双壁钢吊箱围堰施工技术研究

胡心龙

摘    要：深水桥梁桩基础的防水构筑物主要包括钢板桩围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰等。其中，钢吊箱围堰作为桥梁基础施工中的阻水结构，具有施工工期短、不用沉入河床、受水流速度影响小、材料用量少等特点，已被广泛的应用于深水桥梁桩基础施工中。本文以位于三峡库区的秭归童庄河渡改桥工程的3号主墩基础施工为背景，较详细的研究了钢吊箱围堰现场施工技术。

目前，三峡旅游经济带仍有很大发展潜力，而发展区域特色经济，交通顺畅、便利是先决条件。三峡库区是湖北长江的中心地段，是交通规划的重点区域，桥梁建设工程将越来越多。因此，总结一套完整的三峡库区双壁钢吊箱围堰现场施工工艺，为后续的工程建设提供参考，具有十分重要的意义。

关键词：深水桩基;钢吊箱围堰;施工技术

1  引言

桥梁在山水地区跨越障碍、缩短路线时发挥很大作用，而各地区之间的交流往来变得频繁、快速、高效，也对桥梁的技术标准和质量安全提出更高要求。桥梁的跨径和宽度在变大，基础长度和入水深度也在加长加深，那么正确合理的设计施工，不仅节约成本，也对桥梁的质量提供保障。目前深水桥梁桩基础采用围堰的施工方法在我国的桥梁建设中已得到广泛应用。

2  钢吊箱围堰结构选择

钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构，其作用是通过围堰底板、侧板和封底混凝土围水，构造无水的施工环境。钢吊箱围堰由底板、侧板、及吊挂系统组成。童庄河渡改桥3#主墩承台底标高为+143.27m，与三峡库区在枯水期时水位标高十分接近，但比河床面高32m;当库区在蓄水期时，水面比河床面高62m。因此采用钢吊箱围堰是最优的办法。

（1）钢吊箱围堰底板既作为封底的底模，也充当桩基施工的钻孔平台。因此，先在岸边的两条完成刚性连接的驳船上组拼底板，然后浮运至墩位处抛锚定位，再施工桩基。底板的材料和结构设计要能抵抗封底底面至水面最大高差时产生的浮力。底板由主龙骨、次龙骨、面板及堵漏板组成。其中龙骨材质为Q345B，面板和堵漏板材质为Q235B。主龙骨采用HN900×300型钢，次龙骨采用HM390×300型钢，面板由工10和6mm花纹钢板组成;待桩基施工完成、围堰底板侧板安装后，将8mm钢板组成的堵漏板安装在桩基与底板的空隙处。

（2）钢吊箱围堰侧板一般有单壁和双壁两种。单壁结构简单、制作方便，用钢量少，但是比双壁结构刚度小、密封性差。双壁有内外壁板，由环板和竖肋连接，制作复杂，用钢量大，但适用于深水且水位循环涨落的施工环境。尽管3号主墩承台为矩形，但考虑到安全的施工环境、工期、工况、围堰封底和浇筑情况，采用圆形双壁钢吊箱围堰是最合理的。通过计算，围堰外径设计为33.2m，壁厚1.5m，总高38.042m，分三节，每个节段分成24块。围堰内外壁板均采用8mm厚钢板，环板为20mm钢板，竖肋为75x50x6角钢，均为Q235B材质。

（3）钢吊箱围堰的吊挂系统由吊挂分配梁、锚固分配梁、钢绞线和液压连续千斤顶组成。吊挂梁安装在钢护筒上，锚固梁安装在围堰底板下方，二者通过钢绞线连接。围堰提升下放的高度由液压千斤顶的智能系统进行精确控制。按最不利工况进行结构计算，吊挂梁采用HN900型钢，锚固梁采用双拼工45c型钢，均为Q235B钢材;钢绞线为ΦS15.2mm钢绞线，fpk=1860MPa;千斤顶单顶最大提升力为350t，共八个。吊挂系统共52个吊点，每个吊点16根钢绞线成一组，围堰提升下放时滑动，围堰固定时由锚具卡住。

3  现场施工技术

3.1  围堰浮运定位

钢吊箱围堰底板在桩位处拼装极难保证精度及焊接质量，且施工场地有轻微滑坡，拼装后围堰底板难以下河。因此在岸边将两条驳船通过型钢连接，建造水上拼装平台。拼装平台连接定位时要准确测量，确保型钢安装时对称、水平，避免船舶受力不平衡或覆盖预留出的桩位。拼装平台完成后即施工围堰底板，按结构对称的方式安装龙骨，严格控制预留桩位和焊缝质量，并探伤检测，避免返工。围堰底板浮运时，由机动船牵引驳船，缓慢行驶至墩位处，行驶过程中尽量保证围堰底板的方向与设计位置同向;行驶至墩位处后，围堰底板靠在预先停留的浮吊旁，然后浮吊将锚链另一端与驳船相连，按设计的锚点将锚锭抛入河中，以此固定围堰底板;最后由测量对平台进行复测，小范围调整驳船位置，完成定位。

3.2  桩基施工

围堰底板定位完成后即按施工方案插打辅助桩的钢护筒，然后进行辅助桩的钻孔、清孔、灌注工作。辅助桩完成后，在辅助桩钢护筒顶安装一部分吊挂系统，利用吊挂系统将围堰底板的重力从驳船传递到辅助桩上，然后稍微提升围堰底板，使将驳船退出，完成体系转换，固定平台后便于后续主墩桩基施工。（1）主墩桩基钢护筒插打时，要精确测量定位，避免因护筒倾斜而桩基倾斜或钻进时卡钻。（2）钻孔施工前要先投粘土造浆，并使孔内水位高于孔外;尤其在库区水位涨落时，孔内水位要相应变化。钻孔时要注意在地层变化处放慢速度，进尺缓慢时查看渣样，常测孔的倾斜度和泥浆浓度，确保成孔质量和施工进度。成孔后保持泥浆不断循环，减少孔内砂率和孔底沉渣，并及时灌注。（3）钢筋笼采用长线法制作。需要注意主筋分节处丝头和套筒质量，确保在分节处主筋抗拉强度符合要求。钢筋笼在起吊和翻身时注意吊点选择，避免钢筋笼变形，并严格检查声测管有无渗漏。（4）水下混凝土灌注前要计算好首封的方量，在保持连续不断地灌注过程中，勤拆管并复核混凝土上升数据，确保导管埋深，控制成桩质量。

3.3  钢吊箱围堰侧板安装

围堰侧板在工厂制作完成后对照设计图检查其结构和焊接质量，然后运至墩位处起吊安装。安装前要放样侧板位置，保证围堰底板在同一水平面，避免侧板拼装时出现错台。围堰为全焊水密结构，侧板焊接是至关重要的一步。安装时要保证位置准确、竖直、节段接缝处衔接紧密，减少因错缝造成的板厚变小问题，使围堰有更好的刚度。侧板焊接是先焊壁板对接缝，再焊内环板的角接缝等，这样按顺序施工可以减少构件焊接变形和内应力。每块侧板焊接完成后即进行焊缝检测，对不合格的焊缝铲除重焊，直至合格后进行下一个节段安装。围堰侧板焊接完成后，安装用于封底的这一部分吊挂系统。

3.4  钢吊箱围堰下放

围堰下放前，由测量对钢护筒的垂直度、平面位置及底板的平面位置进行精确放样，计算钢护筒与围堰底板的间隙，推算下放到位时的相对位置，然后针对性的安装堵漏板。在保证结构安全的情况下，对有干扰的地方进行切割补强，确保围堰能顺利下放。

3.5  围堰封底

结合工期和水位情况考虑，通过计算：在库区水位标高高于+164m时，封底混凝土厚7.5m;低于+164m时，封底混凝土厚5m。在这两种工况下，分配梁及钢绞线都满足要求。由于封底面积太大，根据混凝土的流动性布置若干组导管，进行循环布料，及时测量混凝土上升高度并针对性的补料，重点关注堵漏处的混凝土情况，以此保证封底的质量，为后续承臺施工创造良好环境。

4  结语

本文查阅了国内相关的深水桥梁桩基的施工工艺和方法，对现行的施工方法进行总结归纳。秭归童庄河渡改桥工程的3号主墩基础施工采用了双壁钢吊箱围堰，取得了较好的经济效益，节约了成本、加快了工程的施工进度，且在实际应用中安全性高，实施操作方便，施工工艺成熟，可以完善并进一步推广。

参考文献：

[1] 张鸿，刘先鹏.特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2] 段振益，刘鹏，肖文福等.苏通大桥主桥主墩钢吊箱设计及施工[J].施工技术，2005（S1）：202～206.