钢套箱在承台施工中的应用

钢套箱在承台施工中的应用

摘要：水中承台的施工是桥梁建设的常遇问题，施工方法中常用的有土围堰、钢围堰、钢套箱等施工工艺。本文结合工程实际，对钢套箱在承台施工中的应用谈一些看法。

关键词：钢套箱；承台；施工；应用

水中承台的施工是桥梁建设的常遇问题，施工方法中常用的有土围堰、钢围堰、钢套箱等施工工艺。本文结合工程实际，对钢套箱在承台施工中的应用谈一些看法。

一、工程概况

某大桥水深近十米，水中桩基础用钢管桩、贝雷架、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18m×8m，高2.0m，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，本承台决定利用平台及钢护筒，采用钢套箱施工。

钢套箱法，属于一种悬吊式钢围堰，它以钢模板拼装成套箱，在充分利用水中桩基础施工时遗留下来的钢管桩及钢护筒形成悬吊体系的同时借助水的浮力，承受承台自重，既形成水中作业平台，又担当承台模板，以达到节约施工造价、缩短工期，确保工程质量的目的。

二、施工技术要点

（一）钢套箱制作

每个套箱由60块侧板和16块底板组成，所有构件的加工均在后场加工完成，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，侧板与底板之间连接采用在底板上预埋钢板，再采用焊接钢板的方式进行连接定位。（二）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两侧中间位置各一根钢管桩，其余部分平台全部拆除。1．下支撑系统的安装。（1） 利用钻孔平台的剩余两根钢管桩和外侧的四个钢护筒，在其上用I20焊接牛腿，然后顺桥向安放3根双拼40工字钢，作为下支撑系统的临时支撑平台。 （2）支撑平台安放好后，按设计位置在其上横桥向放置I45双拼工字钢作下支撑系统的底梁，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。 （3）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，用PVC管预留出各吊点位置，即进行底梁上各预制底板之间湿接缝的浇筑。安装底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，与护筒之间距为7cm，，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．上支撑系统的安装。上支撑系统的立柱为桩基础钢护筒，在安装之前将钢护筒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3根双拼I20，再将主承重梁贝雷梁（共4组）放于双拼I20上，在贝雷梁上设置3根双拼I45作为吊梁（与底梁位置相对应）。3．下放系统的安装。钢套箱的吊杆采用32精轧螺纹钢筋，吊杆从上吊梁往下穿入，中间套5cmPVC管，下端穿过底梁，上端套上螺母，螺母外伸长度大于2cm，然后旋动吊杆将精轧螺纹钢筋拧入下端螺母。在上承重梁上安装TL32千斤顶，在千斤顶上再安反力梁(抬吊)。安装完毕之后，试运行，使吊杆受力，观察各吊点是否受力均衡，否则进行调整。在底梁未上升之前，调整好每根吊杆的顶端均在一个水平面上(吊杆长度一致)，这样在套箱下放时可控制好每个吊点同步，并且在每根吊杆上作好刻度记号。4．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，在内侧通过预制板之间的湿接缝混凝土进行定位(预制板之间的湿接缝混凝土在浇注时沿模板内边线位置适当浇高)，侧模外用I20进行固定好，然后在预制底板上焊接钢板进行定位。套箱模板在上预制底板前，通过上承重结构、千斤顶将吊杆拉紧，使吊杆、结构体系处于预受力状态，同时，在模板安装时，对护筒顶、底梁的受力起到过渡和保护作用。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。5．提升及下放套箱。按设计图的要求，使用千斤顶及反力梁通过吊杆将套箱整体提升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，通过千斤顶进行统一下放。套箱每次下放的深度根据千斤顶的行程来控制，套箱下放千斤顶采用TL32螺旋千斤顶，共设置13个吊点，每个吊点均设置有2个千斤顶，总共需要26个千斤顶。千斤顶一次下放行程统一为10cm，下放时由专人指挥、发布指令， 各操作点每次下放前，在吊杆上用油漆作好每次下放的刻度标志，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，同时作好千斤顶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。

6．安装止水环。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7cm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8处止水环。

（三）清基封底

先由潜水工将套箱脚的泥砂软层清除干净，然后在套箱脚堆码一圈砂袋，作为封堵砂浆的内模，再用布袋或水桶盛水泥砂浆倒入套箱壁脚底与砂袋间以增强封堵效果，防止清基时沙砾涌入套箱内，清基可采取水下挖基，用吹砂清泥办法达到设计标高后，及时进行检验，使基底平面位置、基底标高等符合规范要求，然后尽快封底。砼封底时采用导管进行灌注，灌注时管底口距地面20～30cm，灌注时坍落度宜为15～20cm，开始灌注时坍落度采用下限，避免因落下砼不能形成一定坡率而埋不住导管底口。砼封底深度为20cm左右。如果套箱内水位不是很高，也可采用几台大功率水泵进行集中抽水，最后将水引至集水坑，用溜槽或吊车吊运砼快速封底，能避免采用导管法造成砼浪费且封底不平整缺憾。

（四）承台混凝土施工

根据本工程的实际情况，对承台混凝土的浇筑一次完成。

1．承台钢筋底层钢筋较密，在钢筋绑扎前，先将护筒割至设计标高，将桩头钢筋扳成漏头状，绑扎箍之后再安承台底钢筋。先安装纵向主筋，再安装横向钢筋，其次是侧面箍筋，由下而上依层安装。周边钢筋可一次到位。2．按照设计图纸要求，预埋好各冷却水管，在砼正式浇筑前作好通水试验，确保砼浇筑前后通水顺畅。3．混凝土浇注前应对钢筋安装进行检验，经监理同意后方可进行浇注。4．承台砼采用泵送，严格控制好坍落度，缓凝时间不宜过大和过小，控制2小时适宜。5．浇筑顺序总体控制从中间往两边分30～40cm一层。待强、凿毛及养护、清理。在第一层承台砼浇筑完毕后，均达到初凝后即进行冷却管的通水，仔细观察进出口的水温以及砼面温度情况，通过流量、流速的调节达到对砼体内外温差的调节。砼体表温度接近环境温度即可停止。应注意预埋墩身钢筋及上部挂篮施工用的预埋件。6．混凝土浇注完毕后，加强对砼的养护工作，砼顶面在砼浇筑完毕后须整平，整平后用麻袋等保湿物覆盖养生。（五）钢套箱拆除

待养护至砼强度达到设计强度的70%时，可进行钢套箱拆除。拆除时，可在承台上用4台200t千斤顶，每2台千斤顶为一组，用I40工字钢做扁担，扁担与钢套箱通过平面连接系可靠相连，起吊时钢套箱如果埋置过深，土层压力过大或封底砼同模板局部粘结时，可采用6台甚至8台千斤顶同时将工字钢向上顶起，带离钢套箱一定高度后可进行分段拆卸，用吊车配合运输车辆吊运至下一个工作面进行组装周转使用。

三、结论

水中承台施工虽非工程难点，但能否抢在洪水期前完成承台，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。

参考文献

[1]陈小欢．模板式钢套箱在水下承台施工中的应用．山西建筑，2009，35（23）．