南通通源建设监理有限公司 周子成摘 要本文根据工程实践，简要介绍了简易沉箱施工水下承台过程中的技术要点和难点关键词桥梁 水下承台 沉箱一、工程概况苏州东环路坝基桥工程位于苏州市古城区东侧娄江上，是城东唯一跨娄江的桥梁，桥梁全宽38米，3孔装配式预应力混凝土连续T梁桥，其跨径为17+ 25+ 17米，桥梁全长59米，主墩采用10根单排钻孔灌注桩基础，钻孔灌注桩直径为120厘米，间距3.5米。桩顶设承台，承台快车道和其他车道分别设置，其中快车道长19.7米，慢车道和人行道长 6米，承台底标高黄海高程0.0米，工程施工季节常水位0.8米,桥墩位置河床标高在-2.5米左右

2、，为确保承台水下施工的施工质量以及施工过程的安 全,尽量降低施工成本，并保证河道正常通航,综合考虑各方面因素，承台采用简易水下沉箱施工方案.二、沉箱结构1、木支架支架利用钻孔灌注桩木支架，支架木桩间距1.8米,排距3米,桩长8米,桩顶标高2.5米,入土深度3米左右，采用0.6吨柴油打桩机打入。木桩所处地层均为粘土，根据木桩打入情况分析，单桩承载 力不小于83KN承载力满足要求。桩顶顺桥轴线方向用 0 20厘米圆木做帽木，再在帽木上用2层20 X25厘米木枋搭设平台。支架所有接点用蚂蟥钉连接。2、托架模板与木支架之间用钢托架连接，托架由横梁和纵梁组成，横梁间距1.7米,每组横梁由2根槽钢构成，2

3、根槽钢间用2cm钢板焊接，钢板中间开直径25毫米的孔，横梁与顶层枋木之间用20螺杆连接，将沉箱悬吊在支架上。在横梁上铺4排纵梁，纵梁间距 50CM为了方便拆卸，每根纵梁用两根尼龙绳系在排架帽木上。简易沉箱结构示意图3、底模底模分两层，一层是长 200cm厚4cm的木板，为减少渗漏，木板两侧设企口，厚度必须一致，模 板顶面刨光。另一层是 10cm厚防水混凝土，混凝土待侧模校正后再浇筑，混凝土顶面仔细压光，表面 涂高效脱模剂。由于本工程支撑系统是木结构，浇筑混凝土过程会产生一定量的变形，在木支架施工完毕后，对支架按照每米 4吨预压，为了消除支架非弹性变形，底模在下沉后预留5cm沉降。4cm厚木板底

4、模5 X 5角钢底模与侧模拼装节点图4、侧模侧模采用定型大钢模，侧模钢板厚5mm模板四框、两条横勒、三条竖横勒均采用5 X 5cm角钢。（厚度为5mm）,角钢与钢板之间采用贴角双面焊，焊缝厚度为5mm两块侧模之间通过边框角钢用螺栓（直径12mm拼装，侧模与底模之间通过侧模角钢和木板底模下角钢（5X 5cm角钢）用螺栓（直径12mn）拼装，所有拼接螺栓间距均为20cm。底板在钻孔桩位置的开孔均按照实测桩位进行定位，孔径比实际桩径大5cm。三、施工程序支架平台搭设完毕一在离水面10cm左右搭设临时工作平台一铺设槽钢横梁一 铺 设工字钢纵梁铺4cm木板底模一安装校正侧模浇筑水封砼绑扎钢筋利用手拉葫芦

5、均匀同步沉箱（水封混凝土顶面控制在+ 0.1米）一 用$ 20吊杆精确调整底模标高（水封混凝土顶面控制在+ 0.05米） 校正固定模板* 桩周空隙密封*抽水*浇筑混凝土 一养护 ”拆模四、施工过程中注意的几个问题1、承重（1）木桩承载力以快车道承台为例对木桩进行承载力验算，具体计算如下：P = WH/8SP=( G混+ G钢+ G木+ F施一 F浮）/NG混:混凝土重力19.7 X 1.6 X 1.1 X 2.5 X 9.8 = 849.5 KNG钢:型钢重力G模板+ G槽钢+ G工字钢 = 9X 2X 1.73 + 24X 2.5 X 0.253+4 X 19.7 X 0.304 = 70.

6、3 KNG木:木材重力G园木 + G枋木=2 X 19.7 X 0.191 + 24 X 4X 0.303 + 19.7 X 2 X 0.303 = 48.6 KNF施：施工荷载取 2KPa 2 X 19.7 X 1.6=63.4 KNF浮:水浮力V p g=19.7 X 1.6 X 0.94 X 9.8=290.4 KNP:桩的安全允许承载力(KNW:锤重(N)6000NH:落锤高度（m）2 mS:桩最后锤击的沉降量18 m mP=6000 X 2/(8 X 18)=83 KNN:木桩根数24 根P =(849.5+70.3+48.6+63.4-290.4)/24=30.9 KNv P 木桩

7、承载力符合要求（2）吊杆 以快车道承台为例对吊杆应力验算 , 具体计算如下F = AgX Rg6 -4F = 240 X 10 X 3.14 X 10 =75.4 KNF: 钢筋设计承载力（ KN）Ag: 钢筋截面积Rg: 钢筋抗拉设计强度 240MpaF= （ G混+ G钢+ G木+ F施一 F浮）/NG 混: 混凝土重力G 钢: 型钢重力G 木: 木材重力F施:施工荷载F 浮 : 水浮力N:钢筋根数849.5 KN70.3 KNG 木板=19.7 X 2X 0.04 X 6.08 = 9.6 KN 63.4 KN24V p g=19.7 X 1.6 X 0.9 X 9.8=278.0 KN

8、 根F=（849.5+70.3+9.6+63.4-290.4）/24=29.3 KNFv F吊杆承载力符合要求2、模板支撑及固定为了保证侧模在水压力下不向内侧倾斜，侧模上口用10X 10cm （长159.0cm，间距2米）木枋做内撑,下口由10cm水封混凝土不需要另设支撑 ，为了保证浇筑混凝土后在混凝土重力作用下模板不向外 倾斜，侧模上口用直径12mm的对拉螺丝固定（间距1米），侧模下口固定在木板底模上不再设对拉螺栓。 为了方便校正承台轴线防止浇筑过程中轴线产生变形， 侧模在沉箱就位后利用花篮螺丝将模板固定在圆 模桩上（间距 2.4 米），侧模底端与底模一起固定在钻孔灌注桩上。3、止水沉箱底部

9、受水压力较大 ， 尤其是底板桩周极易发生渗漏现象 ， 止水是沉箱施工能否成功的关键 ， 也 是工程的最大难点 ， 本工程正对模板不同部位采取了不同的止水方法 ， 实践证明具有一定的可操作性。（ 1 ） 、底板止水为了减少木底板的渗水量，模板两侧开2X 2cm企口，模板厚度企口的深度保持一致，利用侧模、底面角铁和螺栓夹紧。 为了防止底模有少量渗水，在侧模就位校正后再在木模上浇筑10cm水封混凝土，混凝土采用C25防水混凝土。箱体下沉过程中必须做到同步均匀下沉，防止混凝土因裂缝而产生渗漏。（ 2）、模板拼缝止水施工前对模板进行校正，剔除边框不平整的模板。所有拼接缝均采用模板采用直径2cm发泡条嵌缝

10、，安装过程中拼接螺栓必须拧紧，防止发泡条在混凝土或水压力作用下挤出模板。（ 3）、桩周止水模板校正后方可封堵桩周空隙，沉箱木模与钻孔桩之间的空隙用透水土工布缝合成直径10cm袋子装80%满的快凝水泥嵌挤密实。塞填后在桩周浇筑约10cm厚的快凝混凝土，混凝土顶面与水封混凝土顶面齐。在混凝土中适当增加水泥用量并添加适量的膨胀剂，浇筑时用5cmPVCt下料浇筑水下混凝土，防止下料过程中混凝土离析。4、抗浮沉箱抽水后开始受到浮力的作用。以以快车道承台为例进行计算：沉箱的浮力：F浮=278 KN沉箱的重力： G= G混+ G钢+ G木=19.7 X 1.6 X 0.1 X 9.8+70.3+9.6= 110.8 KNF浮G必须采取抗浮措施，用24根10X 10cm短木枋一端顶在侧模顶上，一