水中承台钢套箱法施工

1、水中承台钢套箱施工1. 前言水中承台的施工是桥梁建设的常遇问题，在传统的施工方法 中常用的有土围堰、钢围堰等施工工艺，本文以顺德北滘黄龙特大桥大体积水中桩承台为例，具体介绍一种钢套箱法施 工工艺。钢套箱法，属于一种悬吊式钢围堰，它以钢模板拼 装成套箱，在充分利用水中桩基础施工时遗留下来的钢管桩 及钢护筒形成悬吊体系的同时借助水的浮力，承受承台自重， 既形成水中作业平台，又担当承台模板，以达到节约施工造 价、缩短工期，确保工程质量的目的。2. 工程概述黄龙特大桥跨顺德水道，水深近十米，水中桩基础用钢管桩、贝雷架、工字钢搭设轻型栈桥及施工平台，以钢护筒穿透淤 泥层及砂层，采用冲击成孔灌注方式施工。

2、而主墩承台设计 为水中大体积混凝土承台，平面尺寸均为18.2m X7.4m，高3.0m，设计标号为C30 ,封底砼0.5m厚，设计标号为C25。 根据水文特征、桩基础施工方式及承台的结构形式，本承台 决定利用平台及钢护筒，采用钢套箱施工。图1承台施工工艺流程图3. 墩承台的施工方法3.1套箱加工制作。每个套箱由60块侧板和16块底板组成，所有构件的加工均在后场加工完成，其中，侧板及承重系统 由专业加工队进行加工以保证质量。待所有构件加工完成后， 由船运至现场后拼装成整体。钢套箱侧板和侧板之间用螺栓 连接，侧板和底板之间连接采用在底板上预埋钢板，再采用 焊接钢板的方式进行连接定位。3.2平台拆除

3、及钢套箱拼装下沉。在桩基础施工完成并验收 合格后，开始着手拆除平台。整个平台在拆除后仅保留平台 外两侧中间位置各一根钢管桩，其余部分平台全部拆除。钢套箱采用30T吊船配合安装，按以下步骤进行：承重支撑系统的安装。（1）下支撑系统的安装 禾U用钻孔平台的剩余两根钢管桩和外侧的四个钢护筒，在其上用I20焊接牛腿，然后顺桥向安放3根双拼40工字钢，作为下支撑系统的临时支撑平台。 支撑平台安放好后，按设计位置在其上横桥向放置145双拼工字钢作下支撑系统的底梁，各双拼工字钢缀板连接， 按照吊杆的设计位置在双拼工字钢安装吊杆螺母，螺母和底 梁通过节点板焊成一体。 在底梁上布置一层塑料薄膜或者油毛毡，随后拼

4、装预制 梁底板（预制底板在岸上预制场地进行预制）。待底板调整好其各自位置后，用 PVC管预留出各吊点位置，即进行底. 梁上各预制底板之间湿接缝的浇筑。安装底梁时注意先中间后两边，对称安装，保持安装梁、底 梁不上翘，左右伸出长度控制好 （在底梁起吊前划好记号）。 预制板安装时要严格定位，板间距设计为10cm，和护筒之间距为7cm，控制好各板和桩基护筒间的相对位置。保证 各吊点在纵、横桥向位于一条直线上，以方便之后吊装、提 升。（2）上支撑系统的安装。上支撑系统的立柱为桩基础钢护 筒，在安装之前将钢护筒的顶标高设置在同一标高位置，然 后在钢护筒上横桥向安放 3根双拼120，再将主承重梁贝雷 梁（共

5、4组）放于双拼I20上，在贝雷梁上设置3根双拼145 作为吊梁（和底梁位置相对应）。下放系统的安装。钢套箱的吊杆采用32精轧螺纹钢筋，吊杆从上吊梁往下穿入冲间套5cmPVC梁，上端套上螺母，螺母外伸长度大于 2cm，然后旋动吊杆 将精轧螺纹钢筋拧入下端螺母。在上承重梁上安装TL32千斤顶，在千斤顶上再安反力梁 （抬吊）。安装完毕之后，试运行，使吊杆受力，观察各吊点是否受力 均衡，否则进行调整。在底梁未上升之前，调整好每根吊杆 的顶端均在一个水平面上（吊杆长度一致），这样在套箱下放 时可控制好每个吊点同步，并且在每根吊杆上作好刻度记号。模板系统和内支撑系统的安装。侧模安装前预先在底 板放样定好侧

6、模边线，在内侧通过预制板之间的湿接缝混凝土进行定位（预制板之间的湿接缝混凝土在浇注时沿模板内边线位置适当浇高），侧模外用120进行固定好，然后在预制 底板上焊接钢板进行定位。套箱模板在上预制底板前，通过上承重结构、千斤顶将吊杆 拉紧，使吊杆、结构体系处于预受力状态，同时，在模板安 装时，对护筒顶、底梁的受力起到过渡和保护作用。整个承台套箱模板由模板公司制作生产，竖、横向加劲外箍 自行加工、拼装，I20竖向加劲肋和模板在陆地工棚内通过 勾头螺栓拼装、焊接好，然后运至施工现场进行安装，模板 安装完毕后，在顶口外侧设置双拼140外箍，外箍内侧通过双拼I40进行连接，构成套箱的内支撑系统，外箍务必保持

7、 在同一条水平线上，且竖、横向将加劲外箍和套箱模板侧壁 焊接连成一体，以备共同抵抗侧压力。提升及下放套箱。按设计图的要求，使用千斤顶及反 力梁通过吊杆将套箱整体提升15cm左右，观察套箱的受力状况，利用吊机，拆除套箱的临时拼装平台，抽出支撑底梁 时应该控制力度，缓缓地均匀地拉出来， 避免局部过分碰撞。 待临时平台拆除，整个套箱在检查稳定无异常情况后，通过 千斤顶进行统一下放。套箱每次下放的深度根据千斤顶的行 程来控制，套箱下放千斤顶采用TL32螺旋千斤顶，共设置13个吊点，每个吊点均设置有 2个千斤顶，总共需要 26个 千斤顶。千斤顶一次下放行程统一为10cm，下放时由专人指挥、发布指令， 各

8、操作点每次下放前，在吊杆上用油漆 作好每次下放的刻度标志，操作必须同步、一气呵成，确保 套箱平稳下放。一个操作点必须有二人以上，同时作好千斤顶及其它附属设 施的备用，以防万一。套箱下放过程中，要及时观察、注意 套箱本身及周围的情况。325安装止水环。承台有底套箱下放到设计标高后，由考 虑到预制底板安装的方便， 底板和桩基护筒有7cm间隙，承 台封底要求套箱除了上表面其它面处于封闭状况，间隙封闭 采用自制的止水环，沿护筒侧环向布置，并在一端通过对拉 螺栓拉紧、套牢，一个套箱共设置有8处止水环。3.3浇筑封底砼。承台套箱完成封闭后，观察箱内水位情况 及动静状况。作好对承台套箱平面位置的监控，及时作

9、出检验和调整。同 时在上承重支架布置浇筑平台，导管、储料漏斗、振动泵以 及其它混凝土圭寸底前工作应准备充分。封底砼采用C25水下砼配合比，缓凝时间10h，采用导管 法水下浇筑。浇砼前先作好事前动员一气呵成，作好导管平 面布置和浇筑数量和测深控制，严格按照施工设计所布设导 管编号顺序进行混凝土的灌注。封底砼浇筑时，在每个浇筑点的周围布置测控点，及时观测" 浇筑的厚度及水下砼的流态分布。尤其注意相邻浇筑半径交界处以及构造物死角、拐点处的砼浇筑情况，避免封底面畸 高畸低、凹凸不平等现象。当封底砼浇完之后，拔导管时应缓慢拔，防止拔管过快形成 砼空洞而水侵入影响封底质量。拔出导管，清理操作平台

10、，静待3天左右（待封底砼达到一定强度）准备下道工序工作。3.4套箱抽水。当封底砼达到一定强度（80%以上）后可对 套箱向外抽水，抽水时首先用一台比较大的水泵抽，静观水 位下降情况，若一切正常可继续抽水，若套箱有漏水现象， 应分析原因，找出解决问题办法之后再抽水。防止盲目猛抽 水而造成不可弥补的损失。3.5支撑系统的拆除。当封底混凝土强度满足要求后，即可对支撑系统进行拆除。将上支撑系统的千斤顶慢慢均衡的放松，通过吊机的配合， 先拧出精轧螺纹钢后，将底梁拆除，整个支撑系统全部拆除 掉。套箱的受力转变为由水浮力和桩基钢护筒和已浇筑封底砼的粘结力来承担，经验算可满足施工要求。3.6割护筒、砼面清理。套

11、箱抽干水后，对桩基钢护筒进行 切割，割除到设计标高处。然后对封底砼面进行凿毛，因封 底砼存在不均匀性以及标高达不到承台施工要求，必须将箱" 内封底砼面进行网点测量。标高高于设计标高的要凿除，达不到设计标高的要加补砼，使承台施工形成一个干净平整的 工作面。对套箱侧模进行涂油处理，减少模板和砼侧面的粘结力以方 便拆模。完成上述工作后，应对承台底标高、平面位置及模板平整度、 接缝等进行检测。3.7第一层承台施工。根据本工程的实际情况，对承台混凝 土的浇筑分两次进行，第一次浇注1.0m，第二次浇注2.0m 承台钢筋底层钢筋较密，在钢筋绑扎前，先将护筒割至设计 标高，将桩头钢筋扳成漏头状， 绑

12、扎箍之后再安承台底钢筋。 先安装纵向主筋，再安装横向钢筋，其次是侧面箍筋，由下 而上依层安装。周边钢筋可一次到位。按照设计图纸要求，预埋好各冷却水管，在砼正式浇筑前作 好通水试验，确保砼浇筑前后通水顺畅。详见第10条。混凝土浇注前应对钢筋安装进行检验，经监理同意后方可进 行浇注。承台砼采用泵送，严格控制好坍落度，缓凝时间不宜过大和 过小，控制2小时适宜。浇筑顺序总体控制从中间往两边分3040cm 层。图2 3.8待强、凿毛及养护、清理。在第一层承台砼浇筑完 毕后，均达到初凝后即进行冷却管的通水，仔细观察进出口 的水温以及砼面温度情况，通过流量、流速的调节达到对砼体内外温差的调节。砼体表温度接近

13、环境温度即可停止。当第一层砼浇筑完毕，尽快凿除砼表面浮浆，以进行第二层 钢筋的安装绑扎。3.9第二层承台施工。按设计图纸的要求进行钢筋的绑扎。 第二层承台砼浇筑总厚度为2.0m，施工方式和第一层承台相似，应注意预埋墩身钢筋及上部挂篮施工用的预埋件。混凝土浇注完毕后，加强对砼的养护工作，砼顶面在砼浇筑 完毕后须整平，整平后用麻袋等保湿物覆盖养生。3.10埋设冷却水管及其要求。(1) 根据砼内部温度分布特征，在砼中共埋设两层冷却水管，洽却水管为 48 mm 的薄壁钢管，其水平间距为1.20m冷却水管距砼表面大于 0.7m，承台内部每根冷却水管长度 104m ，冷却水管进出口集中布置，以利于统一管理

14、。冷却 水管布置图如图2:(2) 冷却水管使用及其控制 冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水； 要求位置准确，安放稳固，接头连接牢靠。每层冷却管进 出水口均需引至承台顶以上50cm，当冷却管和钢筋相碰时，冷却管可适当调整位置。注意每层和钢筋牢固绑扎，管道畅通，丝口接头牢靠，并通过通水试验，防止砼在浇注过程中 出现冷却管漏水或堵塞现象。 砼浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，通水流量应达到25 L/ min ，通水时间根据测温结果确定； 严格控制进出水温度，在保证冷却水管进水温度和砼内部最高温度之差不超过 30 C条件下，尽量使进水温度最 低； 待主通水冷却全部结束后，应采用同标号水