水中无底钢套箱围堰承台施工探讨

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1、水中无底钢套箱围堰承台施工探讨摘要：水中承台及桥墩的施工，需要我们设计安装一套阻水结构，钢套箱围堰则正是这样一套结构，其可以通过围堰和封底混凝土有效防止水流影响施工。本文结合某大桥工程的实际施工环境，详细分析了水中无底钢套箱围堰的施工方案，围绕其设计、制作到安装、封底等全过程，均做了一定的探讨，旨在为类似工程的开展提供参考。关键词：钢套箱围堰；承台；施工；设计；安装中图分类号：TU71文献标识码：A部分承台高度较低，其顶部位于河面一下，难以采用常规施工方案，需要利用到本文探讨的钢套箱围堰。这种围堰外形呈井筒状，在井内挖土，钢套箱即会因为重力的关系下降到设计标高，这时通过混凝土

2、封底，即可为水上结构提供良好的施工环境。因为钢套箱围堰具备埋深大、整体性及稳定性高、能承受较大荷载等优点，且施工工艺较为成熟，因此在桥梁工程中得到了广泛的阴功。一、工程概况本工程位于我国南方某地，桥位处河面宽接近300米，一般情况下，其下水位在（4~6）米的范围内，平均（4.67±0.46）米，但由于靠近水库，泄洪时水位会出现较大的变动。7桥梁设计全长761.5米，桥面宽23米，其中主桥416米，划分为5段箱梁，长度比为57:91:120:91:57。一侧引桥225米，划分外9段箱梁，每段25米。另一侧引桥125米，划分为5段箱梁，每段25米。因工程下部结构为钻孔注浆桩、混凝

3、土承台和墩柱，为了有效施工，必须采用钢套箱围堰阻水。二、钢套箱设计1、设计数据分析钢套箱围堰承受的荷载，主要是抽水后土与水施加的压力，然而在具体施工过程中，还不得不考虑施工、起吊、浇注混凝土过程中施加在其上的压力。首先，根据现场水文观察结果，确定钢套箱顶标高为设计高水位（+3米）与安全高度（+1m）之和，即+4米。随后，综合分析施工要求和环境要求，确定钢套箱围堰的外形为长方体，长宽高分别为20.5米、11.5米和6.5米，其内径为长方形，长宽分别为19.7米、10.7米，壁厚0.8米。承台的长宽厚分别为18.6米、9.6米和3.5米，端面为直径10.7米的圆形。钢套箱每侧均留

4、有0.55米的空间，以保证装模及套箱有效安装。7与此同时，还应该确定侧板底面标高为-2.5米，由此得出钢套箱总高度为6.5米；至于承台混凝土，其底部标高应该为-1.2米，顶部标高则为0米；确定封底混凝土的位置，其底标高为-2.5米，考虑承台底的位置及隔水层的高度（0.15米），封底混凝土因厚1.15米。2、设计方案从上面的数据不难看出，钢套箱体积较为庞大，不利用大型起吊装置，显然无法整体拼装并下放，因此必须分解为片件，加工完毕后，转移至现场进行组装，继而下放。结合工程需求，施工队伍决定将其分解为多个组件，于岸上加工并初拼确认加工效果后进行后续施工。组件的拆分遵循如下原则：①组

5、件分别属于钢套箱的三大功能结构，而不存在交叉。这三大功能结构分别为：侧板、封底混凝土、内支撑。②结构简单，加工较为方便。在本例中，我们选取单壁钢作为侧板结构，且将其长边每边分成4块、短边每边分成2块，形成了共12块钢套箱片件，各片通过螺栓固定，并缠绕橡胶带止水，且保证转角螺栓在外，而其他螺栓在内，以方便初装和组装。3、设计计算7首先，设计计算侧板结构。侧板主要承受水平应力，其工况又可以具体非为两种：①抽水加内支撑过程，此时钢套箱仅承受土体与水体的压力，其合力主要由外向内；②承台混凝土浇筑完成后，此时承台则会对钢套箱施加一个由内向外的力，侧板承受的力会有所变化。侧板的计算内容，

6、主要包括：计算拼接及焊接位置的内力，计算侧板变形计应力，校验内支撑系统的变形等。其次，计算钢套箱的下沉量。主要用于吊装辅件的设计，需要得出钢套箱重量的准确数据，并以拼装完成并开始下沉时的各种数据为准进行计算。再次，计算抗浮力。钢套箱下方后、承台混凝土浇筑前的整个阶段，必须保证钢套箱不会因为浮力而不稳，因此需要使得钢套箱和封底混凝土的自重与粘接力之和，不低于浮力，一般为了保证安全，我们还会把粘接力作为安全储备而不予考虑。三、钢套箱施工1、流程浅析首先，以履带、抓斗平整水底泥层至-2.5米；随后，利用平台、便桥、桩基、贝雷梁等，于恰当位置完成钢套箱的安装，同时整平基底；接下来浇筑

7、封底混凝土，强度为C30，并对混凝土进行保护，维持钢套箱内外水头差不超过0.5米；最后待混凝土强度达到85%后，抽水凿桩头。至此，无底钢套箱围堰已基本完工，后续即可开始承台施工与墩身施工。施工完毕后，拆除钢套箱。部分重要过程分析如下：2、钢套箱施工重要过程7首先，钢套箱在岸上加工完毕后，必须进行初拼，以确定加工质量，初拼后还应对组件进行编号，以避免河中施工出现拼装错误。加工完毕后，需要涂防锈漆及面漆。其次，基坑开挖过程中，可以挖低但不宜挖高，遇到死角，需要另派潜水员清理，标高必须要经过有效的确认。再次，