有底钢套箱施工技术探讨

刘宇

（衢州城发交通建设发展有限公司，浙江衢州324000）

1 工程概况

351国道开化段公路工程建设路线全长15.456km，项目合同总价156 525.09万元，隧道5座，桥梁11座，其中马金溪大桥横跨开化县马金溪流，马金溪河道宽约90～120m，枯水深4.8～6.2m，历史最大水深约15.16m。跨径为8×40m，上部结构采用预应力混凝土连续T梁，桥墩为柱式墩、桩基础。其中3#、4#墩系梁采用钢套箱施工。

2 有底钢套箱施工

钢套箱由厂家集中预制，分块运输至墩位处，在平台处采用吊车进行组装，组拼成整体后分阶段进行下沉支撑并定位，后续工序分为：底板封堵—清理—灌注封底混凝土—抽水—凿除桩头—系梁施工。有底钢套箱采用水上平台组拼，施工工艺如下：钢套箱加工→质量检查→墩位处安装底板、侧板→水平定位系统及导向系统安装→吊箱平面纠偏及竖向锁定→钢套箱整体下放→抽水→安装内支撑→凿除桩头→系梁施工。

1）钢套箱加工制造。钢套箱加工制作钢材要求情况：Q235钢需符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》的规定；Q345钢需符合GB1591—1988《低合金结构钢》的规定。加工用的焊条和焊丝应符合国家标准。

2）钢套箱整体吊装、分节吊装。钢套箱分节吊装：在钢栈桥平台上，人工配合汽车吊按底模、侧面分类分块组拼。

3）钢套箱拼装。采用墩位处栈桥平台作为安装钢套箱的吊架。在栈桥平台上拼装分块模板，在系梁位置顶面两侧的钢管系统起吊钢套箱，并将刚跳下吊挂与钢管系统的工字钢上。

4）钢套箱水密试验。钢套箱的分块模板加工完毕后，对焊缝进行煤油渗透试验。采用刷子在焊缝两侧涂刷石灰水，等待表面晾干后再套箱内侧焊缝位置刷上煤油，等待30min后观察模板外侧是否有煤油渗透痕迹。经检查，对不合格位置进行补焊，补焊接后必须进行复检，合格后方可出厂。钢套箱模板在现场拼装成整体后，在现场对拼装焊缝采取同样方法进行煤油渗透试验。确保套箱壁板整体水密性能。

5）钢套箱测量放线。采用全站仪将该墩系梁的纵横轴线在栈桥墩平台上放样。在套箱侧模版上标记出套箱中心线，现场为方便观测标记位置为桩基中心位置，严格控制下方过程中模板位置和设计要求安放位置是否对齐。

6）钢套箱下沉。墩位钢管支撑平台采用倒链葫芦辅助。拆除拼装平台后，解除临时吊挂装置，将套箱按照限位装置控制下下沉。待下沉到位后对金轧螺纹进行固定。

钢套箱下沉时的纠偏措施：根据设计图纸在底板上预留4个孔，孔位与钢护筒位置重合，由于钢护筒比桩基直径大，下沉过程中需控制钢套箱中心位置和底部标高。因此，可以用设于平台上的链条葫芦配合金轧螺纹吊杆通过系于钢套箱横梁上的拉环，通过调整，保证下沉后的钢套箱平面中心线与标记在钢护筒上系梁设计图纸中心线对应，且标高对应。

7）钢套箱定位。在钢套箱模板顶上复核系梁中心线和钢套箱底部标高与系梁底标高是否相符，采用倒链葫芦调整，与设计相符后，将钢套箱与钢护筒固定。

8）钢套箱底部处理。在底模上留有桩基护筒孔位，孔位比护筒稍大，便于套箱整体下放。套箱下放到位后，采用2个半环形装置8mm柱头封板+软橡胶板将该部分孔隙封堵，确保在施工封底混凝土的过程中不漏浆。底板封堵是套箱施工的重中之重，是后续凿桩和系梁施工的前提保障。

9）钢套箱封底混凝土施工。钢套箱封底混凝土施工百科以下内容：

柱套箱底板设计：套箱底板的结构设计关系到封底成败，其布置原则如下：需要考虑支撑架和钢护筒大小确保间距；采用吊架结合镶嵌式侧模，确保安装无水下作业；设计考虑钢护筒安装偏差；确保刚度强度稳定性。套箱底板的主梁采用型钢制成（见图1），采用金轧螺纹吊设于平台贝雷架上，配合侧模内外限位板定位侧模版后，构成套箱（见图2），拼装如图3所示。为确保桩头钢护筒偏差导致套箱底板不宜下放，采取扩大底板后，采取2个环形桩头封浆板。封浆板由橡胶板、止水海绵、钢板组成。

图1套箱底模图

图2套箱侧模图

图3套箱拼装后实图

封底混凝土控制：封底混凝土按照桩间布设导管点，需要增大混凝土流动性，确保混凝土按照设计要求达到确定厚度和位置。其采用矿粉配合水泥的技术，在加大细料含量，确保有很好的和易性和流动性，采取外加剂重新调配，做好试验，保证性能指标准确性：强度大于设计强度；坍落度20～25cm（可以根据需要选定）；保证初凝时间不小于1h；7d强度达到设计强度的90%以上。

导管的布控：导管设置位置距离钢护筒100cm，以减少下落混凝土对柱头封板的冲击力，导管按照8个点位布设，其中端头各放置1处，柱间各放置2处。

封闭混凝土施工：（1）封底混凝土首灌。首灌混凝土封口前，按照测量标高控制导管底部高度，确保导管底部距离套箱底15cm以内。首灌混凝土采用3方料斗进行灌注，灌注过程中要确保导管底部埋深，且及时测量导管周围混凝土高度，确保封底混凝土按照设计高度灌注。为了增加封底混凝土与钢护筒的黏结力，在封底的位置，焊接3道抗剪环。（2）正常灌注。首灌封底成功后，可以正常灌注。浇筑过程中确保导管埋深仅允许水平移动导管，不得上下插拔导管；在需要提高导管时，必须保证导管埋深不小于50cm。经过测量当浇筑混凝土高度达到设计要求后，根据浇筑方案再移动至另外点进行继续浇筑。

混凝土高程控制：为确保封底混凝土浇筑至设计标高，同时了解混凝体整体情况，并为导管移动位置提供参数，采取试验方式收集数据。在浇筑前进行标高计算并画点至套箱相对位置便于测量，计算出设计混凝土数量在施工中确保对比有据。测点根据套箱位置和钢护筒位置情况，采取1m间距设置测点进行测量高程工作。测锤采取倒三角钢锤，配合测绳，以及套箱周围相对测点位置配合进行。

10）套箱抽水和加固内撑。按照设计强度情况在一周后当试块强度达到设计强度80%以上时进行套箱内抽水工作，在套箱架上设置反支撑装置，防止套箱内水抽干后出现套箱上浮现象。钢套箱的内撑采用20H钢，内部剪刀撑采用φ133mm的钢管，内撑分上下2道间距2m，柱间采用内撑配合剪刀撑进行支撑，水位抽至第一层支撑下80cm后进行第一层支撑加固，结束后进行抽水，第二层同第一层方式进行支撑加固。接着将套箱内水抽干，进行桩头破除和连系梁施工。

3 结论

从施工结果来看，封底较成功，钢套箱四周未出现明显漏水现象，钢套箱模板设计满足受力要求，是一种因地制宜，安全简便的施工方法，改变了传统套箱各单位元采用螺栓连接方法，无须潜水员配合，加快了施工进度，减低了成本，并可以根据施工实际情况推广使用。