常规“混凝土——钢”套箱组合围堰施工与浮平台夹持下沉法

【前言】常规“混凝土——钢”套箱组合围堰施工与浮平台夹持下沉法由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。“混凝土——钢”组合矩形薄壁双层套箱结构是一种新型的深水墩身施工辅助套箱的结构形式，可以充分利用两种组合材料的优点，钢材的抗拉能力和混凝土的抗压能力都能得到有效发挥，从而有效抵抗深水压力的影响，结构强度、稳定性均能满足设计要求。所以，在深水桥墩施工...

中图分类号：TU375文献标识码：A

摘要：在桥梁建设过程中，桥梁墩台基础施工一般都在水环境中修建，尤其是深水环境的影响，更为混凝土和钢筋的施工过程和养护带来了不便。所以，在桥梁墩台、基础施工过程中，克服深水环境的影响是保证施工质量的关键。

关键词：“混凝土——钢”套箱组合；桥梁墩台施工；围堰施工；浮平台夹持下沉法

一、“混凝土——钢”套箱组合围堰施工

在桥梁墩台、基础施工过程中，“混凝土——钢”套箱组合围堰施工是深水桥梁基础施工过程中常用的方法，“混凝土——钢”套箱组合结构能够抵抗薄壁钢板承受周围水压力。组合结构的形式通常将钢套箱设计成环形双壁结构、内外两层钢套箱中间的隔腔内部灌水，水的作用很重要，在内外水面高度相差不大时，使套箱结构本身仅承受套箱内壁的径向水压力，围堰外侧的水压力可以被抵消，这样可以使套箱结构保持良好的受力状态。另外，组合结构灌入水以后，还能使结构自重增加，在钢结构和水的自重作用下就可以下沉至设计标高，而且还可以通过调节套箱结构内部水面的高度，调节套箱结构本身的高度，方便施工。

“混凝土——钢”组合矩形薄壁双层套箱结构是一种新型的深水墩身施工辅助套箱的结构形式，可以充分利用两种组合材料的优点，钢材的抗拉能力和混凝土的抗压能力都能得到有效发挥，从而有效抵抗深水压力的影响，结构强度、稳定性均能满足设计要求。所以，在深水桥墩施工过程中，“混凝土——钢”组合矩形薄壁双层套箱结构应用十分广泛。

1．“混凝土——钢”套箱组合结构预制

混凝土套箱一般在码头预制，预制过程中，混凝土套箱一次性浇注完成，这样可以避免两次浇注接缝处漏水的现象。混凝土套箱浇筑过程需要预留孔洞，保证钢套箱和混凝土套箱的可靠连接，所以为了减少安装误差，钢护筒位置需要准确测量，从而保证预留孔洞位置的准确。在预埋件吊耳的位置，预埋圆台螺母保证吊耳位置安装准确。钢套箱的作用是外侧单壁止水，在选择钢面板时，必须保证面板质量，防止钢面板漏水。

2．套箱结构的组装

“混凝土——钢”组合套箱的安装前，应先将护筒割平，为了保证安装质量，套箱安装顶面标高偏差控制在±5mm内，并且将护筒根部的淤泥和坚硬物质清除干净，保证套箱安装到设计位置。在混凝土套箱和钢套箱组合之前，必须保证混凝土套箱强度达到设计强度。套箱结构一般采用两台100t履带吊配合进行结构组装，混凝土套箱和钢套箱之间采用圆台螺母，穿过预留孔洞进行连接。对预留孔洞还要进行止水处理，一般采用泡沫橡胶，止水效果良好。

“混凝土——钢”组合套箱围堰一般都是作为桥梁基础、承台施工的一种临时阻水设施，在深水施工、地基基本承载力较高、河床覆盖层较薄等地质水文条件下，在国内外的大型深水基础施工中这种“先堰后桩”的干作施工方法应用十分广泛。这种方法在深水基础施工过程中，不受水位限制，施工过程中结构安全，能够适应不良的水位地质条件，施工周期短等特点。

另外，套箱安装必须选择天气状况良好、水面较平静的时段进行施工。在安装过程中，如果有异常情况发生，不适合安装工作继续进行，则必须将套箱起吊放回原处，不能在气候条件恶劣的情况下进行安装作业，必须等天气条件允许后再重新安装，防止意外事故发生。

二、“混凝土——钢”组合套箱的吊装固定下沉法

吊装过程采用200t的浮吊进行吊装安装作业，将起重船停放到指定位置，再利用将钢套箱和混凝土套箱运输到位。在专职指挥人员的指挥下开始进行起吊，操作起重船将套箱起吊后慢慢移位，在套箱基本移位到桩顶附近位置时，通过船舶的四个锚机移动船机和扒杆转向、升降，使钢护筒与混凝土套箱预留孔位置对准后，将钢套箱缓缓下放。在套箱下放到设计位置后，止水带安装人员进入套箱，安装止水气囊，止水施工最好选择在潮水位比较低的时候施工，以免外部水压力过大导致止水失败。止水气囊安装好后继续下放至设计标高。气囊充水后，将充水管切断，用四台潜水泵清除气囊周围的海水，然后利用加入速凝剂的砂浆将不平的表面抹平、填缝，确保止水成功。

套箱就位后，在距离套箱底板大约1.5m位置处，设置两个调位千斤顶。然后，通过GPS定位技术，测量套箱四个角点与设计位置的偏差，如果角点位置偏差超过允许数值，利用调位千斤顶进行调整，直至偏差在允许数值以内为止。

三、“混凝土——钢”组合套箱的浮平台夹持下沉法

浮运下沉工艺中一种比较常用的施工方法就是浮平台夹持下沉法，浮平台夹持下沉施工过程中，采用拼组和下沉同步平行作业，充分利用套箱围堰自浮力和套箱结构自身的重力作用，重型设备、器材投入量少，器材可以周转使用，大大降低施工成本，提高了工作效率。浮平台夹持下沉法通过浮平台夹持钢套箱围堰进行浮运，钢套箱围堰拼组、下水过程利用固定平台和提升系统进行，运用锚碇设备可以将套箱围堰精确定位，套箱围堰稳定性和垂直度的动态调整通过卡位装置和注水、出水进行操作。水上吊装设备在浮平台上进行钢套箱围堰拼装接高和注水下沉。

1. 浮平台夹持下沉法的主要施工流程:

首先在码头的固定拼组平台上，将底节钢套箱围堰进行拼组，然后利用浮运装置将初步拼组的结构运输到指定位置，利用水泵对底节套箱注水，实现套箱结构的下沉，提升系统和浮平台结合操作夹持“混凝土——钢”组合套箱围堰浮运至桥墩位置处，并利用锚碇设备和GPS定位系统进行精确定位，最后利用水上起吊设备在浮平台上进行其他节段的拼组、接高，注水以后实现套箱下沉。浮平台夹持下沉法机动性能好，拼组、下沉可同时进行平行作业，在河流水位受季节性和潮汐影响变化频繁、水流流速小、水位涨落变化范围大等水文地质条件下十分实用。“混凝土——钢”组合套箱围堰施工还可以在施工场地狭小，大型设备施工条件受限，工期紧迫、型钢材料缺乏等情况下进行钢套箱围堰拼组、下沉施工，完成工程项目的建设。

2. 浮平台夹持下沉法的安全性和经济性分析

浮平台夹持下沉法的在浮运过程中，为了确保运输安全，设置了专门的卡位装置来固定“混凝土——钢”组合套箱围堰。在组合结构下沉过程中，为了保证安全，一般采用对称拼组的方法，另外，隔舱注水和排水的动态调节功能以及卡位装置的固定作用，也在一定程度上确保了套箱组合围堰结构下沉过程的安全。

四、结束语

“混凝土——钢”套箱组合围堰在岸上制作组合成型，质量容易控制，减少水面作业的时间，保证了施工过程的安全性，施工结束后只需要将上部钢围堰拆除，承台钢筋混凝土施工不需要另外支拆模板，施工进度快，拆除方便，比采用普通双壁钢围堰节约材料成本和施工成本，工作效率大大提高，缩短了施工工期，具有进度和成本的双重优越性。

但在实际施工过程中，还存在许多问题，例如套箱组合结构浮平台夹持下沉法下沉定位受桥下水流速度影响较大，定位精度调节能力差，GPS定位技术应用还不够成熟，在大吨位钢套箱围堰施工过程中施工技术还有待提高。

参考文献：

[1] 李学民，姚飞明，张万虎.杭州湾跨海大桥南滩涂区承台钢吊箱围堰设计与施工[J].桥梁建设，2006(3):65——67.

[2] 黄乔．桥梁“混凝土——钢”组合结构设计原理［M］．北京:人民交通出版社，2003．

作者简介：吴杨，男，1983—，汉，江苏盐城人，大学本科，助理工程师，单位：中交二航局第三工程有限公司。