浅析公路桥梁墩钢套箱施工技术

1 工程概况

临洪河大桥位于临洪闸下游140米处，连续跨越翻水河和临洪河，桥长1796米，该桥是310国道宋跳立交至大酒壶段的控制工程。全桥横向由两幅桥组成，每幅宽12.5米，中央分隔带宽1m。
本标段起点里程为K2+667.798，终点里程为K4+463.66，全长1795.862m。
临洪河大桥第九联为跨越临洪河而设，设计为40+48+2×70+2×48m连续刚构。
第九联35#～37#墩位于临洪河内，下部结构主墩采用钢筋混凝土双薄壁墩，钻孔灌注桩基础。主墩墩身为矩形截面，厚度为0.7m，宽度为6.5m与上部结构固接。主墩采用矩形承台，长8.9m，宽5.7m，厚度为2.5m，基桩为6Φ1.5m的钻孔灌注桩，桩基嵌岩。

2 施工工艺
工艺流程：施工准备→河床清基→定位桩施工→岸上组拼钢套箱→钢套箱浮运下沉→钢护筒安装→钢套箱封底→钻孔桩施工→基坑抽水与处理桩头→施工承台→施工墩身。

3施工现场布置

临洪河两岸河堤均有进场道路，可直接引入到桥位处；河两岸滩地可作为施工场地，用于材料的堆放、套箱的预拼、钢筋加工、码头、临时房屋等。
（1）临时房屋：为砖混结构，设置于西岸滩地靠近河堤侧，面积约500m2，主要作为水中桥墩施工队人员的生活用房和小型材料库。
（2）钢筋堆放和加工场，面积1000m2。
（3）临时码头：在临洪河岸边用φ55cm砼管桩和草袋进行护岸，作为临时码头，长50m。φ55cm砼管桩单根长12m，入土不少于5m，间距1m。
（4）模板堆放区：3000m2。
（5）主桥35#～37#墩均位于河槽内，需在桥梁上游侧搭设钢栈桥，即从临洪河西岸至37#、36#墩设置一座栈桥，长96m；从东岸至35#墩设置一座栈桥，长56m。

4 钢套箱施工

4.1定位桩安设
为控制钢套箱下沉就位的精度，防止水流冲击使套箱发生位移，在钢套箱内侧设定位桩，定位桩用φ219钢管（内用砼填充），单根长14m，每个套箱8根。
施工方法：用地质钻机引孔，孔径φ220，入岩不少于3m，即从标高-6.5～9.5m。成孔后，将已填充砼的钢管插入到孔内即可。
4.2套箱加工
（1）尺寸：为满足承台施工立模、套箱内抽水、支撑等的需要，钢套箱平面尺寸每边比承台大0.9m，外侧最大尺寸为10.7(横桥)×7.5（顺桥）m。套箱底标高为－6.5m，顶面标高比最高水位高出0.5m，按+4.0m设防，总高 10.5m。
（2）钢套箱采用6mm钢板作为面板，模板外侧用[14#槽钢作加劲肋，肋间距0.3～0.5m。单块钢模板四周肋与面板之间全部焊接密封，中间部分焊缝长度不小于50%。钢模安装时，钢板面向外，带肋面在套箱内侧。
套箱钢模水平分四层制作安装，从底层到顶层高度依次为：1.5+2.5+3.0+3.5 m，总高10.5m。
竖向分块。横桥面分三块，共10.7m；顺桥面分二块，共7.5m。
（3）钢套箱需达到止水的目的，因此模板接缝必须设置止水条，并在套箱外侧做防水处理。
（4）钢套箱模板由工厂制作，并进行预拼试验，经预拼合格后运到工地进行现场安装。
4.3套箱拼装和下沉
（1）钢套箱拼装准备
①钢套箱在岸上拼装场地设在码头处，原地面进行换填和硬化。
②根据套箱设计尺寸在地面放出轮廓线，沿套箱轮廓线用水泥浆找平，以便于安装套箱模板。
③在地面轮廓线内侧搭设钢管脚手架，高度6.0m，并将第一、二层水平支撑槽钢预放到位。
（2）第一、二、三层钢套箱模板的拼装
①用25T汽车吊起吊第一块套箱钢模，落位于设计位置，并与轮廓线对齐，上下口分别用8#铁丝与钢管脚手架连接牢固，平面位置、垂直度等符合要求。
②起吊相邻的第二块钢模，就位与第一块用螺栓连接，并与脚手架固定。依此类推，完成第一层钢套箱钢模的安装。
③根据套箱设计，安装竖向支撑。竖向支撑为I32a工字钢，与钢模焊接。
④安装第一层水平支撑，与竖向支撑焊接牢固。
⑤在第一层套箱钢模上，对接第二层钢模，并安装第二层水平内支撑。
⑥钢套箱内外侧所有模板接缝填充橡胶止水条，外侧进行防水处理，防止漏水。
（3）第一、二、三层钢套箱起吊就位
①起吊前应对吊架、钢丝等进行受力检算，按规范预留足够安全系数。
②起吊前检查浮吊各部位、锚锭、钢丝绳等的完整情况，确保没有问题才可以进行作业。
③钢套箱就位，利用临洪河涨潮时从码头起吊，临时安放于浮式平台上；在退潮时下沉就位。
④下沉时用全站仪全程监测，及时调整套箱平面位置，确保套箱下沉到位后，其平面偏差控制在5cm以内。
（4）第四层钢套箱模板拼装
第一、二、三层钢套箱下沉就位后，其顶面标高为0.5m，在退潮时顶面露出水位，因此利用退潮时间，进行第四层套箱钢模的拼装，并安设竖向、水平内支撑。
第三、四层钢模采用螺栓连接，模板接缝处用橡胶条止水，套箱外侧涂三层防水材料。

5 钢护筒的安设

（1）钢护筒的设计：护筒直径φ170cm，用σ＝10mm钢板制作，长11m。
（2）在拼装钢套箱时，在第三层与第四层水平支撑上按图示尺寸固定定位槽钢([12.6),待套箱下沉就位后从已预留好位置，直接入插入并用木楔打紧。
（3）安放时，根据测量放出的十字线对中，并调整好护筒的垂直度，就位到河床面，上口四周与顶层水平支撑之间用木楔固定，护筒内回填2m高砂袋，以防止在封底时护筒发生位移。

6 套箱封底与抽水

（1）封底厚度1.2m，标号C30，扣除钢护筒所占的位置，方量：82.68m3
（2）封底施工的顺序为：
搭设封底平台→安装导管→布料机、中心集料斗及分料槽→封底施工。
（3）导管选用φ300mm，壁厚6mm钢管制作，丝口连接前经过水密试验。导管长度13m，上口接1m3小料斗，导管用夹具挂于横梁上。导管下口距河床面15——20cm。
（4）封底过程中，应随时观测套箱内外的水头差，当水头差达到20cm时，在钢套箱上开口，使钢套箱内外水头差保持在20cm以内，保证钢套箱的安全。
（5）当封底砼强度达到设计值、6根钻孔桩完成不少于4天后，方可开始钢套箱内抽水。开始抽水时，应派专人进行及时跟踪观查，如发现问题应立即停止抽水，查明原因并解决后，方可继续进行。抽水的速度应进行控制，钢套箱内水位的下降的速度按0.5～1.0m/h控制。

7 钻孔桩施工

7.1钻机选型
由于桥位处地质均为弱风化花岗片麻岩，从岸上钻孔的经验来看回旋钻机无法施工，只能采用冲击钻机成孔。
7.2钻机平台
钻孔平台钻孔平台借助在套箱上沿套箱横向放置I45a双工字钢，然后在其上放置I45工字钢，上满铺20×20的方木（如图4.9.1）。钻机平计算过程考虑同一个平台上放置两台钻机同时施工。钻机按200KN考虑，并乘以1.3的冲击系数260KN，计算时每台钻机按两点受力。
7.3钻孔
开钻及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出护筒外水位不少于1.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，随着进尺和掏碴，应及时向孔内加入粘土块和水，以保持泥浆指标和水头压力。
钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随时改正。应经常注意地层变化，与地质剖面图核对，如发生不符，应及时通知监理和设计代表进行现场验证，以便于采取补救措施。

8 承台施工

8.1承台钢筋制作与安装
钢筋全部在加工场集中制作，再搬运至现场绑扎。钢筋接头采用对焊接头。绑扎钢筋时预埋立柱钢筋，并搭设钢管井字架加以固定。自检合格后报请监理验收，验收合格后方可进行下道工序施工。
8.2模板安装
承台模板采用整体钢模拼装组成，在设计模板时已考虑其强度、刚度。承台模板利用吊机配人工安装，侧模板拼缝宜采用弹性较好的橡胶止浆垫，模板固定好后其底部用砂浆塞缝，外侧再用砂浆封闭。
模板安装允许偏差：平面尺寸误差±30mm，顶面高程误差±20mm；轴线偏位15mm，模板表面平整度5mm。
8.3砼浇注
浇灌砼前，全部支架、模板和钢筋预埋件应按图纸要求进行检查，并清理干净模板内杂物，使之不得滞水，保持清洁。
砼通过拌和站集中拌和、搅拌运输车运至施工现场，采用泵送或吊灌浇筑。砼入模坍落度宜为14～18cm，砼温度控制在5。C～20。C。承台砼浇筑时，安排3～4名振捣工，水平分层、纵向分段浇筑，每层厚度约30cm，上层砼浇筑应在下层砼初凝前进行；砼振捣时做到“快插慢拔”严禁过振和漏振。

9 施工中质量控制措施

9.1 施工工艺控制
（1）认真编制实施性施工组织设计，主要分部、分项工程开工前，编制施工方案，经监理工程师审批后，严格按照施工组织设计施工。
（2）认真进行技术交底，交方法、交工艺、交标准。
（3）施工中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施工质量。
9.2 关键工序控制
（1）施工操作者必须具有相应的操作技能，特别是重点、关键部位以及专业性较强的工种，操作者必须具有相应工种岗位的实践技能，必须做到考核合格、持证上岗。
（2）施工操作中，坚持“三检”制度。做到工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。
（3）按已明确的质量责任制检查落实操作者的落实情况，各工序实行操作者挂牌制，督促操作者提高自我控制施工质量的意识。
（4）推行工序作业样板制，以点带面，达到全面程序化、标准化、规范化目的。
（5）严格工序质量验收，按《技术规范》和部颁《验收评定标准》验收工序质量，填写中间交工证书，并经监理工程师签证。对存在个别缺陷的工序，限期改正；对质量不合格工序坚决返工。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。
[2]《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071—98）。
(网络转载)

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