浅议单壁钢套箱围堰施工

田建伟

【摘 要】钢套箱是桥梁深水基础施工的一种阻水设施,文章介绍了单壁钢套箱的施工,它操作简便,满足了设计要求,大大节约了机械设备和劳动力的投入,取得了良好效益,为类似地质、水位条件下的桥梁基础施工提供借鉴. 【期刊名称】《中国高新技术企业》 【年(卷),期】2014(000)009 【总页数】2页(P86-87)

【关键词】钢套箱;内支撑;桥梁深水;阻水设施;基础施工 【作 者】田建伟

【作者单位】中铁一局集团桥梁工程有限公司,陕西渭南714000 【正文语种】中 文 【中图分类】U448

十天高速A-C03合同段位于汉江左岸的高级阶地，向西跨过汉江、国道316和阳安铁路。大桥全长5m；桥梁位于半径1000m的曲线上；主桥为90m+2×160m+90m预应力砼连续刚构。

主桥2#墩位于汉江石泉水库和喜河水库之间，距上游石泉水库约8km，距下游喜河水库约33.43km。根据当地水文站及我部前期搜集的数据显示，墩位处最高水位362.45m；最低水位357.62m。由于承台位于江面以下，围堰作为承台施工的阻水结构同时兼做承台模版，是水中承台施工的最佳选择。

（1）工艺简介：①拼装导向船及定位船，布设锚碇；②加工、拼装钢围堰并运至定位船上；③接高、下沉钢围堰；④刃角着床后，吸泥就位；⑤下放钢护筒；⑥封底施工；⑦搭设钻孔平台，施工钻孔桩；⑧堰内抽水，施工承台。

（2）适用条件：适用于河床覆盖层较浅，基岩面较平整的地质情况。在高差不是太大时，也可以做成高低刃角施工。

（3）工艺特点：利用钢围堰搭设钻孔平台；先施工围堰后进行钻孔。 （4）代表桥梁：铜陵长江大桥、南京长江二桥。

（1）工艺简介：①插打钢管桩、布设钻孔平台；②插打钢护筒、施工钻孔桩；③钻孔结束后，拆除平台；④分块拼装吊箱底板；⑤对称焊接吊箱侧板；⑥起吊钢吊箱、割除承重牛腿；⑦吊箱的下沉及接高；⑧封底施工；⑨抽水施工承台。 （2）适用条件：适用河床覆盖层较厚的情况下，以便插打钢管桩。

（3）工艺特点：搭设钢管桩固定平台，先进行钻孔桩施工后下沉吊箱；在钻孔施工同时加工吊箱；可平行施工。

（4）代表桥梁：荆州长江大桥、苏通大桥。

（1）工艺简介：①组拼浮式平台，布设锚碇系统；②浮式平台定位；③插打钢护筒、钻孔桩施工；④拆除浮式平台；底节吊箱浮运就位；⑤利用钢护筒做支撑，布设吊点；⑥用吊杆完成吊箱的下沉及接高；⑦封底施工；⑧抽水、施工承台。 （2）适用条件：适用于流速较低，水深不是太深的水域内。

（3）工艺特点：搭设浮式平台，先施工钻孔桩后下沉吊箱；在钻孔施工同时加工吊箱；可平行施工。

（4）代表桥梁：忠江大桥。

由于本工程2#主墩墩位处地质、水文条件复杂，经多次讨论，认为以上三种方案均不能满足本工程地质及工期要求，原因如下：

（1）通常的钢围堰施工，要求先下放钢围堰后施工钻孔桩，此方法钢围堰定位困

难，对测量要求较高；而且钢围堰作为钻孔平台，在前期钢围堰不到位的情况下，耽误钻孔桩的施工。

（2）固定平台加钢吊箱围堰：此方案对钢吊箱底板系统受力要求较高，且底板龙骨工程量较大，还需设置喇叭口、布置吊杆、底隔舱板、安装拉压牛腿等，封底砼浇注前，还需要潜水工对喇叭口周围进行专门堵漏，工序繁琐，因此不采用此方案。 （3）浮式平台加钢吊箱围堰：我公司承建的忠江大桥使用此法施工，此法仍然存在上述缺点，而且目前河床底无覆盖层，对浮式平台的锚固力无法保证。 最后，我方决定采用固定钻孔平台加单壁钢套箱的方法进行基础施工。 （1）在钢套箱的制作期间，钻孔桩即可与其平行作业施工。

（2）经成本核算，与钢吊箱相比，只钢材一项，可节约近1/3的钢材用量。 （3）针对本工程，钻孔桩之间插有钢管桩，钢吊箱的下放难度加大；对吊运设备要求较高。

（4）与吊箱相比，由于工艺改变，工程量、现场焊接及拼装工作量减小，工期可节约近半个月以上。

主墩2#墩钢套箱采用单壁无底结构，由侧板，外圈梁，内支撑、导向架及底隔舱板五大主要部分组成。

钢套箱侧壁板为单壁，壁体沿高度方向设五道钢箍；壁板结构是6mm面板加纵、横肋，纵肋为[10,沿套箱宽度方向每间隔0.35m布置一根，横肋为Ⅰ32a，沿套箱高度方向布置，套箱侧面模板分成可拆装的4大块，连接处采用焊接。 为增强钢套箱的整体刚度，抵抗四周水压力，在套箱内部设置5道型钢内支撑。内支撑采用Ⅰ28a。

为增强套箱刚度在壁板外侧设置圈梁，圈梁为Ⅰ32a，从下至上每间隔1.2m布置一层，最后焊接形成封闭圈。

为保证套箱下放过程中位置的准确，在套箱内壁设置12个导向架，导向架与相邻

护筒间预留约3cm间隙，保证套箱下放过程中及下放到位后平面位置的准确。 拆除钻孔平台→河床扫平、焊接牛腿→搭设作业平台→设置吊点→首节套箱拼装→首节套箱下沉→吊点转换→拼接第二节套箱→第二节套箱下沉→进入封底施工。 单块套箱侧板和外圈梁、导向架等部件在加工厂加工完成，并刷防锈漆，运用水上浮吊及机动驳船运至2#墩作业面，进行局部组拼。

套箱总高度10.0m，分两节拼装、下沉：首节高度6.0m；第二节高度4.0m。承台施工完成后，套箱作为永久防撞设施，不予拆除。

钢套箱下沉到位后，首先将套箱壁板内侧与相邻护筒用Ⅰ20a型钢连接，限位固定，防止水流冲刷影响套箱平面位置； 在套箱内、外侧抛设沙袋进行河床堵漏；

分别在套箱四周布置封底导管和储料斗，待四周混凝土面上升50cm后，将导管和储料斗移至套箱中部，水下混凝土流动半径一般可达到4.0m，连续灌注混凝土； 待中部混凝土面上升1.0m左右时，测量整个断面砼面高度，对局部低洼处进行补封，直至标高达到设计要求，封底施工完成；

封底施工完成后，在套箱内注水，注水高度根据计算确定，每隔一段时间对套箱内、外侧水头进行量测、记录，确保封底混凝土不会产生大面积渗水；

封底混凝土强度达到要求后，套箱内进行抽水、拆除封底平台、割除钢护筒、破除桩头，进行桩基检测和封底混凝土找平；

内支撑体系转换，清除套箱内杂物，进入承台施工。

（1）钢套箱自身刚度、防水性能均满足了设计要求，与采用其他围堰比较，施工程序更为简便，节约钢材30%，节省投入约40万元； （2）河床采用长臂挖掘机进行清理，操作更为简便；

（3）采用手拉葫芦进行钢套箱下沉作业，操作简便，且很好地控制了钢套箱下沉的平面位置和垂直度；

（4）通过本方案的实施，钢套箱施工下沉过程比其他施工方法大大的节约了机械设备和劳动力的投入。

通过钢套箱和承台施工的顺利实施，证实此方案可行，为同类地质、水文条件下施工承台提供借鉴。