钢套箱围堰施工工艺设计.docx

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钢套箱围堰施工工艺设计

钢套箱围堰施工工艺

一工艺概述

适用于流速小、埋置不深、覆盖层较薄、平坦岩石河床的水中基础，也可以修建桩基承台。

无底套箱用木板、钢板或钢丝水泥制成，内部设钢木支撑。

根据工地起吊、移运能力和现场实际情况，钢套箱可制成整体式或装配式，并采取相应措施，防止套箱接缝渗漏。

钢套箱具有可靠的整体性和良好的防水性，亦有利于分块拼装重复使用。

与土石围堰相比不仅节约填筑工程量，而且减少对河流的污染，减少挖基数量，桥梁钻孔桩使用钢套箱顶搭设钻机的工作平台和修筑承台底板的操作平台，既是围水设备又可作为基础或承台施工模板使用，如果相同结构型式墩台基础数量较多，钢套箱能周转使用时，则更不失为一种工程费用低，工期短的施工方法。

二适用条件

适用于水深较深，地质条件较差无法采用钢板桩围堰的桥梁工程承台施工。

三作业内容

钢套箱围堰基础施工主要作业内容分为准备、制表、就位、下沉、清基和灌注水下混凝土、套箱的拆除等程序。

施工准备时用2―4艘20吨船只组成工作平台；制作系在岸上加工拼装组件，运往工作平台组成工作无底套箱；就位系将工作平台浮运或吊运至基础位置，按测量控制就位；下沉时将套箱吊起，拆去工作平台上的脚手架，慢慢下沉。

钢套箱围堰承台施工工艺主要作业内容为：

钢套箱的加工试拼、工作平台搭设测定桩位、钢套箱的吊装、钢套箱在桩顶就位、封底混凝土灌注、排水、凿除桩头、吊装钢筋骨架灌注承台混凝土、养护、拆促钢套箱。

四质量标准及检验方法

序号

项目

允许偏差

检验方法

1

内侧平面尺寸

长、宽

长、宽的1/700

尺量检查不少于2处

2

对角线

对角线的1/500

尺量上、下口

3

围堰中线扭角

1°

测量检查

4

围堰倾斜度

箱高的1/50

5

围堰做承台外模时轴线偏位

15mm

五施工准备

1钢套箱围堰基础施工准备

1）应根据桥梁工程要求、河道水位要求、流速大小以及移动设备要求，做好钢套箱的施工工艺设计。

2）做好墩台基础的测量放样标志工作。

3）做好钢材、机械设备的到场、天气预报等工作。

2钢套箱围堰施工准备

1）深水桩基础或沉井基础已经施工完毕。

2）根据河道的水流、水位情况，做好通航等工作。

3）在桩顶上搭设脚手平台，测定桩的位置及安装吊箱时作为导向之用，在墩位上选出10根桩，每根桩上套上一个特制桩帽。

3组织技术交底和技术培训。

六施工机械及工艺装备

为拼装、拆卸、吊装的方便，钢套箱每节高约2.5m，一般采用薄钢板制成长约2.5—4.0m、宽1.0—1.5m的钢模板，模板四周采用角钢焊接作为骨架，中间用角钢焊接作为骨架，中间用用角钢或槽钢焊成肋条，其间距可根据强度需要酌定。

为便于拼装，钢模版可制成中间模板和角模板两种，模板间设5――8mm防水橡胶垫圈，用螺栓联接成型。

高桩承台有底钢套箱围堰系有底的钢制围堰，型如开口箱体，兼做浇筑承台混凝土模板。

它由底板、侧板、扁担梁或固定托架、吊杆、连接系等组成。

七工艺及质量控制流程

工艺及质量控制流程见框图

八工艺步序说明

1钢套箱施工工艺

1）工作平台拼装和就位

用2－4艘20吨船只组成工作平台，将工作平台浮运或吊运之基础位置，按测量控制就位。

2）钢套箱的制作

制作系在岸上或工厂加工拼装组件，运往工作平台组装成无底钢套箱。

钢套箱组件的制作宜在工厂进行，按工艺设计将模板制成后拼装，然后分组、编号、上油保护。

所用橡胶防水垫圈和连接螺栓等设专箱存放，与钢套箱钢模一起运送到工作平台待用组装。

保证钢套箱拼节严密，防止接缝渗水。

可在连接板缝口上喷涂1层厚1.0~1.5mm防水胶，再加垫1层10mm厚、与接缝同宽的泡沫橡胶垫。

拼装好后，在节缝的内外侧各涂防水胶1道，贴玻璃丝布1层，再涂防水胶1道。

3）钢套箱安装准备

（1）根据天气预报，选择水流速度小于2m/s、风速小于5级、波高小于1.0m的晴朗天气进行。

（2）准备钢套箱下水、浮运设备，完成必要的检算工作。

（3）在钢套箱承重梁上铺设操作平台，平台上备置套箱加固、封孔材料、倒链葫芦、焊割设备等工具。

在承重梁处挂供工作人员上下的爬梯。

（4）在墩位处安装钢套箱接引定位设施。

（5）准备航道，设置安全设施。

4）钢套箱的下沉

下沉套箱前，应清除河床表面障碍物，然后用浮吊船将钢套箱吊起，拆去工作台上脚手架，对准墩位的接引装置后吊缆徐徐放松，使钢套箱依靠自重漫漫下沉。

5）清基封底

要解决好无底钢套箱底部因与土或岩层接触面不均匀密合产生的渗漏，需先由潜水工将套箱脚与岩面间空隙部分的泥砂软层清除干净，然后在无底钢套箱脚堆码一圈砂袋，作为封堵砂浆的内模，再用布袋或水桶盛1：

1水泥砂浆，缓慢吊送给潜水工，由潜水工将砂袋轻轻倒入无底钢套箱壁脚底与砂袋之间以增强封堵效果，防止清基时沙砾涌入套箱内。

如因无底钢套箱本身变形而发生的渗漏，可用棉絮在内侧嵌噻，同时在漏缝外侧撒大量的木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。

清基可以才应水下挖基，用吹砂吸泥或静水挖抓泥沙的办法；当排干水后，清凿风化岩层时，若仍有少量渗水，则设置集水井，将水排出井外。

2钢套箱围堰承台施工工艺

1）有底钢套箱围堰加工与试拼装

为了保证有底钢套箱的加工精度，在和岸上找一较为开阔的场地，夯实并用水泥砂浆抹平，用钢板、型钢搭设简易的工作平台，在其上放样加工。

钢板下料采用剪切机和自动切割机。

加工吊箱时严格控制栓接面顺直平整，确保栓接处的密封橡胶条的密贴。

为保证栓接孔位置的准确，采用配钻的加工方法。

有底钢套箱试拼工作在工地钢结构加工场进行，搭设高约1m的支架，测量放线确定位置，在支架上先放2跟托梁，然后吊放3块底模，调整底模的尺寸和水平，符合要求后，将底模临时点焊固定。

侧模拼装从长方向中间开始，顺序延伸，最后拼装短方向并合拢。

侧模试拼过程中，应检测侧模与侧模、侧模与底模的栓孔连接情况。

安装侧模平面尺寸、垂直度及对角线方正情况。

有底钢套箱结构合理，受力明确，具有抗浮力、防渗力、漏水等功能。

钢套箱可在施工现场加工，减少工厂加工造成的运输费用，降低有底钢套箱的成本。

有底钢套箱可以多次周转使用，除底模因伸入桩基无法拆除外，其余个部件均能拆除，多次倒用，减少加工数量，节约材料。

有底钢套箱抗浮力的关键技术：

在有底钢套箱侧模与主梁间安放并楔紧工字钢，当水位上升、浮力大于钢套箱重量时，通过侧模、底模、底模托架、立柱等将力传至桩基，让桩基承受浮力。

另外，在有底钢套箱侧模的上部警戒水位线处，设置4~6个进水孔，以防汛期施工承台封底混凝土施工完成后灌第一次承台混凝土前，水位突然升高引起浮力过大，造成有底钢套箱及封底混凝土的破坏。

有底钢套箱防渗漏水的关键技术：

在有底钢套箱连接采用螺栓连接并夹入槽形橡胶条密封，以防渗漏水；有底钢套箱底模预留孔与桩基钢护同间有一定缝隙，在有底钢套箱安装完毕后，沿钢护筒外缘设两块半圆环形钢板，然后将水泥袋沿钢护筒外缘绕一圈，保证水下封底混凝土不漏浆；水下封底混凝土是有底钢套箱防渗漏的主体，并且与底模共同承载承台混凝土重量，应确保水下封底混凝土的灌筑质量。

2）搭设脚手架平台、测定桩位

在桩顶搭脚手平台，用交会法测出桥墩的纵横中心轴线，并测出桩顶的中心线和高程。

3）有底钢套箱吊装

在有底钢套箱安装前，应调查水文资料，掌握桥址处吊箱施工期的水位预报资料，在有底钢套箱安装前2~3d昼夜连续实测水位变化情况，并做分析比较；对水中墩现有桩护筒的实际位置准确测量绘图，施工平台钢管桩的位置也要考虑是否影响有底钢套箱的安装、下沉，调查承台处是否有影响有底钢套箱施工的其他障碍物；做好拆除施工平台的工作，并准备好吊装有底钢套箱立柱的准确位置后将立柱吊入桩基内，高程误差不大于5mm,垂直度不大于1/1000，并灌筑不低于桩基强度等级的混凝土。

陆地用160KN汽车吊机将底模装在1台8t长板汽车上运至河边码头，吊车卸车装船。

用一艘1000kn平板驳船在其上搭设支架，按相对位置先放托梁再按顺序放底模，其平整度及各部尺寸符合要求后，在底模上将吊杆及其护筒安装好，并将吊点焊在底模上。

用拖船将平板驳船运至墩位，在低潮位时，用3000KN浮吊将底模缓缓吊起，沿钢护筒的边缘缓慢下降，然后用10个100KN倒链替换浮吊，以便进行侧模与侧模、侧模与底模的螺栓连接。

将有底钢套箱内的内模支撑及拉筋安装好，侧模的整体尺寸通过支撑、拉筋和螺栓来调整，使之符合施工图要求。

有底钢套箱底模侧模安装完毕后，用倒链将有底钢套箱沿护筒下降至施工图高程。

用浮吊安装抗浮工字钢及主梁，将主梁与立柱焊接牢固，并将主梁、工字钢、侧模之间塞紧以便共同受力。

安装上部吊杆的锚具、锚梁及垫板。

吊杆为吊箱的生根受力部件，材料为32精扎螺纹钢筋，可多次使用。

在低水位时将有底钢套箱内的10个倒链的吊钩拆除，完成有底钢套箱受力的转换。

用2块半圆的环形钢板沿护筒套下去，并用水泥袋将护筒与底模的空隙堵住。

4）灌筑封底水下土

有底钢套箱就位后，灌注一定厚度水下混凝土封底。

有底钢套箱底面积较大，一次封底较为困难。

施工时，用薄钢板根据钢护筒的位置，将底模分为若干块。

每次依次用移动式导管灌注水下封底混凝土。

在低水位时抽水检查封底混凝土的质量，如有漏水可用水泥袋进行堵漏。

切除有底钢套箱内钢护筒，封底混凝土表面凿毛，清理干净，清除有底钢套箱内的积水。

5）抽水、凿桩头、绑扎承台钢筋骨架

6）灌注承台混凝土

有底钢套箱受力是按分层灌注混凝土设计的，承台混凝土分3次灌注。

用混凝土输送泵贯注，插入式振捣棒振捣。

当下层混凝土强度达到施工图标示强度的80%时方可灌注上一层混凝土。

灌注混凝土自中心开始对称向两端延伸，以保证有底钢套箱及下一层混凝土均匀受力。

7）有底钢套箱的拆除

拆除有底钢套箱上平台，割断钢筋，用起重船将有底钢套箱侧板逐块拆除。

有底钢套箱内的支撑随承台混凝土分层灌注逐层拆除，未灌注部分的支撑暂不拆除，吊走主梁及抗浮工字钢。

潜水员将水中侧模与底模的连接螺栓和侧模间的连接螺栓拆除，其余螺栓水上拆除。

先拆除短边侧模，然后拆除长边侧模。

九生产效率及材料消耗

1生产效率

生产效率主要取决于钢套箱拼装速度和定位下沉效率，拼装一般30天左右，基础开挖10天左右，承台砼灌筑3天左右。

2材料消耗

主要有钢板、型钢、混凝土等。

十安全生产与环境保护

钢套箱结构复杂，吊装繁琐。

特别注意施工过程中，吊车的安全情况，以及加强对施工平台安全监测，对套箱变形等观测。

施工过程中，必须做好河道环境的保护工作，不能将垃圾随意丢弃在河道中。