新型钢混组合围堰施工技术研究

肖 同，罗慎杰

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

海域承台施工是桥梁施工常见的问题，传统的施工方法有土围堰、混凝土围堰、钢板桩围堰、钢套箱围堰等施工工艺。杭甬高速复线海域承台施工过程中，因绝大多数承台海床高程均高于承台设计底标高，套箱底安装及拆除都比较困难，根据地质、水文情况及承台设计标高，且综合考虑材料成本、加工及安装难易程度等因素后，确定采用一种新型围堰施工工法，即无封底钢混组合钢围堰施工（以下简称钢混组合围堰）。

1 钢混组合围堰

1.1 技术特点

（1）钢混组合围堰施工过程中，底板采用预制形式，而承台封底采用现浇形式。底板预制，可以大批量进行，且易控制底板施工质量。同时，底板预制使得现场施工点局限性大大降低，施工过程更为灵活。该工法显著减少了承台施工所需要的时间。

（2）套箱的侧壁既作为临时阻水结构，又可作为承台模板。套箱的重复利用及功能多样性，不仅节省了材料成本投入，又提高了作业效率、缩短了施工工期。

1.2 适用范围

本工法适用于海域滩涂区承台施工，也适用于公路、铁路等其他类似海域工程施工。

1.3 工艺原理

钢混组合围堰，分为底板和侧壁，其中底板采用梁板式钢筋混凝土结构，采用分块预制、现场吊装、后浇湿接缝的方式完成整个底板的安装，便于施工操作；侧壁为单壁结构，采用型材和钢板分块加工、现场组拼方式完成整套壁板的安装，侧壁充当承台模板，达到节约施工造价、缩短工期，确保工程质量的目的。

2 施工工艺流程（图1）

图1 钢混组合围堰施工工艺流程

3 施工操作要点

3.1 钻孔平台拆除

钻孔桩桩基无损检测合格后，拆除该墩位钻孔平台，拆除前先检查确认钻孔平台是否稳定，拆除顺序由上至下依次进行，最后拔除钻孔平台承重钢管桩，进行下一阶段的施工。

3.2 基底处理、牛腿焊接

部分承台底高程低于泥面，为保证承台吊箱下沉着床后顶口标高一致，吊箱下沉前由作业人员根据吊箱底口边线位置处海床面进行找平。在低潮位期间，使用长臂挖机对承台范围内的海床，清理至支撑牛腿设计标高以下0.3～0.5 m，在护筒上吊箱底口焊接定位型钢采用承重牛腿，每护筒设置3 处，牛腿高31 cm、长45 cm，同时将接长的钢护筒进行切割回收利用（图2）。

图2 承重牛腿焊接

承重牛腿与钢护筒焊接采用手工焊接，焊接采用三面围焊，分别对翼缘板位置、腹板位置施焊，焊缝形式为角焊缝，焊缝高度为10 mm，焊缝长度翼缘位置处13 cm（满焊），腹板位置处26 cm。施焊时按从左至右，从上至下的方向进行，焊接必须饱满，分层施焊，层与层之间必须去除药渣等杂质。

3.3 预制底板预制及安装

承台钢混吊箱底板采用混凝土结构，混凝土标号为C50，厚度为15 cm，总体尺寸为8.9 m×8.9 m。每个承台预制底板分为4 块，每块尺寸为4.3 m×4.3 m（图3）。底板在预制场地进行预制，预制板预制过程中，各项尺寸须严格按照图纸进行预制加工。混凝土浇筑过程中，控制好振捣时间，对每一振动部位必须振动到该部位混凝土密实为止。浇筑完成须及时进行养护，待养护期满即可用平板车运输到承台施工现场，使用汽车吊进行安装。

图3 底板安装

3.4 湿接缝钢筋绑扎及混凝土浇筑

将预制底板分块吊装到位后，对相邻底板接缝的钢筋采用单面焊接施工，焊接长度为10 倍钢筋直径，并在底板接缝部位安装需要的湿接缝底板及底板与护筒间的封堵抱箍，完成后进行混凝土浇筑（图4）。

图4 湿接缝浇筑

3.5 吊箱安装与加固

吊箱壁板在模板厂分块加工好后先运输至工地现场，再运至墩位处进行拼装。吊箱壁板安装前，先对安装和湿接缝浇筑好的底板进行测量放样，要求底板的边缘尺寸和形状与承台一致。在吊箱壁板底部铺设止水胶条，保证底板与吊箱壁板的密封性。

壁板安装前清刷干净壁板内壁，并涂刷脱模剂，已涂刷脱模剂的壁板如不能及时吊装，则要用彩条布覆盖好，防止灰尘污染。壁板接缝用橡胶皮填塞，拼接后壁板对接接缝处再涂玻璃胶防渗处理。吊箱壁板的底标高和安装好的底板环向主梁顶标高一致。

壁板吊装、安装在每日退潮时进行，作业人员在海床面人工配合组装壁板。安装吊运过程中，拉紧缆风绳防止摆动。作业人员根据底板的承台轮廓线在海床面上调整吊箱底口平面位置。待壁板内壁与承台边线对齐后，利用支撑梁固定壁板，松开吊车吊钩完成壁板受力转换，吊装下一块壁板，重复以上过程直至吊箱侧板组拼完毕（图5）。

图5 吊箱安装加固

分块壁板间采用M20×60 mm 螺栓通过竖向法兰钢板连接，分块壁板间拼缝设置橡胶止水带以防漏水。吊箱壁板组拼完毕后，由测量人员复测壁板轴线、标高及平面尺寸，确认无误后在壁板后部采用Φ25 mm 精轧螺纹钢角拉杆将底层吊箱加固成整体，如平面位置有误，通过支撑梁上千斤顶调整壁板平面位置。为防止外部荷载导致吊箱壁板变形，在吊箱壁板安装完成后立即安装内支撑，在承台4 角处设置Φ325 mm×8 mm 的钢管内支撑，与壁板相接处设置柱脚钢板，与壁板处的法兰盘固定。柱脚钢板与吊箱壁板密贴，以保证壁板向内支撑体系传力均匀。

3.6 模板复测与检验

模板安装后应通过测量对模板顶面的平面位置和高程进行复测，出现偏位时应对模板进行调整，直到满足设计和规范要求为止。检验主要内容包括平面位置、顶部标高、节点联系及稳定性检查。模板拼装完成后，利用全站仪检查调整模板的垂直度、平面尺寸、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性，误差≤3 mm。

3.7 剪力板及混凝土垫层施工

接缝部位混凝土达到设计强度后进行钢混吊箱内积水抽水，在底板的梁板间浇筑15 cm 厚素混凝土垫层，使底板平整。沿各钢护筒四周分别焊接6 个剪力板，剪力板一端与护筒焊接，另一端与预制底板上的对应预埋件焊接成整体。

3.8 桩头处理

由测量人员定出钻孔桩钢护筒割除标高，作业人员根据护筒标高线利用氧炔焰割炬割除上部护筒，履带吊配合振动锤拔出护筒。护筒割除完毕后，进行桩头处理施工。由测量人员通过测量标出桩头截断处位置标高，采取人工环切方法切割桩头混凝土，环切深度5 cm 且必须严格控制以免割伤桩基主筋。用风镐凿断桩头混凝土，剥离出桩头主筋及声测管，桩头在凿除过程中不得伤及设计桩头高度以下部分的混凝土，将伸入承台内的桩顶部分凿毛、清洗干净，保证桩顶混凝土体坚硬。桩头处理完成后，将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状，复测桩顶高程。整理桩头钢筋采取冷弯处理，禁止热弯。

4 结语

该种海域浅滩新型钢混组合围堰，底板采用工厂预制、现场拼装后浇湿接缝，钢侧壁与预制混凝土底板采用承插式连接，操作简单，节省材料。有效解决了淤泥地质环境施工无平台、套箱安装难度大、施工安全隐患大的问题，提高了安装精度和功效。该技术在杭甬高速复线宁波一期工程承台施工过程中得到应用，取得了较好的经济、社会和环保效益，具有推广应用价值。