鋼吊箱圍堰在橋梁深水基礎實踐分析

莫小榮

(吉安市公路勘察設計院，江西吉安343000)

1 工程概況

某大型橋梁項目在設計中，選擇應用三跨預應力連續(xù)箱梁的結構形式，在橋梁兩側(cè)設置有引橋結構，其主要結構形式分別是30m、35m 的預應力混凝土組合箱梁，橋梁跨度尺寸符合實際應用標準。4-13#橋墩全部處于水中，其中的4-9#墩承臺為深水高樁承臺的結構。從本次工程的地質(zhì)勘查結論分析后確定，按照該項目的具體情況，在4-9#墩中，采取的是單壁有底鋼吊箱圍堰支護的結構形式，以滿足工程技術標準要求。

2 鋼吊箱圍堰的結構組成

2.1 底板

底板是主要的鋼吊箱與鋼套箱圍堰的區(qū)分結構形式，其主要的作用是承載豎向受力。鋼吊箱底部設置的結構包含有型鋼網(wǎng)格分配底板、空間析架式底板兩種。分配梁底板結構的施工相對較為簡單，安裝操作也比較方便，所以被大量的應用到橋梁工程中。

2.2 側(cè)板

側(cè)板的作用是承載水流或者波浪的作用力，是主要的受力結構，其一般可以分為單壁圍堰、雙壁圍堰的形式。本次橋梁工程最終選擇使用結構形式為單壁圍堰。

2.3 懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)的運行以鉆孔樁鋼護筒為主要結構部分，包含吊桿、縱、橫以及鋼護筒等結構。橫梁支點通常是設置到牛腿處，橫梁的作用就是把懸吊受到的荷載利用鋼護筒直接傳輸給樁基?？偭旱淖饔檬堑鯒U支撐，然后將該部位存在的荷載傳輸給橫梁。吊桿上部直接固定到支架的縱梁上，下部則直接固定在底板吊梁結構上。吊桿結構可以將吊箱自重以及封底混凝土自重全部傳輸給縱梁，保持結構的穩(wěn)定性與安全性。

2.4 定位系統(tǒng)

因鋼吊箱在進入到水中的過程，會受到流水壓力的持續(xù)性作用而發(fā)生位移情況。為了能夠及時調(diào)整鋼吊箱的位置，保證下沉順利進行，需要在現(xiàn)場設置定位系統(tǒng)。水流比較小的情況下，通過導鏈牽引、抽注水等方式實現(xiàn)定位；如果水流速度較快，則要采取定位船進行定位。

3 鋼吊箱施工

3.1 施工前的準備工作

正式施工前，先進行現(xiàn)場地質(zhì)條件的調(diào)查和分析，且要了解具體的情況，測量河床標高，對于給局部河床產(chǎn)生影響的障礙物，要及時展開清理處理，可以選擇使用多種工具和器械，將原鉆孔平臺直接拆除，以滿足正常施工的要求。

3.2 工藝流程

首先在陸地上將所有的吊箱進行制作，一般是分塊的制作方式，檢查合格后應用拖輪浮拖的方式移動到指定區(qū)域，浮吊起吊箱，并且把吊箱直接下入到鋼護筒內(nèi)。給內(nèi)部進行注水，保證吊箱底部在護筒頂部標高以下，就可以進行懸吊部位的安裝，并且持續(xù)注水下沉。在下沉到規(guī)定位置上，進行糾正和堵漏處理，防止護筒與鋼吊箱之間存在過大的間隙，一般應用砂袋即可。進行封底混凝土澆筑施工，保證基底有效的處理，鑿除樁頭結構，開展承臺結構施工。上述施工環(huán)節(jié)結束后，及時進行檢查驗收，合格后拆除套箱模板[1]。

3.2.1 鋼吊箱拼裝

鋼吊箱的加工、拼接都需要在陸地上完成，嚴格執(zhí)行設計方案要求，保證側(cè)模、底模的質(zhì)量合格，不會存在質(zhì)量問題。吊箱底板的材質(zhì)是鋼材，按照測量放樣的結論進行底部拼裝施工，并且合理地利用鋼板焊接作業(yè)，將底板組合形成整體的結構。吊箱側(cè)板需要放置在底板上，應用Φ16 螺栓連接，模板之間加入膠條密封處理，避免發(fā)生滲水。吊箱拼裝結束后，通過浮船把吊箱直接運輸?shù)蕉瘴簧希酉聛砭涂梢赃M行下沉鋼吊箱程序。

3.2.2 鋼吊箱下沉

鋼吊箱拼接工作結束之后，和底板同時進行下沉作業(yè)，鋼吊箱下沉的過程中，應用20t 浮吊下方作業(yè)，提前在現(xiàn)場焊接扁擔，計算確定下放的高度尺寸，并且利用鋼吊箱標注到規(guī)定的標高部位上，下放的部位為扁擔橫放的鋼護高度。要想使得鋼吊箱的下放達到均勻、慢速的要求，通常在下降0.5m 的位置就要進行位置、垂直度的觀察，符合設計要求才能繼續(xù)施工。鋼吊箱下沉到規(guī)定部位，進行測量校對處理，保證底板頂面與標高達到設計要求，并且做好整個結構的檢測試驗，且要做好定位錨固處理。吊箱最上部的結構中，豎直背肋和套箱外部的臨時支撐鋼管樁需要和承重梁結構連接，且要安裝反壓受力牛腿，確保與鋼管樁的連接達到穩(wěn)固性標準，不會發(fā)生下沉、上浮、偏位等問題。套吊底板與主護筒的間隙比較大時，需要在護筒周邊區(qū)域內(nèi)安裝鋼板條的方法堵蓋處理；縫隙較小的情況下，通過麻繩塞堵等方式做封閉處理的效果，避免發(fā)生滲漏的問題[2]。

3.2.3 封底

根據(jù)現(xiàn)場情況計算確定導管作用半徑，保證導管設置符合要求，且要依據(jù)導管埋設深度明確首批混凝土澆筑數(shù)量，選擇最佳料斗尺寸。通過吊車把導管料斗安裝到指定部位，封底結構應用C20 素混凝土施工，承臺結構的封底厚度為50cm，單個承臺結構使用的混凝土為12m3。封底混凝土需在現(xiàn)場制作，利用混凝土罐車運輸，通過泵車輸送到澆筑部位上，完成澆筑作業(yè)施工。封底混凝土澆筑時，嚴格落實導管埋深尺寸的控制，防止導致導管提空進水的情況。澆筑順序是先周圍后中心，與混凝土面保持一致性。澆筑施工保持連續(xù)進行，工作人員及時進行下料作業(yè)，在澆筑基本結束時，需要增加坍落度，且要增大導管埋深尺寸，保證混凝土均勻擴散到各個位置上，表面達到平整性的要求。封底結束前，需要嚴格執(zhí)行吊箱側(cè)板、底板以及護筒的密封性檢測，使封底結構施工的質(zhì)量合格[3]。

3.2.4 封底混凝土檢查、破樁頭

封底混凝土全部澆筑施工結束且底部結構強度達到標準要求后，立即抽水檢測混凝土結構的質(zhì)量，達到技術標準才能繼續(xù)進行承臺鋼筋綁扎、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)的施工。護筒割除前，應該做好底部沉渣的檢測，并且需要進行護筒割除處理，完成后需要使用空壓機實施樁頭鑿除處理，且確保其嵌入到承臺內(nèi)部20cm。

3.2.5 吊箱的拆除

承臺結構混凝土達到設計要求的85%之后，就能夠?qū)⒌跸淠０宀鸪?。鋼吊箱拆除兩?cè)側(cè)模，首先需要割除吊箱與外側(cè)鋼管的連接槽鋼，然后是將側(cè)模與橫向結構連接的工字鋼拆除，并且由潛水員進入到地下拆除側(cè)模與底模結構的螺栓，直到將整個模板全部拆除。拆掉的模板在表面清理后要及時涂抹脫模劑，保證后續(xù)作業(yè)施工可以正常使用，不會造成模板損壞和工程質(zhì)量的問題。

4 施工注意事項

在橋梁深水基礎工程項目施工階段，為了能夠保證鋼吊箱圍巖技術的應用效果能夠正常發(fā)揮，在施工的環(huán)節(jié)中需要嚴格的從鋼吊箱圍堰的制作以及應用過程做好各方面的質(zhì)量管理，保證技術的應用效果能夠發(fā)揮出來。

其一，進行鋼吊箱板材制作的過程中，對于選擇的材料需要滿足現(xiàn)行行業(yè)標準的規(guī)范要求，還有工程項目的施工需求。

其二，焊接階段需要做好鋼吊箱焊接質(zhì)量的控制，并且在焊接完成之后務必做好水密性的檢查，只有各方面的施工參數(shù)達到規(guī)范需要，才能夠進行下沉作業(yè)。

其三，施工環(huán)節(jié)需要做好鋼吊箱的尺寸檢查，使其能夠與承臺尺寸一致，將誤差范圍控制在允許的標準范圍內(nèi)。

其四，作業(yè)施工之前要求相關作業(yè)人員全面做好技術交底工作，并且組織工作人員對設計圖紙進行研究以及核對，如對工序存在意義要及時提出意見，確認無誤后方可開展相關施工作業(yè)。此外，還需要做好相關人員技能培訓以及安全培訓，使其能夠在項目開展的階段中按照規(guī)范的要求作業(yè)，確保作業(yè)人員具備鋼吊箱下沉施工作所需的理論知識與應急能力。

其五，下沉作業(yè)的階段需要嚴格地做好鋼吊箱的穩(wěn)定性控制，使其能夠緩慢地進入到水位之中。隨后在施工過程中，同時在作業(yè)的階段還需要安排施工人員在現(xiàn)場進行指揮，避免違規(guī)操作失誤而出現(xiàn)的各種安全質(zhì)量問題，項目完成之后要及時地退出施工場地。

5 結語

鋼吊箱圍堰施工技術在橋梁深水基礎施工中有著極為重要的作用，發(fā)揮出該工藝的優(yōu)勢，提高橋梁施工質(zhì)量水平，完全滿足工程技術標準，符合現(xiàn)場施工要求，確保施工更加的方便、快捷，施工難度也會下降，節(jié)約人力、物力、財力，綜合效益較好，未來可以有更廣泛的應用。