有底鋼套箱施工技術(shù)探討

劉宇

（衢州城發(fā)交通建設(shè)發(fā)展有限公司，浙江衢州324000）

1 工程概況

351國(guó)道開化段公路工程建設(shè)路線全長(zhǎng)15.456km，項(xiàng)目合同總價(jià)156 525.09萬元，隧道5座，橋梁11座，其中馬金溪大橋橫跨開化縣馬金溪流，馬金溪河道寬約90～120m，枯水深4.8～6.2m，歷史最大水深約15.16m。跨徑為8×40m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，橋墩為柱式墩、樁基礎(chǔ)。其中3#、4#墩系梁采用鋼套箱施工。

2 有底鋼套箱施工

鋼套箱由廠家集中預(yù)制，分塊運(yùn)輸至墩位處，在平臺(tái)處采用吊車進(jìn)行組裝，組拼成整體后分階段進(jìn)行下沉支撐并定位，后續(xù)工序分為：底板封堵—清理—灌注封底混凝土—抽水—鑿除樁頭—系梁施工。有底鋼套箱采用水上平臺(tái)組拼，施工工藝如下：鋼套箱加工→質(zhì)量檢查→墩位處安裝底板、側(cè)板→水平定位系統(tǒng)及導(dǎo)向系統(tǒng)安裝→吊箱平面糾偏及豎向鎖定→鋼套箱整體下放→抽水→安裝內(nèi)支撐→鑿除樁頭→系梁施工。

1）鋼套箱加工制造。鋼套箱加工制作鋼材要求情況：Q235鋼需符合GB/T 700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定；Q345鋼需符合GB1591—1988《低合金結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定。加工用的焊條和焊絲應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2）鋼套箱整體吊裝、分節(jié)吊裝。鋼套箱分節(jié)吊裝：在鋼棧橋平臺(tái)上，人工配合汽車吊按底模、側(cè)面分類分塊組拼。

3）鋼套箱拼裝。采用墩位處棧橋平臺(tái)作為安裝鋼套箱的吊架。在棧橋平臺(tái)上拼裝分塊模板，在系梁位置頂面兩側(cè)的鋼管系統(tǒng)起吊鋼套箱，并將剛跳下吊掛與鋼管系統(tǒng)的工字鋼上。

4）鋼套箱水密試驗(yàn)。鋼套箱的分塊模板加工完畢后，對(duì)焊縫進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)。采用刷子在焊縫兩側(cè)涂刷石灰水，等待表面晾干后再套箱內(nèi)側(cè)焊縫位置刷上煤油，等待30min后觀察模板外側(cè)是否有煤油滲透痕跡。經(jīng)檢查，對(duì)不合格位置進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊接后必須進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可出廠。鋼套箱模板在現(xiàn)場(chǎng)拼裝成整體后，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)拼裝焊縫采取同樣方法進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)。確保套箱壁板整體水密性能。

5）鋼套箱測(cè)量放線。采用全站儀將該墩系梁的縱橫軸線在棧橋墩平臺(tái)上放樣。在套箱側(cè)模版上標(biāo)記出套箱中心線，現(xiàn)場(chǎng)為方便觀測(cè)標(biāo)記位置為樁基中心位置，嚴(yán)格控制下方過程中模板位置和設(shè)計(jì)要求安放位置是否對(duì)齊。

6）鋼套箱下沉。墩位鋼管支撐平臺(tái)采用倒鏈葫蘆輔助。拆除拼裝平臺(tái)后，解除臨時(shí)吊掛裝置，將套箱按照限位裝置控制下下沉。待下沉到位后對(duì)金軋螺紋進(jìn)行固定。

鋼套箱下沉?xí)r的糾偏措施：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诘装迳项A(yù)留4個(gè)孔，孔位與鋼護(hù)筒位置重合，由于鋼護(hù)筒比樁基直徑大，下沉過程中需控制鋼套箱中心位置和底部標(biāo)高。因此，可以用設(shè)于平臺(tái)上的鏈條葫蘆配合金軋螺紋吊桿通過系于鋼套箱橫梁上的拉環(huán)，通過調(diào)整，保證下沉后的鋼套箱平面中心線與標(biāo)記在鋼護(hù)筒上系梁設(shè)計(jì)圖紙中心線對(duì)應(yīng)，且標(biāo)高對(duì)應(yīng)。

7）鋼套箱定位。在鋼套箱模板頂上復(fù)核系梁中心線和鋼套箱底部標(biāo)高與系梁底標(biāo)高是否相符，采用倒鏈葫蘆調(diào)整，與設(shè)計(jì)相符后，將鋼套箱與鋼護(hù)筒固定。

8）鋼套箱底部處理。在底模上留有樁基護(hù)筒孔位，孔位比護(hù)筒稍大，便于套箱整體下放。套箱下放到位后，采用2個(gè)半環(huán)形裝置8mm柱頭封板+軟橡膠板將該部分孔隙封堵，確保在施工封底混凝土的過程中不漏漿。底板封堵是套箱施工的重中之重，是后續(xù)鑿樁和系梁施工的前提保障。

9）鋼套箱封底混凝土施工。鋼套箱封底混凝土施工百科以下內(nèi)容：

柱套箱底板設(shè)計(jì)：套箱底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到封底成敗，其布置原則如下：需要考慮支撐架和鋼護(hù)筒大小確保間距；采用吊架結(jié)合鑲嵌式側(cè)模，確保安裝無水下作業(yè)；設(shè)計(jì)考慮鋼護(hù)筒安裝偏差；確保剛度強(qiáng)度穩(wěn)定性。套箱底板的主梁采用型鋼制成（見圖1），采用金軋螺紋吊設(shè)于平臺(tái)貝雷架上，配合側(cè)模內(nèi)外限位板定位側(cè)模版后，構(gòu)成套箱（見圖2），拼裝如圖3所示。為確保樁頭鋼護(hù)筒偏差導(dǎo)致套箱底板不宜下放，采取擴(kuò)大底板后，采取2個(gè)環(huán)形樁頭封漿板。封漿板由橡膠板、止水海綿、鋼板組成。

圖1套箱底模圖

圖2套箱側(cè)模圖

圖3套箱拼裝后實(shí)圖

封底混凝土控制：封底混凝土按照樁間布設(shè)導(dǎo)管點(diǎn)，需要增大混凝土流動(dòng)性，確保混凝土按照設(shè)計(jì)要求達(dá)到確定厚度和位置。其采用礦粉配合水泥的技術(shù)，在加大細(xì)料含量，確保有很好的和易性和流動(dòng)性，采取外加劑重新調(diào)配，做好試驗(yàn)，保證性能指標(biāo)準(zhǔn)確性：強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度；坍落度20～25cm（可以根據(jù)需要選定）；保證初凝時(shí)間不小于1h；7d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上。

導(dǎo)管的布控：導(dǎo)管設(shè)置位置距離鋼護(hù)筒100cm，以減少下落混凝土對(duì)柱頭封板的沖擊力，導(dǎo)管按照8個(gè)點(diǎn)位布設(shè)，其中端頭各放置1處，柱間各放置2處。

封閉混凝土施工：（1）封底混凝土首灌。首灌混凝土封口前，按照測(cè)量標(biāo)高控制導(dǎo)管底部高度，確保導(dǎo)管底部距離套箱底15cm以內(nèi)。首灌混凝土采用3方料斗進(jìn)行灌注，灌注過程中要確保導(dǎo)管底部埋深，且及時(shí)測(cè)量導(dǎo)管周圍混凝土高度，確保封底混凝土按照設(shè)計(jì)高度灌注。為了增加封底混凝土與鋼護(hù)筒的黏結(jié)力，在封底的位置，焊接3道抗剪環(huán)。（2）正常灌注。首灌封底成功后，可以正常灌注。澆筑過程中確保導(dǎo)管埋深僅允許水平移動(dòng)導(dǎo)管，不得上下插拔導(dǎo)管；在需要提高導(dǎo)管時(shí)，必須保證導(dǎo)管埋深不小于50cm。經(jīng)過測(cè)量當(dāng)澆筑混凝土高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，根據(jù)澆筑方案再移動(dòng)至另外點(diǎn)進(jìn)行繼續(xù)澆筑。

混凝土高程控制：為確保封底混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)了解混凝體整體情況，并為導(dǎo)管移動(dòng)位置提供參數(shù)，采取試驗(yàn)方式收集數(shù)據(jù)。在澆筑前進(jìn)行標(biāo)高計(jì)算并畫點(diǎn)至套箱相對(duì)位置便于測(cè)量，計(jì)算出設(shè)計(jì)混凝土數(shù)量在施工中確保對(duì)比有據(jù)。測(cè)點(diǎn)根據(jù)套箱位置和鋼護(hù)筒位置情況，采取1m間距設(shè)置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量高程工作。測(cè)錘采取倒三角鋼錘，配合測(cè)繩，以及套箱周圍相對(duì)測(cè)點(diǎn)位置配合進(jìn)行。

10）套箱抽水和加固內(nèi)撐。按照設(shè)計(jì)強(qiáng)度情況在一周后當(dāng)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)進(jìn)行套箱內(nèi)抽水工作，在套箱架上設(shè)置反支撐裝置，防止套箱內(nèi)水抽干后出現(xiàn)套箱上浮現(xiàn)象。鋼套箱的內(nèi)撐采用20H鋼，內(nèi)部剪刀撐采用φ133mm的鋼管，內(nèi)撐分上下2道間距2m，柱間采用內(nèi)撐配合剪刀撐進(jìn)行支撐，水位抽至第一層支撐下80cm后進(jìn)行第一層支撐加固，結(jié)束后進(jìn)行抽水，第二層同第一層方式進(jìn)行支撐加固。接著將套箱內(nèi)水抽干，進(jìn)行樁頭破除和連系梁施工。

3 結(jié)論

從施工結(jié)果來看，封底較成功，鋼套箱四周未出現(xiàn)明顯漏水現(xiàn)象，鋼套箱模板設(shè)計(jì)滿足受力要求，是一種因地制宜，安全簡(jiǎn)便的施工方法，改變了傳統(tǒng)套箱各單位元采用螺栓連接方法，無須潛水員配合，加快了施工進(jìn)度，減低了成本，并可以根據(jù)施工實(shí)際情況推廣使用。