官廳湖大橋承臺吊箱圍堰法施工簡介

許忠印

(河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司)

1 前 言

近年來,國家重點發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),越來越多橋梁跨越大江、大河、水庫、湖泊。由于水深,施工環(huán)保要求受到業(yè)主廣泛重視,橋墩基礎(chǔ)設(shè)計時多采用高樁承臺。各設(shè)計單位在做承臺施工圖設(shè)計時,多要求采有圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行承臺、墩身施工。吊箱圍堰結(jié)構(gòu)是施工單位常選方案之一。

吊箱圍堰立于橋墩設(shè)計位置處,通過底板水下混凝土封底,將圍堰與已完成的樁基礎(chǔ)凝固成一體,將圍堰內(nèi)水抽干,使承臺、墩身由水上施工變成陸地施工。圍堰結(jié)構(gòu)承受四周水壓力及抽水造成的浮力,同時也承受承臺施工時混凝土自重及施工輔助物重量。以京張高速公路官廳湖大橋主橋15#墩承臺施工所采用的吊箱圍堰為例,對起施工工序及關(guān)鍵點進(jìn)行論述。

2 吊箱圍堰結(jié)構(gòu)

吊箱圍堰采用雙壁圍堰結(jié)構(gòu),底板與側(cè)板焊為一體,底板在設(shè)計樁位處預(yù)留鉆孔護(hù)筒位置,便于圍堰順利下放。

圍堰內(nèi)壁靜空尺寸 12.0m×12.0m,雙壁厚度為0.8m,重量 113.4t,其中底板重量 21.3t,壁板重 92.1t。

圍堰內(nèi)外壁板均采用6mm鋼板拼焊成整體。

圍堰雙壁之間采用內(nèi)桁架予以加固,將內(nèi)外壁板焊牢形成整體。豎向行架間距為 1m/道,水平行架間距為0.9m/道。

圍堰每邊設(shè)置兩道隔艙板,將角艙與中艙分開,便于施工中調(diào)整其下沉高度。

圍堰在橋軸線中心方向設(shè)置兩道起吊板,作為下沉施工中的吊點。

圍堰底板采用型鋼分配梁與底面模焊聯(lián)一體形式,分配梁上沒有吊掛點。當(dāng)圍堰下沉到位后,在吊掛點與鉆孔護(hù)筒上牛腿間設(shè)吊桿相連,承受封底混凝土重量及圍堰結(jié)構(gòu)自身重量。

3 吊箱圍堰施工程序

鉆孔樁施工完畢,圍堰分塊予制搭設(shè)圍堰,安裝平臺安裝吊箱圍堰低板分配梁安裝底板測量放樣底節(jié)圍堰組拼焊接中節(jié)圍堰組拼吊點牛腿焊接圍堰整體吊放系統(tǒng)安裝圍堰吊放下沉就位圍堰轉(zhuǎn)移到吊點牛腿上水下底板堵縫布置導(dǎo)管圍堰水下混凝土封底抽水施工承臺。

4 吊箱圍堰加工制造

圍堰整體重量大、體積大、運輸起吊很不方便,在加工予制吊箱圍堰結(jié)構(gòu)時根據(jù)施工起吊能力,采用豎向分節(jié),水平分塊的方法予制加工,每塊由鋼結(jié)構(gòu)加工車間加工成型,在墩位處平臺上將各件組拼成整體。

每塊加工工序:搭設(shè)加工工作平臺制造定位胎具圍堰雙壁桁架予制成型內(nèi)壁板拼焊,外壁板拼焊杵 架與內(nèi)壁板組焊與外壁板組焊成型。

加工單塊圍堰,特別要求:隔艙板與內(nèi)外壁板焊接無夾渣,無砂眼裂紋,不漏水,內(nèi)腔外腔壁板拼焊時不漏水,防止抽水時滲漏,不易堵塞。

雙壁之間桁架是圍堰受力主要結(jié)構(gòu),豎向弦桿,橫向弦桿接頭在加工時,都應(yīng)當(dāng)采用等強(qiáng)焊接。

5 吊箱圍堰安裝

橋墩各鉆孔樁施工完畢,各樁鉆孔筒保留,利用該鉆孔護(hù)筒搭設(shè)組拼平臺,在平臺上將圍堰組焊成型,然后利有鉆孔護(hù)筒設(shè)置圍堰起吊大梁,將圍堰整體下放到設(shè)計位置固定。

組裝平臺搭設(shè)在水面以上 1.5～2.0m處根據(jù)底板分配梁方向在每只護(hù)筒壁上焊鋼牛腿,形成安裝平臺,各個牛腿頂面處于同一水平面上。

底板分配梁安放就位后,將各分配梁統(tǒng)一抄墊平整,組焊成一件。然后鋪設(shè)底面板。并注意保持面板與鉆孔護(hù)筒壁之間有一定空隙(一般為 10cm)便于整體下放。

圍堰側(cè)壁安裝時,先在底板上按設(shè)計位置放線,放出側(cè)壁位置邊界線,予制的圍堰塊件按其邊界線對位,組拼,焊接成整體。

圍堰起吊梁支承在鉆孔護(hù)筒上,其上設(shè)置吊點與圍堰上吊點在同一鉛垂線上,兩吊點之間采用滑車組系統(tǒng)將圍堰提起下放。

圍堰下沉?xí)r要求兩吊點同步,四周平穩(wěn)均勻下放,進(jìn)入水中后通過向圍堰艙內(nèi)注水,保持圍堰均勻下沉及不傾斜。

下沉到設(shè)計標(biāo)高后。圍堰調(diào)平,用吊桿將圍堰底板與鉆孔護(hù)筒上牛腿收緊,慢慢放松起吊滑車組系統(tǒng),完成受力轉(zhuǎn)換工作。

6 吊箱圍堰封底

圍堰沉入水中,將圍堰底部封死,使之抽水后能承受箱體產(chǎn)生的浮力,是保證承臺正常施工的關(guān)鍵。

封底采用水下混凝土填充密封,當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,即可抽水清理基坑,進(jìn)行承臺施工。

封底前,圍堰底板與鉆孔樁護(hù)筒之間縫隙用水泥砂袋填滿,克服封底混凝土冒出圍堰底板現(xiàn)象。

水封混凝土填充時,水封導(dǎo)管按流動半徑不大于 2.5m進(jìn)行布置,由周邊往中間均勻澆注。填充厚度,由抽水浮力計算,要求樁與水封混凝土側(cè)壁附著阻力大于(浮力一圍堰重一水封混凝土重)1.3倍。

7 承臺施工

水下封底混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,將圍堰內(nèi)水抽干,清除圍堰內(nèi)淤積物,切除圍堰吊桿,將鉆孔護(hù)筒按設(shè)計標(biāo)高切割掉,鑿除樁頭,在圍堰內(nèi)進(jìn)行安裝模板,綁扎鋼筋及灌注承臺混凝土等常規(guī)作業(yè),也可以用圍堰內(nèi)壁作承臺模板施工。

8 結(jié) 論

采用吊箱圍堰法進(jìn)行施工,對于深水橋墩高樁承臺是一種可靠的施工方法,與其他圍堰形式比較,有較大優(yōu)勢:其一,圍堰斷面形式可以多樣,施工難度相對小,施工控制容易;其二,適用水深范圍大,能適應(yīng) 5～20m水深范圍,甚至更大水深;其三,圍堰剛結(jié)構(gòu)工程量小;其四,工程造價低。

吊箱圍堰結(jié)構(gòu)能為承臺施工提供一個安全的水下工作平臺,使承臺施工由水下作業(yè)變?yōu)樗献鳂I(yè);鋼筋安裝,混凝土澆注等工序施工質(zhì)量得到充分保證。對以后的水中基礎(chǔ)工程施工具有較強(qiáng)的借鑒作用。