水中钢吊箱施工工法.doc

水中钢吊箱施工工法1 前言随着我国国民经济的发展，许多水上大型桥梁工程得以兴建，目前深水构筑物的基础施工方式主要有钢围堰、钢吊箱围堰，其中钢吊箱围堰是为承台施工的阻水结构，其作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封地砼围水，为承台施工提供无水的干燥环境。同钢围堰相比，钢吊箱围堰具有施工工期短，水流阻力小、利于通航、不需要沉入河床、施工难度小、砼用量小等特点，因而在大跨深水桥梁中得到了广泛的应用。2 工法特点2.2 解决深水软弱土层高桩承台施工2.3 在有特殊环保要求的水中做好环保、水保工作。 3 适用范围适用于大型桥涵主墩、辅助墩深水高桩承台施工 4 工艺原理 在深水钻孔灌注桩桩基完成后，用浮吊等吊装设备将钢吊箱逐部分拼装成整体后，安装下放，然后通过力的转换，将整个吊箱的重量悬吊在钻孔桩整个钢护筒的顶部，然后灌注水下砼封地，待水下砼形成强度后，钢吊箱即和封底砼结合在一起，并通过吊杆系统锚固在护筒上，抽干水后，撤去原来的吊杆系统，然后进行一系列的承台施工。这时，封底砼作为承台底模，钢吊箱的侧板可作为承台的侧模。5 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程钢吊箱施工工艺流程图如下图所示5.2操作要点5.2.1钢吊箱模板的加工制作 钢吊箱围堰分为上承系统、底承系统、侧板系统、内支撑系统、起吊系统。其钢构件采用现场加工、分块制作的施工工艺。模板的分块大小需充分考虑运输和装吊的能力，按设计图加工完成并及时进行水密性检查，同时在模板接缝处设置橡胶密封条。5.2.1.1侧板系统 钢吊箱围堰采用单壁结构，侧板直接作为承台侧模，为防止孔位偏差，设计时每边放大；侧板面采用厚钢板面板水平方向背肋采用【槽钢，背肋间 钢吊箱模板加工制作钻孔平台体系的转换吊箱底模拼装钻孔桩成桩桩位实测焊缝检查验收焊接拉压柱焊缝检查验收模板接缝检查安装侧模纠偏、定位控制钢吊箱下沉就位支架、导管布置封堵后浇筑封底砼钢吊箱上浮监控安装内支撑吊箱内抽水撑割除钢护筒封底砼面找平承台钢筋砼施工钢吊箱施工工艺流程图距，竖直方向采用【2槽钢，竖肋每1m布置两道，向背焊接而成，竖肋采用通长，沿侧壁周长方向等距布置，形成网格结构，增加侧壁刚度和抗变形能力，从而提高侧板竖向、水平方向承载能力；两侧模之间采用M20螺栓连接，每20cm布置一道，拼缝之间垫=8mm厚泡沫橡胶止水板。5.2.1.2底承系统 底板是竖向受力的主要构件。钢吊箱底板的结构形式主要有型钢网格分配梁底板以及空间桁架式底板，本桥采用型钢网格分配梁底板；钢板用8mm厚，钢板上面横向焊接I25工字钢，共布置4道工字钢，横向中间布置【25槽钢；纵向焊接道I25工字钢。底板周围加焊【25槽钢，由于桩基础护筒直径为1.8，底板在钻孔位置处留有圆孔，以方便吊箱下放。5.2.1.3上承系统吊挂系统是以钻孔桩护筒为依托将钢吊箱悬挂在其上进行钢吊箱的拼装、下沉、浇筑封底砼等工序。承重横梁是由I25工字钢组成，作用是将悬吊荷载通过钢护筒传递给桩基主要承受钢吊箱的重量，起吊系统是由个的手拉葫芦组成，用于钢吊箱的下沉控制。5.2.1.4内支撑系统内支撑有内圈梁和水平支撑组成，内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载，并将其传给水平支撑，水平撑杆的作用是通过对吊箱侧板的支撑减少侧板位移。内圈梁：内圈梁摄两层，设在吊箱侧板内侧，高程为.326m和6.468m处，即在承台顶往上处布置一道，水面以下处布置一道，用36工字钢焊接在侧板内壁钢板上。内圈梁的主要作用是承受侧板传递的荷载，并将其传给水平支撑。水平支撑：水平支撑在桥梁的纵向布置型钢，每焊接一道，横向焊接一道H30型钢，纵、横向支撑焊接在一个水平面上；内圈梁和水平支撑焊接为一个整体。5.2.2钻孔平台体系转换由于在当初设计平台时，充分考虑到吊箱下放时的尺寸所以在平台体系转换时只用考虑将平台中间一排的钢管桩拔除，两侧预留，在转换后平台四角设置水平撑以增加其稳定性。5.2.3吊箱底模拼装底板上钢护筒预留孔位置根据实测钻孔桩成桩桩位确定并现场加工，同时底板需要焊接吊箱下沉时手拉葫芦的吊耳，每个预留孔周围均匀布置4个。底模在码头进行整体加工，加工完毕后在现场将模板切割成固定的几何尺寸，底模在切割完毕后在码头进行试拼，试拼合格后，按施工顺序进行编号。底模利用浮吊分块吊装就位，对准预留孔后，人工牵引纠正缓缓下降。底板下降至水面上1m后停止，悬挂手拉葫芦（下端为钢丝绳，避免倒链埋入因下放到位取不出或埋入封底混凝土中）后及纠正位置。底模共分2块，待2块都就位后利用手拉葫芦对其进行调整对正，并进行焊接。5.2.4焊接拉杆拉杆是焊接在吊箱底模工字钢上，焊接是应在拉杆与工字钢接触的地方焊接一块0.25m0.25m钢板，待钢板焊接完成后焊接拉杆，拉杆选用20方钢。焊接过程中严格控制拉杆柱的平面位置与垂直度，并按照钢结构工程施工质量验收规范进行外观与焊接探伤检查。拉杆焊接好后，应在拉杆除靠钢护筒面外，其余三面焊接0.15m0.15m三角钢板对拉杆与底模连接进行加强。5.2.5安装侧模侧模安装采用分块吊装并与底模栓接的工艺施工，在施工时对侧模和底板拼缝之间用橡胶泡沫止水带，用20的螺栓拧死，防止漏水。对组拼好的吊箱进行全面的检查、调整，看是否有遗漏的螺栓，并进行补充。对发现侧模刚度不够时，应急时进行加固，加固可用0.15m0.15m的三角板进行加固，焊接在侧模的背肋上，避免模板在抽水后模板发生扭曲。安装时应将安装好的模板用钢管支撑在四周的平台，保证吊箱整体不产生失稳。详文5.2.6钢吊箱下沉就位每个箱体由32个手拉葫芦5t组成，下沉时，由指挥人员统一下令指挥，操作人员每次下落时指挥人员随时观察吊箱顶部是否水平及底部有无障碍情况，每100mm为一阶段，每阶段应对手拉葫芦提升和下放钢吊箱全过程进行应力监控，保证手拉葫芦受力均匀、平衡下放。随时测量吊箱底模顶标高，当下沉到设计标高后，停止下沉并琐死葫芦，检查偏位情况，并进性调整。钢吊箱就位后即可将拉压柱水面以上部分与钢护筒进行焊接，焊接时用0.25m0.25m做搭接板固定拉压杆与钢护筒，采用连续焊缝，尽可能多焊。焊接完毕后将钢吊箱与周围平台进行连接，在河流上游焊死，以免由于水流的作用使钢吊箱产生变形。5.2.7封堵后浇筑砼钢吊箱封底前应进行基底处理，先由潜水员下去检查底板是否与侧模脱开，底模在下沉过程中是否有脱焊，如果发生以上此种情况，应马上处理。对于钢护筒与底模之间的缝隙，由潜水员采用装干沙浆的编制袋或布肠袋封堵。封底砼浇筑是吊箱施工成败的关键。首先是水下砼的性能，我们主要采用C30水下砼进行浇筑，塌落度控制在18cm22cm之间。封底前应将钢吊箱沿上下游两侧靠近水面处，切割出10 cm洞，主要是在封底时减少钢吊箱内水位与外侧水位的压力差，封底时选用28cm直径的导管进行，由于晋江中的钢吊箱尺寸不是很大，所以封底时选用1根导管足够，封底过程中导管底口安放在距底模2030cm处，导管沿吊箱底缓慢从吊箱一侧向另一侧移动，应该避免在好几处封底，减少混凝土分层。封底过程中应及时测量水下砼的标高，及时复核混凝土方量，防止钢吊箱底板开裂或脱开侧板、底板与钢护筒之间堵塞不严实等造成的封底混凝土漏掉情况发生。如果发生以上此种情况可以先减少砼封底厚度，但最少不能少于50cm，待砼凝固后将吊箱内水抽干，并将吊箱封底层上的离析砼清除干净，在进行二次封底。5.2.8安装内支撑待封底砼48小时之后，进行内支撑的安装，安装时采用边抽水边安装，安装时先将最下面一层的内圈梁放置在水面以下，然后在水面以下安装第二到内圈梁，内圈梁的作用主要作用是承受侧板传递的荷载，并将其传递给水平支撑，同时由于力的传递作用，在焊好支撑时，支撑会与侧模之间有一定的空隙，所以杂水未抽干以前应在这些缝隙之间打入钢楔，减少由于抽水而导致水压力对侧模的变形作用。在第一层内圈梁焊接完毕后，进行第一层水平支撑的焊接，水平支撑在焊接时尽量保证其和内圈梁在一个水平面上，这样有利于模板力传递的平衡，焊接过程中应将水平支撑焊死，同时减少水平支撑的自由长度。随后进行第二道内圈梁和水平支撑焊接。5.2.9吊箱内抽水在一边安装内支撑的同时一边抽水，抽水时对吊箱的上浮情况进行监控，为安全期间，在向外抽水的同时，要备有水泵。一旦钢吊箱有大的结构变化，立即想围堰内抽水，恢复内外平衡。如果抽水时模板变形不是很严重，在可控制的范围内，我们可以在侧模外侧焊接模板外箍，选用型钢或36工字钢进行焊接，待抽水完毕后将封底混凝土顶部承台钢筋下范围内的拉压柱与钢护筒用搭接板焊接在一起。5.2.10割除钢护筒在吊箱下面拉杆焊接完毕后，将焊接部位以上的拉杆割除，随后割除钢护筒，由于是高桩承台，所以灌注后钢护筒内的剩余泥浆比较多，割除前应将钢护筒内泥浆抽完，割除时先将上侧钢护筒分节割除，以保证安全施工。5.2.11封底砼找平采用干砂浆对封底砼面进行找平。由于吊箱内水抽干后，外侧水压较大，水会沿着侧模和底模的拼缝渗进来，所以找平是干料，吸附多余的水分。对于渗水量较大的吊箱应该在水流较大的地方设置降水井，并单独封闭和找平层以下形成一个独立的排水系统。5.2.12承台钢筋砼施工承台施工同陆地施工一样。5.3劳动力组织序号岗位数量主要职责1技术、质量员2人实施工序间的施工质量监督和专职检查，负责与建立方的隐蔽工程验收，行使施工质量的认可和否决权2资料员1人负责工程技术资料、外来文件的收集、登记、整理、汇总及管理工作。3施工员1人负责施工生产调度，协调各工种间的施工配合。实施施工现场管理和文明生产管理4专职安全员1人实施施工现场专职安全教育、培训、检查，贯彻安全措施，纠正违章作业、违章指挥，协助排除不安全的隐患，行使安全达标的认可和否决权。5工班长1人负责现场施工组织6潜水员1人在吊箱封底前对底模空隙进行堵塞和进行水下模板拆卸7电焊工6人负责在吊箱安装时对需要焊接部位进行焊接7钢筋工3人承台钢筋的制作、吊装8电工1人对工地的电路进行日常检查、操作、保养维修9吊车司机2人在浮吊上对机器、模板等进行吊装10船长1人将浮吊开至指定位置6 材料与设备序号设备名称数量型号用途1空压机2台凿除桩头使用2电焊机6台焊接吊箱支撑或其它3导管1套封底使用4料斗2个灌注5潜水服1套需要潜水时用6浮吊2台吊装吊箱模板7吊箱模板4套用做吊箱侧板8发电机1台停电时备用9砼输送泵1台浇筑砼7 质量控制7.1钢吊箱围堰拼装允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检查方法1内侧平面尺寸长、宽长、宽的1/700尺量检查每边不少于2处对角线对角线的1/500尺量上、下口2围堰中线扭角1测量检查3围堰倾斜度箱体高的1/504围堰做承台外模时，轴线偏位15mm