浅述钢吊箱在夏道大桥高桩承台里的施工要点

　　摘要：夏道大桥主墩施工方案，受闽江流域洪水及库区水位等自然条件影响，高桩承台的施工组织难度较大。现结合工程实际，浅述钢吊箱在夏道大桥主墩高桩承台的施工要点。
　　1、夏道大桥工程概况
　　1.1、桥梁设计概况
　　夏道大桥为在建京福高铁南平站与市区主要的联络大桥，起于南平夏道小鸠村桥头清水坑，终点到达规划高速铁路南平站站房，大桥中间于河道中央的土目洲岛落地后分成两部分：土目洲以南为南汊桥，土目洲以北为北汊桥。大桥全长约1.7km，标准宽27.5m：其中跨越闽江主桥长837m（分南汊桥510m，北汊桥327m），中间在土目洲岛落地100m。主桥主墩(4#、5#)采用2×4根桩径Φ2.5m钢筋砼嵌岩桩基础＋高桩砼承台＋双薄壁桥墩，壁厚1.5m，宽与上部箱梁底板等宽7.0m，双壁净距4.0m。主墩4＃、5＃墩高桩承台平面尺寸为9.6×9.6m，厚4.0m，承台底设2m封底混凝土，承台顶标高61.509m。边墩（3＃、6＃）墩采用2×4根桩径Φ2.0m钢筋砼嵌岩桩基础＋高桩砼承台＋花瓶式桥墩，承台平面尺寸为7.8×7.8×3.0m，承台顶标高3#墩60.418m，6#墩60.483m；其他墩(0#、1、2#、7#～8#、11#～18#墩)承台结构尺寸为7.0×7.0×2.5m。
　　1.2、自然条件
　　1.2.1、地理地质条件
　　工程区位于水口水电站库尾闽江起点的夏道小鸠河段，属华东丘陵地区河谷地貌类型，桥址处河谷呈宽“U”字型，发育有江心洲（土目洲岛），岛两侧河道顺直，左河道较窄约220m，右河道较宽约530m，左、右河床高程约40~58m，水流平缓。桥位地段两岸山体为丘陵及剥蚀台地，属剥蚀残积地貌类型。
　　1.2.2、水文地质条件
　　该河段较宽，河道顺直，水流较缓中间较两侧略急，约0.1~0.3m/s，水位受大气降水、上游沙溪口水库及下游水口水库影响，水位受下游水口水库影响（水口水库正常蓄水位65m），一般水位高程为59~63m左右。雨季时常暴雨成灾，近20年特大洪灾频繁（1991、1998、2006、2010年）历年最高水位为79.51m（1998年南平延福门）。
　　1.2.3、水文气象条件
　　闽江流域地处亚热带季风区，气候暖和，雨量充沛，阳光充足。气温西北低、东南高，多年平均气温15—20℃。夏季炎热，最高气温可达40℃以上
　　2、钢吊箱的设计
　　目前国内深水高桩承台的施工方法多种多样，各有优点。使用钢吊箱施工桥梁深水桩基高桩承台，与使用钢板桩围堰、钢围堰一样，可在岸上制造，在定位船上拼装成整体后运至墩位处下沉，不仅施工方便，而且防水性能好；因吊箱不进入河床而是悬吊入水中，所以还有用钢量少的优点。根据现场施工条件:一、因水口电站建设，通航限制，300吨级以上船舶无法通行，库区内无大吨位驳船，起吊受限制，设计上应尽量考虑轻便、用钢量少、易于拼装；二、水位深（河床与常水位标高差10-20米，水浮力大，在吊箱下沉、封底砼施工时要充分考虑；三、闽江流域汛期洪水影响及流域内河道两侧堆积物、漂流物多，在安装上要考虑防洪安全。四、拆卸必须方便快捷。
　　2.1、总体安排
　　夏道大桥工程的工期紧、技术含量高、施工难度大。T构连续梁的最大跨径达130米,工程的关键是主跨悬臂浇注，主桥3#、4#、5#、6#墩桩基工程及承台的施工是关键中的重点。3#、4#、5#、6#墩桩基地形、地貌、地质复杂，无覆盖层，钻孔灌注桩桩径大，数量多，均为嵌岩桩，施工难度很大，同时因每年4月～6月为南平市汛期，洪水期间水位将急剧上涨，因此4#及5#主墩必须集中力量抢在汛期前施工。
　　本工程承台施工作业方向与灌注桩施工一致，先主墩后边墩。本工程4＃与5＃承台利用钢吊箱即作为临时围水结构物进行干法施工，同时又利用钢吊箱作为承台混凝土浇注时的侧模板。钢吊箱共制作8套，其中9.6×9.6×7.2m的钢吊箱4套、7.8×7.8×5.7m的钢吊箱4套。钢吊箱的安装考虑分节吊装，砼施工时，采取一次性浇注成型。
　　承台施工工艺流程详见图1钢吊箱围堰施工工艺流程图：
　　(1)水上承台钢吊箱的加工、拼装
　　主墩4#及5#墩承台结构尺寸为9.6×9.6×4.0m，台顶标高+61.500m；主墩3#及6#墩承台结构尺寸为7.8×7.8×3.0m，3#墩台顶标高+60.418m，6#墩台顶标高+60.483m；其他墩(0#、1、2#、7#～8#、11#～18#墩)承台结构尺寸为7.0×7.0×2.5m。综合考虑当地水文特征，水上承台拟采用钢吊箱围堰，浇筑封底混凝土，干法施工承台。主墩4#及5#墩钢吊箱结构平面尺寸与承台平面尺寸相同，高7.2m，就位后台顶标高+62.2m（常水位为61.5m），箱底标高55.0m。吊箱加工成四片，其竖向接缝设橡胶止水板通过螺栓锁紧。共计划投入四套；其他墩钢吊箱结构平面尺寸与承台平面尺寸
　　
　　相同，高5.7m，就位后顶标高+62.2m（常水位为61.5m），底标高55.0m。吊箱加工成四片，其竖向接缝设橡胶止水板通过螺栓锁紧。
　　钢吊箱加工、拼装简单示意图
　　(2)钢吊箱的安装
　　钢吊箱安装采用“单片岸上加工，现场拼装，整体下放”的方法，桩基施工完成后，立即拆除桩基施工平台，保留钢管桩以作加固稳定钢吊箱之用。
　　钢吊箱选用水上起重船与塔吊按整体分节吊装工艺进行施工，底板先安装，然后分片安装侧板。利用平台的钢管桩焊设导向架，在钢护筒与钢管桩之间搭设吊箱拼装平台。
　　桩基砼强度达到设计要求后，在横桥向外侧的四根桩基上安放四根钢管桩，并统一标高。纵桥布置两排贝雷梁，形成纵向扁担，吊箱在岸上加工完成后由方驳运至现场，逐片安放在平台上。
　　(3)吊箱下沉
　　水口电站根据闽江流域气象水文特点，为了防洪要求，主汛期4-6月份在一年中保持最低常水位，下半年枯水期蓄水，保持较高的常水位，所以在未发生特大洪灾，掌握好时间，在低水位时安更易于放吊箱。
　　先对吊箱构造安装进行全面检查、调整。把吊箱用精轧螺纹钢吊在贝雷扁担上，在下沉吊杆上标上刻度，每50cm为一格，由指挥人员统一指挥，操作人员利用安装在顶部的千斤顶进行体系转换下放吊箱。每次下落50mm，观察吊箱是否水平和有无障碍物等情况，若发现吊箱下沉不均匀或倾斜时，应及时找出问题，调整水平后继续下沉。吊箱下沉到位后进行标高调整。吊箱安放完成后与周围的钢管桩焊接在一起进行临时加固，提高吊箱的整体稳定性。
　　(4)封底砼施工
　　①钢护筒外壁及钢吊箱底板的清理
　　由于钻孔桩及钢吊箱下沉施工时间较长，在钢护筒的外壁上会存有水锈或其他杂物，钢吊箱底板上会沉淀有淤泥，为了保证混凝土质量以及混凝土与钢护筒之间的握裹力，在钢吊箱底板与钢护筒之间缝隙的封堵之前需要潜水员水下用高压水枪进行清理。
　　②钢吊箱底板与钢护筒之间缝隙的封堵
　　钢吊箱调整到位并固定后，由潜水员水下封堵钢护筒与吊箱底板间的间隙，间隙用20cm条带状的布袋，装入水泥、砂的混合料，制成水泥肠袋，绕成一圈。吊箱下沉到位后，立即潜水将水泥肠袋塞紧即可。
　　由于水下操作不方便，极易造成空隙封堵不严、不实，因此在封底混凝土灌注前，潜水员水下检查，发现问题及时处理。
　　③封底混凝土浇注平台搭设
　　封底砼施工平台主要由贝雷梁、I32b工字钢、钢箱梁、平台木板及栏杆组成，具体搭设施工按如下要求进行：
　　1）钢吊箱下沉到位固定后，根据浇注平台标高、最远处导管至分料槽口的水平距离、溜槽坡度（1：3～1：4）确定中心集料斗的底标高。
　　2）首先将钢护筒接至同一高度，在护筒顶口放置I32b工字钢，然后将贝雷架放置在护筒顶口并固定，并在贝雷架上铺设跳板、挂设安全网。
　　3）在贝雷架上放置两层钢箱梁，钢箱梁上架设中心集料斗并焊接固定。
　　4）采用φ48×3.5的钢管搭设溜槽支架，安装溜槽，在导管顶口放置0.8m3的小料斗。
　　④浇注导管布置
　　封底混凝土导管采用内径Φ325mm、壁厚δ=10mm的无缝钢管制作，管节长度分为6m、3m、2m及1m四种，管节之间采用丝扣接头连接。导管使用前须作水压、水密试验，合格后使用。
　　根据施工经验，导管的作用半径按照3.0～4.0m考虑，导管底口距离钢吊箱底板通常取为20cm左右，导管按“梅花状”布置。
　　由潜水员在水下用水枪对四周侧板及钢护筒进行洗刷，确保封底时吊箱壁及钢护筒联接紧密，不发生漏水，即可进行吊箱封底，封底混凝土标号为C20。灌注混凝土方法与灌注桩混凝土的方法一致，在承台平面上对称布置4根导管，用地泵进行泵送混凝土。为保证封底成功，混凝土应选用合适的砂、碎石级配良好的材料，混凝土坍落度为20～22cm；并采用在混凝土中掺入适量铝粉膨胀剂以保证混凝土与钢套箱的紧密结合。我们将对混凝土原材料的质量进行严格把关，使其满足施工要求。
　　因封底混凝土厚仅2.00m，封底混凝土浇注过程中，须严格控制混凝土布料厚度和导管埋深，防止封底混凝土超厚、厚度不够或导管拔脱。为保证导管有一定埋深，混凝土灌注顺利时，一般不随便提升导管，即使需要提管，每次提升的高度都严格控制在20～30cm。提升导管采用浮吊，由起重工统一指挥，用慢钩完成。
　　砼灌注过程中，根据灌注量，每隔一定时间测一次标高，用以指导导管下料，使混凝土均匀上升。
　　混凝土浇筑临近结束时，全面测出混凝土面标高，根据测量结果，对混凝土面标高偏低测点附近的导管进行补料，直至所测结果满足要求。
　　当所有测点的标高满足控制要求后，结束封底混凝土灌注。
　　结语：本文所述深水高桩承台施工的钢吊箱在设计时结构构造简便，操作方法明确，用钢量少，大大提高了生产效率，减少水下工作量，降低了水下施工难度，近年来城市建设需要，闽江流域，库区河道内新建，拟建桥梁多座，该方法在深水高端承台施工中有着很好的借鉴。

《浅述钢吊箱在夏道大桥高桩承台里的施工要点》

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