水中承台施工关键技术

水中承台施工关键技术

王卫东1罗谊良2

1浙江交工集团股份有限公司浙江杭州310000；

2赣州诚正公路工程监理有限公司江西赣州341000

摘要：针对水库深水承台施工，对钢套箱进行专门设计加工，利用钢管桩平台和钢护筒拼装有底钢套箱，千斤顶整体沉放、混凝土封底等关键性施工工序和技术控制进行简要总结，为类似项目提供借鉴。

关键词：桥梁；承台钢套箱；设计；加工；施工

1工程概况

景宁县金钟大桥工程位于景宁县红星街道小金州村，起点位于青景庆公路左侧，测设桩号为K0+000，大桥跨越滩坑水库VI级航道，水深为35m左右，终点接入北岸连接线工程，测设桩号K0+280。金钟大桥工程全长0.280km，其中大桥1座，长262.0m。本工程共有承台2个，形状为长方体，尺寸为1260cm*1000*350cm，属于大体积砼，投入钢吊箱模板2套。

2施工方案

采用单壁有底钢套箱围堰，利用浮吊将平台上钻机吊离，拆除承台内钻孔平台，搭设钢吊箱作业平台，平台高度根据滩坑水库管理处提供近3年来及近期水位情况决定。钢套箱在现场加工，作业平台上拼装成整体，安装吊杆、内支撑。在固定平台上安装4台10t专用卷扬机和滑轮组，配22mm进口钢丝绳起重能力60t/台对钢套箱进行沉放，浇筑封底混凝土，钢筋绑扎及承台混凝土浇筑。钢套箱为临时结构，施工完成后，将钢套箱侧模拆除。

工艺流程：钢套箱设计→加工→焊接牛腿→拼装→沉放→底板封堵→封底混凝土浇筑→箱内抽水→钢筋加工及安装→混凝土浇筑→养生→拆除钢套箱

3关键施工技术

3.1钢套钢设计

钢套箱围堰主要由底板、侧板、吊杆、支撑（抗拉）杆等组成。侧板及底板由面板、横肋、竖肋、角钢法兰等组成。侧模用6mm钢板作面板，∠18011012mm角钢、[18槽钢和[10槽钢、等边18角钢作纵横加劲肋；底模用6mm钢板作面板，I18a工字钢、I36a工字钢作水平、竖向骨架。围堰内侧在距离封底4.6m和7.1m处设两道内支撑，采用直径425mm钢管，支撑处均采用双拼［32做内围檩腰带，横内支撑平联处采用双拼［32成口字型二道传力。套箱顶部设18双拼槽钢的支撑。

水下钢牛腿为主要支撑点，在箱底大梁沿6个护筒周边分别采用6根φ32钢筋辅助吊筋延伸水面上连接钢护筒外壁支撑套箱，总共设36根φ32钢筋的吊（抗浮）杆。钢套箱围堰结构图如图所示。

3.2钢套箱加工

钢套箱在现场加工成大块模板，其中底板平台拼装，侧板加工成16块。模板加工需注意控制焊接密集度所导致的整体与局部不利变形。为了避免面板焊缝的局部变形，应该采取点焊固定后间隔焊、对称布焊、限时施焊等方式。对于构件加工，应加强过程质量控制与成品质量验收控制两道工序的跟踪执行，并不断针对现场施工条件将加工工艺进行改良。侧模吊运、安装前，均应复检吊耳处加颈板的焊缝，注意是否脱焊或出现裂缝，若有应补焊、加强；

3.3钢套箱拼装

①拼装前准备工作：钻孔桩施工完成后，将钻孔平台改装成钢套箱拼装平台。在钢护筒上焊接临时吊点位于正常水位高0.50m处；

②钢套箱拼装：先对底板进行拼装并焊接牢固，依据设计图对套箱底膜进行放样，确定套箱四点坐标，做好标记弹墨汁线，拼装侧板、焊接吊杆，最后安装二道内支撑，加强侧模不变形；

③在拼装过程中，对接缝处采用泡沫填充剂或海绵垫进行防水处理；

④在围堰外侧焊接四个吊点。

3.4钢套箱下放

钢套箱拼装完毕后，在固定平台上安装4台10t专用卷扬机多滑轮组，配22mm进口钢丝绳起重能力60t/台。沉放前将φ32吊杆焊接在底板6个预留孔洞内，一个孔洞6根，焊接长度分别为36cm、18cm，宽度10mm；潜水员在钢护筒外壁上焊接临时支撑点（钢牛腿）。技术人员检查吊杆、吊环焊接质量、卷扬机的稳定性等，并做好检查记录，发现问题及时处理，经验收合格后方可进行下步操作。安排施工人员就位，将套箱整体同步提升15cm，静止10min无异常后，施工人员将套箱底部的临时牛腿割除，通过滑轮组缓慢沉放使钢套箱就位。注意下放过程中必须由专人统一指挥，确保卷扬机操作人员协调一致，沉放到位时，测量和潜水员配合完成坐落牛腿支撑检查及承台有效尺寸范围内，必要时调整用钢板垫实并水下焊接，再将延伸的φ32吊杆焊在水面的钢护筒外壁上，焊接长度60cm，宽度10mm，将4台卷扬机吊点同步放松脱离钢套箱。

套箱下放过程中严密监控是否在同一条水平面上，防止高低不平。沉放就位后复核钢套箱的平面位置、高程以及垂直度，使其满足设计和规范要求。

3.5钢套箱底板封堵

当钢套箱沉放到位后，将护筒与底板空隙进行封堵，防止封底混凝土从空隙处流出影响质量。

采用10mm的圆环形封堵板；封堵板分六块进行拼装成一个整体，互相栓接。封堵钢板在套箱沉放之前临时安放在护筒周围底板上，待吊杆上面与护筒焊接完毕后，由潜水员水下安装封堵钢板，并在钢护筒周围再用袋装好的砂封堵。封堵好后潜水员对套箱四周进行检查，特别侧模与底膜之间的安装质量。

封堵底板施工图

3.6水下封底混凝土浇筑

封底混凝土标号为C25，塌落度18-22cm，封底混凝土浇注时间控制在4h以内完成，浇筑采用导管浇筑法。

封底混凝土施工注意事项：

（1）对混凝土配合比进行试拌，保证和易性好，塌落度陨失小、初凝时间长性好；

（2）水下混凝土灌注不得中途间歇，灌注过程中，加强测量，防止超灌或欠灌过多，影响封底混凝土的有效厚度。

（3）浇筑封底混凝土过程中，为平衡套箱内外水头差，在侧模上预留泄水孔，从而保证套箱内外水面标高一致，消除侧模水压力，注意抽水前将连通孔封堵。

（4）导管底距离底板距离控制在20cm-30cm，以有利于埋管。

3.7钢套箱内抽水

封底混凝土达到设计强度的80%以上，潜水员利用法兰盘封堵连通孔后，潜水泵进行在套箱内抽水，抽水速度控制在60cm～80cm/小时，注意观察检查保持平衡受力直至抽干为止，再观察一小时以上平稳后，将吊筋转换到封底混凝土上口处进行焊接，长20cm。

3.8割除护筒、清理桩头松散混凝土

抽水完后，钢护筒有一部分在套箱内，把封底面以上部分割除，对桩头松散混凝土进行凿除和清理。

3.9钢筋加工及安装

根据设计图纸要求在箱后进行测量放线并将轴线引至施工平台上进行控制。承台钢筋网片上、下层设置梅花型马蹬架空上、下层钢筋。按照图纸要求安放混凝土垫块，准确定位墩身插筋并焊牢。承台底面受力钢筋用机械连接，对焊接钢筋进行不定期检查，受力钢筋接头不能在一个截面上，搭接长度符合要求。在绑扎钢筋过程中注意冷却管的布设，绑扎完成后，经监理工程师验收合格后方可进行下道工序。

3.10混凝土浇筑、养生

承台分二次浇筑，第一层以墩身预埋钢筋高程为准，次日拆除内支撑及围囹腰带，并将插入墩柱钢筋绑扎焊接好，约5天再浇面层。采用固定泵，泵管沿栈桥铺设至承台位置进行浇筑。

（1）浇筑前控制

①根据各原材料的性能，做出最佳配合比，并根据天气的变化，适当调整砼配合比。②对钢套箱接缝处螺栓、密封橡胶条进行全面检查，确保承台砼浇筑过程中，钢套箱不会发生漏水现象。

（2）浇筑过程控制

严格按试验室提供的砼配合比进行配制。混凝土的浇筑时确保砼供应连续性，一次性浇筑成型，避免出现冷接缝，每层厚度控制在30cm以内，砼浇捣顺序从中间向两头推进，以保证模板受力均匀，不发生变形。浇捣过程中加强振捣，不得漏振或过振，注意振捣棒头插入砼的间距、深度与时间，派专人检查模板各接头是否有松动、观察钢套箱是否出现沉降及发生漏水现象，一旦出现立即处理。

（3）浇筑完毕后控制

砼浇筑完毕后采取内排外保的方法，内排当砼浇筑高度超过冷却管并振捣密实后，即可进行通水，冷却管水的流量控制1.4-2.2m3/h，温差大，流速快，温差小，流速慢，使进、出口水的温差不大于6℃，进出口处用水箱连在一起，形成一个循环，当出水温度与环境温度小于15℃即可停止；所谓外保即保证砼面始终处于湿润状态，使大体积砼内外温差控制在15℃范围内，避免产生温度裂缝。

浇筑之后，排除表面泌水，待混凝土初凝前，用抹刀进行多次收光，以防混凝土表面产生裂缝，收光结束后即可采用薄膜覆盖同时洒水养生。

3.11拆除钢吊箱

水上承台的成品检查验收合格后，用卷扬机、导链配合浮吊，分块拆除侧模。钢套箱拆除后，清理、整理后转入下一个墩台进行施工。

4质量标准

承台质量标准

5质量控制措施

①钢套箱加工主要控制以下几点：平整度、平面尺寸、焊接变形的校正、螺栓孔的精度、螺栓连接板的平整度、光滑度；钢吊箱制作加工完后，整体试拼后进行渗水试验；

②吊箱下沉过程中，必须不断地观察垂直度和标高，如有偏差及时纠正；

③吊箱下沉过程中，可适当在底板压重，防止上浮力使底板变形；

④精心检查吊杆焊缝质量，必要时进行超声波检测；

⑤封底混凝土和易性好，塌落度陨失小、初凝时间长、灌注中不易离析泌水的技术要求经试验确定。但是套箱封底混凝土开始时与终止前，应适当调整，即灌注开始时，为保证导管的埋深，以防止泵管脱空翻浆，流动度可以减小，混凝土流动坡降，使封底混凝土面较平整。

⑥混凝土浇筑前，对地泵、泵管、搅拌设备全面检查，保证混凝土一次性浇筑成功。浇筑过程中由专人检查预埋钢筋和模板的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时将其复位并固定好。浇筑后保证14天的养护，防止出现裂缝。

6结语

通过本项目水中承台施工总体是顺利的，工程竣工后没有发现裂纹现象，所采取的措施是形之有效的。该桥承台施工利用钢套箱围堰、卷扬机下放关键技术保证工程质量，为同类技术难题的处理提供参考。

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