・６０・ 北 方 交 通 ２０１０ 深水高桩承台轻型吊箱施工方法的探讨 张兰 （营Ｅｌ市公路工程总公司，营口１１５０００） 摘要：处于深水中的桥梁基础在施工上存在一定的难题，针对深水桩基作业提出了改进的轻型高桩承台吊 箱施工方法，与传统的钢围堰砌筑承台相比能节省大量钢材，取得了显著的经济效益。该轻型吊箱施工方法经过 辽河特大桥深水施工作业的实践检验，证明其具有施工操作方便、定位准、经济效益高等特点。 关键词：吊箱；高桩承台；悬吊；封底混凝土 中图分类号：Ｕ４４３．２５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１０）０３—０ｏ６０—０３ ｌ 工程概况 水系，桥址外流滩明显，主槽宽３００ ｍ左右，处于明 １．１ 桥梁概况 显的感潮河段，潮差最大２．５ｍ；河滩有子堤防护，洪 大辽河特大桥是辽宁省九五期问重点基础建设 水期间参与排洪。桥址处三百年一遇的洪水流量 项目盘海高速公路上的一座特大桥，该桥总长为 Ｑ＝１４０００ ｍ ／ｓ，５０年一遇的水位标高为６．１ｍ，水 １８０８．３９ｍ，基础为钻孔灌注桩基础，桥跨布置为４４ 深最深处可达１０ｍ。由于地处感潮河段，每年三月 Ｘ３０＋１２×４０＝１８００ ｍ，上部主桥为４０ ｍ后张法预 中旬流冰在桥址处反复飘动至三月下旬。桥位处岩 应力钢筋混凝土Ｔ形梁。工程于１９９９年１Ｏ月１ Ｅｔ 土体质特征简单，主要为第四系海陆交互沉积的亚 开工，２００１年１０月３１日竣工，总工期２年。由于该 粘土上，细砂和粉砂，变化不均，抗剪力弱，最低值为 桥为海盘高速公路工期的控制工程，工期紧、工艺复 ２０ｋＰａ。 杂、长度全线最长。因此受到省内人士的普遍关注。 （２）由于辽河特大桥所处的特殊的地理位置， １．２桥址自然概况 以及每天两次潮涨潮落的影响，使得我们必须采取 （１）大辽河特大桥跨大辽河，大辽河属于辽河 有效合理的措施和方法进行水中承台的施工，那就 可选择上跨或下穿的方式。上跨及修建高架桥，下 维持被交叉道路的繁忙交通和箱涵顺利竣工。 穿可采用箱涵顶进的方法。郑开大道（Ｇ１０７）在 参考文献 Ｋ０＋３０７处的大断面斜交箱涵顶推施工的成功实施 ［１］王谦．斜交箱涵架空顶进施工［Ｊ］．中铁电化局西安铁路工程公 证明，后者具有明显的经济优势和技术优势。 司第三工程处。２００６． 大断面箱涵在下穿既有公路条件下，采用暗挖 ［２］张贵婷，张宏．郑开大道顶进箱涵施工设计研究［Ｊ］．河南省交通 规划勘察设计院． 顶推施工，应进行合理的设计分析和多方面的技术 ［３］张贵婷．郑开大道顶进箱涵临时支撑结构设计［Ｊ］．河南省交通 论证，严格控制施工质量和施工进度，组织合理的施 规划勘察设计院，２００７． 工工序和处理好交叉作业。对可能出现的意外事故 ［４］饶为国．管棚一大断面箱涵暗顶技术在下穿公路工程中的应用 应提前做好预测并做好行之有效的应急对策，才能 及分析［Ｊ］．郑州市公路管理局，河南工业大学，２００８． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｏｘ Ｃｕｌｖｅｒｔ Ｊａｃｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｕｎｄｅｒｐａｓｓ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｏｘ ｃｕｌｖｅｒｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｕｎｄｅｒｐａｓｓ Ｂｅｉｊｉｎｇ—Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ＆Ｍａｃａｕ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ． ｈｔｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｂｏｘ ｃｕｌｖｅｒｔ ｊａｃｋｉｎｇ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｂｏｘ ｃｕｌｖｅｒｔ；Ｐｉｐｅ ｒｏｏｆ；Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ；Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ；Ｂｅａｒｉｎｇ 第３期 张兰：深水高桩承台轻型吊箱施工方法的探讨 ・６ｌ・ 是采用深水吊箱作业，且迎着水流的方向采用锥形 破冰体，避免了冻冰体对施工造成影响。 ２ 深水吊箱作业的施工工艺 之间用１００ Ｘ １００角钢及Ｍ１４螺栓连接，间距 ２００ｍｍ，中间用１ｃｍ厚止水胶带密贴，最上一节与 最下一节用５．５ｍ长中１２圆钢筋拉紧，间距为 节断开，取出上面两节，供周转使用，内撑用２１１４ａ 槽钢对扣在一起做内撑梁。 一深水吊箱作业适用于钻孔灌注桩，承台底面位 ４００ｍｍ，待施工完毕割断拉筋，使最下端一节和中间 于河床以上０．５—４．５ｍ，有底钢吊箱施工。不用大 型水上吊装设备，采用门吊在水上平台上分块吊拼 吊箱的施工方法。 ２．１ 施工工艺 （１）钢吊箱分块加工定型，分块拼装就位，不必 使用大型运输车和吊车，用平台上的两组门吊即可 吊装就位。 （２）最下面一节用５ｍｍ厚钢板，封底混凝土以 上部分可以重复使用并回收。每只吊箱钢材用量仅 为３６ｔ，可以回收３０ｔ，节约了大量钢材。 ２．２ 吊箱设计 ２．２．１ 设计思路 吊箱设计的总体思路是在吊箱内无水的条件下 修筑承台，抽水后吊箱受到的最大侧压力６ｔ／ｍ ，吊 箱侧板结构及内撑系统以６ｔ／ｍ 为控制荷载进行设 计。 （１）箱内无水时吊箱受到的浮力为５１４ｔ，该荷 载考虑由封底６８．５ｍ ×２．３ｔ／ｍ ＝１５７．５５ｔ、吊箱重 ３６ｔ以及封底｝昆凝土与钢护筒之间的摩阻力共同承 担。 （２）承台混凝土重４８７ｔ，该荷载由吊箱的支吊 系统、水对吊箱的浮力、钢护简与封底｝昆凝土之间的 摩阻力共同承担。 （３）箱内有水时，吊箱重及封底混凝土由吊箱 底梁及外侧吊杆承担。为３６＋１５７．５５＋６８．５＝ １２５．０５ｔ。 每片工字钢承重１７．９ｔ，每个吊杆承重８．９３ｔ。 （４）为使吊箱能周转使用，吊箱最下端一节与 最上端一节用吊杆连接，待承台施工完毕割断连接 杆（￣１２ｍｍ），取出上面两节，底节为一次性使用，不 再回收。 （５）吊箱侧板内侧距承台外侧２０ｃｍ，以利于砌 筑破冰体块石。（块石墩身）封底混凝土兼做承台 底模。 ２．２．２ 吊箱构造 钢吊箱全高６．５ｍ，分成ｌｍ、３ｍ、２．５ｍ三节，每 节壁板按四大块在平台上组焊成型，最下端一节含 底板用５ｍｍ厚钢板，内侧用ｌＯｅｍ宽钢板成１．０ Ｘ １．Ｏｍ的井字肋，上面两节用８ｍｍ厚钢板，外侧用 Ｉ１０槽钢做成１．２×１．Ｏｍ的井字梁，各节各片接缝 ２．２．３ 吊箱悬吊系统 底梁由８片Ｉ５６ｂ工字钢横向构成，用１６根 ｑｂ３２精轧螺绞钢悬吊于平台纵向工字钢上，上面用 锚具配钢板垫固定。 ２．３ 吊箱施工要点 ２．３．１ 吊箱加工 根据施工进度要求，吊箱应提前进行加工，吊箱 加工质量以《钢模板质量标准》为依据，并注意栓接 面顺直平整，能保证与夹缝橡胶条密贴，栓孑Ｌ位置准 确误差≯１．Ｏｍｍ。 ２．３．２ 吊箱拼装步骤 将吊箱两侧长边各制成一块，两端头各制成一 块，包括用于分水的尖端端头，拼装左侧吊箱时，可 以利用右侧平台部改装成吊装工作平台，先把底节 运至现场，然后将拼好的上两节与底节拼装在一起， 拧紧拉杆，用平台门吊吊装各部件，各板面问用螺栓 连接好，连接缝均用厚度为ｌｃｍ的胶条止水带嵌 缝，安装横竖外带，在钢板与钢护筒问制作堵漏斜 槽。 按实测护筒位置，用气割割制吊箱下沉，套入护 筒的孔位。 ２．３．３ 安装吊箱整体悬吊系统 用中３２精轧螺纹钢，端头套上锚具，每两根悬 吊一片Ｉ５６ｂ工字钢，每两片工字钢间放置Ｉ２５ａ工 字钢构成底托梁，下沉至设计标高，吊杆上端固定于 平台纵向Ｉ５６ｂ工字钢上，上端用钢垫板及锚具固 定。控制好标高，分别下沉此承重单元，最后用Ｉ２５ａ 通长工字钢板构成整体井字承托梁。 ２．３．４ 吊箱下沉步骤 先对吊箱构造及安装进行全面检查，调整布置 好吊点，在吊箱上做好竖向标记，清除平台杂物，由 现场指挥员统一下令指挥，用平台门吊整体吊装吊 箱移至下沉位置，每次下落５ｃｍ，设两名观察员随时 观察吊箱是否水平和有无障碍物等情况，若发现吊 箱下沉不均匀或倾斜等，应及时找出原因，调整水平 后继续下沉，正常速度控制在２ｍ／ｈ。 ２．３．５ 吊箱定位与堵漏 （１）定位：吊箱下沉完毕后，检查上顶标高是否 ・６２・ 北 方 交 通 ２０１０ 合乎要求，如不满足要求，可以调整整体悬吊体系吊 （５）做同条件养生试块三组，封底３ｄ后，检验 杆上端的锚具，由于受水流影响，吊箱会随之向上游 试块是否达到强度，满足要求后即可，抽干吊箱内积 或下游方向移动，可以用拉筋将吊箱固定于护筒上， 水，设置箱内支撑。 使其准确定位。 （６）割除吊箱内钢护筒，凿除桩头无效部分，砌 （２）堵漏：吊箱调整定位后，用铁皮做成侧锥体 筑承台破冰体块石，架立承台钢筋。 紧贴护筒下至箱底孔位，用￣２０ｅｍ的布袋内装水泥 封底混凝土完成后，抽水完成即可割除护筒，凿 制成水泥肠袋，绕成一圈，其内径与钢护筒外径相 除桩头后清除杂物，浇注一层２０ｃｍ厚垫层，达到强 等，将水泥肠袋沿钢护筒下落于底板与钢护筒间的 度后，即可砌筑块石。块石砌筑厚度４～５层后，砂 斜槽内。 浆潮湿养护，强度达到５０％设计强度时，可以做外 ２．３．６灌注封底混凝土 模浇注承台混凝土。在该项目工序中，要时刻注意 封底混凝土一是作平衡重的主体，二是防水渗 水对吊箱的侧压力影响，以免吊箱侧板受力破坏，要 漏，三是抵抗水浮力在底部形成的弯曲应力，四是作 正确处理好抽水、加内撑、架立钢架、割除护筒等作 为承台的承重底模。在吊箱设计中，考虑混凝土封 业之间的关系与矛盾，随时检查吊箱的位置及形状。 底后三大强度达到Ｃ２０，厚度７Ｏ～８０ｃｍ，为防止混 ３ 结语 凝土与护筒间摩阻力不够而导致抽水后吊箱上浮， 本文针对桥梁深水基础施工存在的难题，提出 事先下护筒时，用（Ｉ）２５钢筋在设计位置沿护筒外壁 了改进的轻型高桩承台吊箱施工方法，该方法把吊 螺旋绑焊。 箱分成上、中、下三节，运用汽车吊到水上作业台上 （１）封底混凝土强度设计为Ｃ２０，另外掺人高效 拼装吊箱，吊装时用拉筋焊接在一起，拉筋固定在桩 减水剂，起到减水和早强的作用。 护筒上，吊箱的上两节可重复利用，与传统的钢围堰 （２）提高混凝土坍落度，控制在ｌ８—２０ｃｍ。 砌筑承台相比能节省大量钢材，经过辽河特大桥深 （３）采取多点快速灌注的方法，全断面布置９ 水施工作业的实践检验，证明其具有施工操作方便、 根导管，上端用滑槽配合混凝土运输车，加快灌注过 定位准、经济效益高等特点，相信在以后的类似工程 程。 中定会有更广泛的应用。 （４）在灌注封底混凝土过程中以及封底作业结 参考文献 束后２４ｈ之内，要保持箱内外水位一致，特别是在受 ［１］凌治平．基础工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９０． 潮水涨落及潮汐影响较大时，更应密切注意，及时采 ［２］桥梁施工工程师手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９７． 取补水降水措施，以防封底混凝土渗水。 ［３］公路施工手册一桥涵［Ｍ１．北京：人民交通出版社，１９８５． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ Ｓｔｅｅｌ Ｃａｓｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｃａｐｐｅｄ Ｐｉｌｅｓ ｉｎ Ｄｅｅｐ Ｗａｔｅｒ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｔｇ ｄｉｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｂｒｉｄｇｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ，ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｐｉｌｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｓｔｅｅｌ ｃａｓｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｃａｐｐｅｄ ｐｉｌｅｓ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ ｓａｖｅｓ ｌａｒｇｅ ａ— ｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｅｌ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｒｙ．Ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｓｔｅｅｌ ｃａｓｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉａｏ Ｒｉｖｅｒ Ｓｕｐｅｒ Ｌａｒｇｅ Ｂｒｉｄｇｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ，ａｃｃｕｒａｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｒｙ ａｒｅ ｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｂｏｘ；Ｈｉｇｈ ｃａｐｐｅｄ ｐｉｌｅｓ；Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；Ｂｏｔｔｏｍ ｓｅａｌｉｎｇ ｂｙ ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ
