某桥深水基础施工技术

[摘要]：

某桥水中墩基础承台为深水大体积混凝土承台，本文介绍了某桥水中墩钢吊（套）箱围堰的设计、沉箱就位，封底混凝土及承台混凝土浇筑等施工全过程，对今后类似深水基础施工具有一定指导意义。[关键词]：深水基础施工技术

1、工程概况京九复线某桥特大桥位于广东惠州西北部，桥址处江面宽600m，河床高程0～8m，桥4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#墩均位于水中，全长641m，主桥一联（40+4×64+40）m为部分预应力砼变截面箱形连续梁，其余均采用预应力砼简支梁，共设二个台、十五个墩。桥台采用明挖基础，耳墙式结构；其余桥墩均采用钻孔灌注桩基础，圆墩型结构。其中主桥桥墩为特殊设计，其余桥墩采用标准图设计。全桥采用24根桩径1.25m的钻孔桩，42根桩径1.5m的钻孔桩。其中深水基础封底C20砼为331m3，承台C20砼358m3，C25砼256m3。2、地质情况

河床为冲积的砂粘土厚2～10m，软塑～硬塑。个别河床中分布细砂厚3～5m，中密饱和。中砂厚3～4m，中密，淤泥质砂粘土，厚1～3m，侏罗系下统砂岩，泥钙质胶结，风化层厚3～8m。

钢吊（套）箱围堰通过侧板和封底混凝土围水，为承台施工提供无水的施工环境，同时侧板又作为浇筑封底砼和承台砼的侧模。3.1钢吊箱设计条件：3.1.1施工工况条件根据钢吊箱围堰施工作业可分为悬浮下沉阶段，封底砼阶段、抽水施工承台阶段，其中在抽水后施工阶段为吊箱侧压力最大阶段，故作为吊箱壁厚设计依据。

3、钢吊（套）箱设计3.1.2水文条件由于5#、10#墩承台计划8月份施工，6#、9#墩承台计划9月份施工，4#、7#、8#墩承台计划10月份施工。根据历年水位情况，我们确定吊箱轴水位8.4米，历年水位详见表一。

月份年份8月9月10月1999年11.9110.506.962000年8.1111.826.32表一3.1.3施工要求从钢吊箱的运输方式、缆索吊起吊能力，下沉工艺及河床高程等因素综合考虑此钢吊箱均分二节设计，底板与侧板进行刚性连接，同时确定4#、5#、6#、9#、10#墩为有底钢吊箱。7#、8#墩为无底钢套箱，内设三道支撑梁。3.1.4结构设计条件综合各工况条件、水文条件及施工要求确定钢吊箱结构设计条件，详见表二。钢套（箱）设计标高参数表表二设计标高墩号 侧板顶面（米）侧板底面（米）底层内支撑（米）钢吊箱平面内净尺寸（米）4#墩+10.33+3.13+6.335.8×7.05#墩+10.88+1.78+4.985.8×5.86墩+10.49+1.39+4.597.4×9.37#墩+9.39+0.29+4.637.4×9.38#墩+9.43+0.33+4.597.4×9.39#墩+10.49+1.39+4.597.4×9.310#墩+10.49+1.39+4.597.4×9.3

3.3钢吊箱的设计计算：3.3.1钢吊（套）箱围堰设计荷载组合：水平荷载：ΣHj=静水压力+流水压力+风力+其它竖直荷载：ΣGj=吊箱静载+封底砼+互载+浮力+其它3.3.2计算内容：钢吊（套）箱结构设计计算包括侧板、底板、内支撑系统。钢吊箱吊装悬浮下沉阶段计算，浇注封底砼阶段计算，钢吊箱抽水后施工阶段的计算。

考虑某桥八、九月份吊箱抽水位为8.4米,水流速度为V=3.1m/s,则在抽水8.4米后的吊箱侧面压强为:P1=KρV2/2g=1.5×1×3.12/2×9.8=0.74KN/m2 P2=ρh2g=1×8.42×9.8=691.48KN/m2

Pa=P1+P2=691.48+0.74=692.23KN/m2水的侧压力在钢吊箱钢板上按均布荷载考虑，每两根I16b间距为1.0米，第三层与封底砼间的长度为2.0米，则：q=Pa×b=692.23×2=1384.46KN/m钢套箱每节之间最大弯矩为：Mmax=1/8×(ql2)=1/8×1384.46×2.02=692.23KN/m而钢板的抗弯强度为fm=235N/mm2=235×103KN/m2W=Mmax/fm=692.23/235000=2.95×10-3m3W=1/6bh2则b=6w/h2=6×2.95×10-3/4=4.43×10-3m=4.43mm<6mm故选δ=6mm的钢板即可满足要求。

3.4验算：综合工况条件分析和计算内容，对钢吊箱各部分，取最不利受力工况进行验算3.3.1底板主要承受封底砼恒载和吊箱静载，其受力以竖向荷载为主，其最不利受力工况为封底砼浇注阶段。3.3.2侧板以承受水平荷载为主，其最不利受力工况为抽水阶段，在侧板计算同时完成支撑计算。3.3.3吊箱吊装下沉阶段主要与吊箱静荷载有关，以竖向荷载为主，以第二节吊箱接与下沉为最不利进行计算控制。

3.3.4抗浮计算分两个阶段：一阶段是吊箱内抽完水后，浇注承台砼前，另一阶段是浇注完承台砼后初凝前；分别计算封底砼与钢护筒间粘结力及吊箱围堰的上浮力，使其满足下式要求。K=P/F1-（F3+F4）（a）K=P/（F3+F4+F5）-F2（b）＞[K]=1.3式中：K—抗浮安全系数P—封底砼与钢护筒间粘结力取p=50t/m2F1—吊箱抽水后，浇注承台砼前高水位时的浮力。F2—吊箱围堰浇注承台砼后初凝前低水位时的浮力。F3—封底砼静载F4—钢吊箱静载F5—承台砼静载

钢吊箱施工时段内抽水最高水位为+8.0m，最低水位+7.2m，有上浮力：F1=ρgv排=383TF2=ρgv排=336T钢吊箱自重：F4=60T钢护筒与封底砼外粘结力，取经验值50T/㎡P=1555T 封底砼重：F3=198T承台砼重：F5=430T钢吊箱抗浮稳定验算：K=P/[F1-（F3+F4）]=12.4＞[k]=1.3K=P/[(F3+F4+F5)-F2]=4.42＞[k]=1.3由此可见：钢吊箱整体抗浮稳定满足要求，40根Φ22止浮和抗沉钢筋将根据向上的浮力和向下的静载的大小作适当的自动调整，同时作用，达到吊箱自身的抗浮和抗沉稳定，且具有一定的安全储备。4.遮1钢筛吊（杨套）裂箱施英工前涌准备渠工作夹：4.兆1.秀1钢匪护筒往外围倍情况绍探测牵：（1廉）有域底钢冰吊箱年：可害采用烦δ=颜6m镰m钢搭板制枪成Ф啊17自1c炊m的刘钢圈隆，水章平套竭入钢电护筒挂徐徐丢下放歇，对件不能拼到位冈者，款潜水阿员水艇下探司明情更况并寸进行榨处理轨。（2阳）无陵底钢安吊箱袜：探锹明情绍况河醉床较吸高者猴，在盐钢吊皂（套腾）箱井范围送外5厨m采防用挖端砂船研清淤阻，直韵至钻甚孔灌宝注桩臭完成稳并检够测合半格后灰，须乌将钻突孔平牲台拆界除和验高于栋+1射0.宜4m演的钢炒护筒丙割除纷，以略进行驻钢吊抚箱施干工。4、炮吊箱唉施工4.初2钢逗吊（物套）笨箱运尊输和叶拼装考：钢吊惭（套光）箱疯加工屈完并匙检验凯合格蕉后，食分批孝分块妹用车词运到炕缆索进吊吊谷钓位名置正纱下方计，进垂行第鸡一节虚、第耳二节吧拼装赠，依飞次进检行底废板开畅孔，合安装躺10薄cm棉宽橡抚胶垫呢和圆醋形钢倚板，损焊接玩8根Ф2呢2钢士筋和吸分舱爸隔板笋，焊社接第钥三、直第二机层内拾支撑动系统泪和吊剩环，貌拆卸民第二减节钢令吊（细套）横箱，网最后狮由缆启索吊当吊至绕各墩江位正尚上方库，准软备到纹位下油水和忠水上挖拼接缴。4.蹦3钢众吊箱锋接高脉下沉虹：4.鸽3.鹊1施喜工水药域布福置：钢吊冠（套公）箱某分节抬运输尝到现绑场上佛空后咐，利鸭用缆钟索吊窝下放扔入水避，其马水域汗布置钻如图创所示壳：4.歌3.兔2索激具选斧用：第一矿节钢眠吊（蛮套）气箱重茂量为疾24需T左堡右，佣包括遇第三迁层内目支撑仓和分远舱隔碰板，跟第二议节重土量为垃35乡丰T左池右，详包括严第一自、二麻层内别支撑挖，采婆用4旺个吊糠点，来从拼昨装现术场到包墩位萍正上荒方，驳每节轻采用栗缆索惊吊，劝待第耕一节今下水咐后，鄙采用柜20凝T导路链4授个分诸别吊袄于四毒个（统上游殃2个仙、下裳游2使个）诸钢护附筒相叶应位访置，多导链牵与钢免吊箱绕底板理和侧勺板之撞间采弯用4房诚根2振0mФ2估1.雀5钢瘦丝绳期，上抵游备撞用1仇根20mФ2拢1.灯5钢汪丝绳磨作下屡拉缆纱。4.熊3.宴3位晕装置冻设置同和下赢拉缆陕设置达：第一炎节有秤底钢球吊箱建起吊曾后下故水前维，为众了便者于底溜板预料留孔赏与钢呀护筒秧的对袜位，喇施工正中我绝们在滑四个巧角上穗的护摩筒顶付设置室4个巷圆锥钩体导勒向装誉置限摘位底率板预今留孔施，在蒙第一辩节钢剪吊（欣套）渔箱入移水后推，因山受上货游水段流的断影响验，使膝钢吊滩（套填）箱绕底板编和滑法道与搏护筒构和滑妙轨紧娘密迭纯合，型影响美钢吊迈（套慰）箱态下沉绵，因勤此在利钢吊恶（套搞）箱共迎水裹面和役既有督线墩怀身之文间，齿预设遣1根Ф2段1.耐5的陵下拉裹缆，芽利用躁2个扩10朽T导嫁链调煌整下歌拉缆愈。同筐时在绝钢吊因（套逆）箱蛮迎水编面适读当位讽置采武用δ辱=2表0m慈m钢会板焊神接6痕个挂眨耳。4.祝3.积4吊支筋设侵置：在底荒部适至当位手置设谈置6棕根Ф2论5长颜12轮mU袄形钢带筋作耕吊筋抹，与运底板茶I1帝6b禽钢连朽接，翠顶端垃与内喇支撑双焊接典。4.帆3.箱5第室一节燥钢吊宜（套厉）箱身吊装恭就位渠：四人厘牵引垄已设绣置于请钢吊墨（套突）箱炒四角推的4碎条Ф2刘5的取棕绳椒实现膝和控饺制钢悼吊箱生四角恢平面遮扭转叹，使扫其长蛛轴与更墩横功轴线暖平行转，通档过锥蛛形导茫向装涛置使陪其底泼板预裁留孔柳或滑藏道与条护筒乡丰或滑鸦轨相江对应补，之举后落束钩。命此时展安装泉4个析下沉壮吊点热系统鼠各部豪件（辜包括朽焊接仪牛腿闪、挂揭导链衣、钢素丝绳纽奉卡上济紧等尝）并产同步糟使四位个2细0T蠢导链堪带紧架受力披，拆辩掉缆时索吊猫钩移倡走，贤视水效流情祝况，像设置建下拉绝缆。素在第举二节旬钢吊巾箱运截到之疮前，零安装说好1拆0m屑m橡探胶垫链并在晚第一晚节钢疑吊（移套）对箱顶昼端工薄字钢蕉侧和弱面板痕侧焊敬接2絮个采柴用L益75买×7仰5角握钢或茧δ=怒10错mm隐钢板大制成液的导瓣向装层置，各以便旧于第淋一节络钢吊茫（套挤）箱键与第疲二节多对位。4.恳3.取6第恭二节炉钢吊小（套独）箱榜吊运顺和接叼高下裳沉：第二牙节钢培吊（降套）奥箱吊册运到转位后衔，缓羽慢落露钩就搏位于爬第一拿节顶脑端精清确调剩整对旺位螺斑栓孔羡，并蜘及时谣修整荷，最家后上妻紧螺衣栓。锯待第装一节场、第黄二节标钢吊者（套坑）箱吴水上等对接伞完后忆，拆辰除缆墨索吊礼吊钩凳，缓悼慢同撒时同端步松漏四个抵20勺T导升链，培直至幅吊箱装均匀揪下沉坦到设暴计标奋高（作此2深0T季导链刺行程邮6m旗）。4.抚3.益7钢藏吊（药套）栏箱定松位和译稳定倦：钢吊桃（套担）箱饿沉至膛设计灯高程出后，捐复核副其平杂面位蓄置，阀如不佩满足烛要求军，可糕将千葡斤顶竖安放坛于4梢个角绕的4蛋个护枝筒外庆壁与狡吊（正套）假箱侧遵板之市间调爪整吊注（套宽）箱夫位置县，待其其满暖足要习求后案，先流将吊麻（套匆）箱毛焊接钳定位旨同时茎立即麦施焊焦钢吊调（套谦）箱紧第一摊层内造支撑画与钢膀护筒米固结乖，稳别定钢尘吊箱扫，确滤保不厘因封光底砼哑施工浮时吊骑（套羽）箱侵下沉存和抽拥水时抹吊（箭套）矛箱上筑浮。钢吊溉（套费）箱杀下沉章到位悄后，授需进雀行水也下封丧底砼校施工抛，本乐桥中辆封底姐砼方宁量最太大为箱16刷0m3，为仿了保胆质按矩期完相成封炭底砼童施工站，确漆定了和“泵球送砼从、分武舱开散灌，担一次薪到位述”的尾施工少工艺耳，为撇实现岁此工糖艺，展准备逼工作惜如下救：5.派1水僵下封舒底砼划施工款工艺厚确定：5.各1.姻1封见底砼陕配合晃比选勿择：封底忙砼均酸设计挽为C巧20础级，画与钻井孔桩榜水下腿砼同弄标号船，因贞此直府接可完选用罚钻孔壮桩水节下砼拳配合丛比，屠坍落辰度为散18棕-2祖2c遇m，死4天盒强度丙达到粥15返Mp怖a，贪实际拼封底压砼施霜工时恋，混咸凝土咏各项久性能蛇均满骗足要赵求，谦封底掌后4慢天抽纤水。5、桑封底阿混凝计土施幻玉工5.迈1.脚2分些舱方汽式施笑工平田台、忧导管与和料孤斗砼梨输送臂方式丈选择四：1）换封底睁砼施期工分懒舱：燃根据鞋7个辞钢吊棵箱不维同而年选了屈2个根分舱添办法描，第通一4镰#、驳5#织墩钢丑吊箱闲按十护字分颂共4翻个舱闷，6异#、惑7#萌、8催#、计9#行、1丙0#懒墩钢俯吊箱磨按#坚字形泄分共杏9个欣舱。2）恶施乡丰工平挂台：宾均选穷用第营一层旋内支翅撑作冒封底玩砼施罩工平炉台。3）屑导信管：录选用δ=6秋mm巷的钢君板卷亩制而末成外倚径Φ32掀5m坡m的较导管逐,法膝兰盘春连接努，每利根导语管组汁成：你0.严5+膏1+勉2+宅2+条2+繁2m订共采旅用2蜂套总雾长1谅9米饺。4）弓料稀斗：硬采用庭1m3左右志料斗旁。5）尺砼下输送授方式惕：采件用2解台砼橡输送碍车水骑平输状送，卖由三绢一泵遭（6沃0m3/小孔时）梯直接素输送洋到封咸底现物场。5.吉2封醉底砼昆浇注龟顺序凯与工煮艺：封底碌砼浇换注顺怜序为趴先护猛筒舱识，对联称浇须注，逗一次厕一舱崇及时谁补料辛原则腰，一扑般浇吊注分辰封底嗽（首腥灌）窝阶段晴，正魔常浇赞注阶喘段，肿结束架阶段酸。6、市承台灿施工封底没砼浇怎注完高成后嗽4天巧开始苹抽水顽，用胖两台刺清水也泵（煮扬程水20见m，金流量葛10苗0m3/h婚）同含时抽紫水，抽水位麻每下伶降1缝m，愚停抽盗30温分钟玩，检摩查套残箱有难无异沈常情冈况，筑然后奔凿桩金头、庄绑钢姜筋、恋安装返预埋稀件。句考虑棕受力遇问题谅浇注畅从中恢心向妻四周尺扩散锁，为歪减少骗水化瘦热可锋采用殖矿碴穗水泥著。7.鸽1水馒中墩痛钢吊顽（套化）箱芳在岸吴上拼础装，揪分节姓利用饰缆索等吊吊敬装，号水上临拼装笨即加取快了性工期嘴又减萍少了呢劳力厘、资浴源。7.皂2钢