南丫大桥水中承台钢套箱施工方法

　　【摘要】水中承台的施工是桥梁建设的常遇问题，本文以东莞道滘南丫大桥水中桩承台为例，具体介绍钢套箱法施工工艺。
　　【关键词】水中承台；钢套箱；施工
　　1. 工程概述
　　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，本文以东莞道滘南丫大桥水中桩承台为例，具体介绍一种钢套箱法施工工艺。南丫大桥跨东莞水道南丫涌，水深近十米，水中桩基础用钢管桩、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。而主墩承台设计为水中大体积混凝土承台，平面尺寸均为8.3m×4.9m，高2.5m，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，本承台决定采用钢套箱施工。
　　 
　　
　　图1承台施工工艺流程图
　　2.墩承台的施工方法
　　2.1套箱加工制作。每个套箱由20块侧板和3块底板组成，侧板为钢模，底板为砼预制板，所有构件的加工均在预制场加工完成，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。钢套箱侧板与侧板之间用螺栓连接，为了拆除方便，侧板与底板之间连接采用活动连接，砼底板预制时先在底板上预埋钢板及钢筋，由于侧板的自重将与底板贴合，在侧板与预埋钢筋之间采用木契定位。
　　2.2平台拆除及钢套箱拼装下沉。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的钢管桩，其余部分平台全部拆除。
　　2.2.1承重支撑系统的安装。
　　（1）上支撑系统的安装。上支撑系统的立柱为钻孔平台的剩余8根钢管桩，在安装之前立柱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2根双拼I40，作为主承重梁，在I40工字梁上顺桥向设置10根双拼I25，2根双拼I25设置在钢管桩上作为主次梁，2根双拼I25作为临时吊梁（悬挂4台30t倒链用），6根双拼I25作为上分配梁（与下分配梁位置相对应），在10根双拼I25之上，按设计位置横桥向安装2根双拼I40上吊梁（与底梁位置相对应）。
　　（2）下支撑系统的安装。
　　①利用外侧的四个钢护筒，在其同一标高位置上用I20焊接牛腿，然后顺桥向安放2根40槽钢，作为下支撑系统的临时支撑平台。
　　②上支撑系统临时吊梁安装完成后，按设计位置在承台的4个角上分别安装30t倒链悬吊下支撑系统主梁，下主梁采用2根双拼I40，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，螺母与底梁通过节点板焊成一体，下主梁临时放置于临时支撑平台上。
　　③在底梁上按设计位置顺桥向安装下分配梁，下分配梁采用6根双拼I25，两端开孔并与底梁吊杆螺母孔对齐。
　　④在底梁上布置一层塑料薄膜或者油毛毡，随后拼装预制梁底板（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，进行底梁上各预制底板之间湿接缝的浇筑。
　　安装底梁上的分配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上下错位，与护筒之间距为8cm，控制好各板与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。
　　2.2.2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模边线，在内侧通过预制板预埋的钢筋焊接∮28的钢筋作为支撑，侧模外用木契进行固定好。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竖向加劲肋与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I40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，外箍务必保持在同一条水平线上，且竖、横向将加劲外箍与套箱模板侧壁焊接连成一体，以备共同抵抗侧压力。
　　2.2.3下放系统的安装。钢套箱的吊杆采用32精轧螺纹钢筋，待模板系统和内支撑系统的安装完后，吊杆下端先穿入下支撑系统底梁吊杆螺母孔中，然后旋动吊杆将精轧螺纹钢筋拧入下端螺母，中间套5cmPVC管，上端待钢套箱下沉就位后，套入上吊梁的吊杆螺母孔中，然后旋动吊杆将精轧螺纹钢筋拧入上端螺母，螺母外伸长度大于10cm。
　　2.2.4提升及下放套箱。按设计图的要求，使用倒链将套箱整体提升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，通过倒链缓缓平稳的放下。套箱每次下放的深度根据测量标高控制，下放时由专人指挥、发布指令，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，同时作好倒链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。
　　2.2.5侧模支撑及防浮系统的安装。钢套箱下放就位后，将标高及位置调整到符合设计要求，用10槽钢作为支撑将其固定，考虑套箱高度不大，采用两层支撑，10槽钢一端与I20横向加劲肋连接，另一端与钢管桩焊接。为了防止套箱上浮，在上分配梁底与侧模之间用焊接10槽钢作为反支撑。
　　2.2.6安装止水环。安装止水环之前，在套箱四面最低水位之上5cm开四个孔确保箱内外水压平衡。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，底板与桩基护筒有8cm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6处止水环。
　　2.3浇筑封底砼。由于南丫大桥属于滨海环境，受潮汐影响较大，为了减小水压力的影响，封底是宜选在退潮的时候。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，及时作出检验与调整。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封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。
　　2.4套箱抽水。静待3天左右（待封底砼达到一定强度）准备抽水，套箱抽水之前必须封堵侧模上的孔。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。
　　2.5割护筒、破桩头及砼面清理。套箱抽干水后，对桩基钢护筒进行切割，割除到设计标高处。然后破除桩头到设计标高，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。
　　2.6承台施工。对套箱侧模进行涂油处理，减少模板与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。然后按设计要求制安钢筋。由于承台高度不大，砼施工可一次浇筑，但要缓慢均匀的进行并随时密切测量监控。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。
　　2.7支撑系统的拆除。当承台混凝土强度满足要求后，即可对支撑系统进行拆除。先拆除上支撑系统的吊梁和分配梁、吊杆及侧模板，用倒链将下支撑系统下移，用吊车配合先将下分配梁拆除，再拆除底梁，最后拆除倒链、临时吊梁、主次梁和主梁，整个支撑系统全部拆除掉。
　　3.结论
　　水中承台施工虽非工程难点，但能否抢在汛期前完成承台，却决定着整座桥，甚至整个项目的进度。套箱法施工的重点在于悬吊体系的选择、安装，而影响施工成败的关键在于套箱的封底，封底失败轻则局部涌水，重则脱落，甚至影响施工安全，因此仍应加以重视。

《南丫大桥水中承台钢套箱施工方法》

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