某跨水域橋梁工程鋼套箱漏水淺析

摘要：隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，橋梁施工經(jīng)常面臨在深水中施工橋墩的情況，鋼套箱能否提供完好的無水施工環(huán)境則關(guān)系著水下墩臺施工的成敗，本文對單壁有底鋼套箱漏水的常見原因和應(yīng)急堵漏措施進(jìn)行總結(jié)，同時提出一套預(yù)防單壁有底鋼套箱漏水的建議。

關(guān)鍵詞：漏水分析；相關(guān)措施；鋼套箱

前言

某橋主墩承臺施工采用單壁有底鋼套箱輔助施工，鋼套箱平面為矩形，內(nèi)壁平面尺寸為15.1 m × 8.9 m，設(shè)置Ｒ= 5.3 cm的圓倒角，套箱高11.3 m，套箱具體結(jié)構(gòu)形式見圖1。側(cè)板與側(cè)板間采用螺栓連接，側(cè)板與底板采用焊接，底板與底板間滿焊連成整體。側(cè)板為周轉(zhuǎn)使用，墩柱第一節(jié)施工完畢后予以拆除，考慮到底板拆除須水下作業(yè)，操作不便，廢棄不拆除。

一、漏水分析和相關(guān)措施

隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，橋梁施工經(jīng)常面臨在深水中施工橋墩的情況，鋼套箱能否提供完好的無水施工環(huán)境則關(guān)系著水下墩臺施工的成敗，一般單壁有底鋼套箱漏水位置集中在側(cè)板與側(cè)板接縫處，封底混凝土與鋼護(hù)筒及側(cè)板的接觸面。在先施工的A承臺鋼套箱抽水完成后，側(cè)板與側(cè)板接縫處以及封底混凝土與側(cè)板接縫處均出現(xiàn)不同程度的漏水現(xiàn)象。通過對A承臺鋼套箱漏水情況分析，在B承臺鋼套箱施工過程中采取了相應(yīng)措施后，漏水情況得到極大改善，但局部位置漏水相對較嚴(yán)重，影響了后期承臺澆筑。一漏水區(qū)域在套箱抽水過程中已經(jīng)開始漏水，而另區(qū)域在鑿毛破樁頭過程中突然發(fā)生較嚴(yán)重的漏水。

1漏水分析。1）側(cè)模板連接不牢固，導(dǎo)致接縫處變形過大；側(cè)模板螺栓設(shè)置過密，導(dǎo)致縫隙處變形不均勻，不能充分發(fā)揮止水帶作用；密封不嚴(yán)，導(dǎo)致直接漏水；套箱側(cè)板剛度不滿足要求，在水壓力作用下側(cè)模板變形過大，連接縫被拉開。這些都能導(dǎo)致側(cè)模板接縫漏水。通過對A鋼套箱側(cè)板漏水情況的觀察與分析，側(cè)板接縫處漏水主要是由于止水材料 —— 橡膠墊彈性能力小，厚度不夠引起漏水，施工B承臺鋼套箱時采取膨脹泡沫做輔助材料，取得了非常好的效果。2）影響封底混凝土與側(cè)板間漏水的因素相對要復(fù)雜些，對于常規(guī)單壁有底鋼套箱，引起封底混凝土與側(cè)模板間常見漏水原因見表1。經(jīng)分析排查確定，常見漏水原因均不是A套箱漏水的主要原因，其主要原因是由于拆除吊桿后，底板在側(cè)板作用下發(fā)生變形，底板與封底混凝土分離，封底混凝土與側(cè)板之間產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致漏水。由此，施工B承臺鋼套箱時在底板上沿側(cè)板周邊焊接U型錨固筋，同時吊桿不再取出，通過切割方式留一部分在封底混凝土內(nèi)，加強(qiáng)封底混凝土與底板的協(xié)調(diào)變形能力，此措施取得了一定的效果。

后經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)分析以及潛水員的水下探摸，推測導(dǎo)致B鋼套箱漏水可能是以下原因：1）底板與側(cè)板間連接能力不足，鋼板焊接間距過大，導(dǎo)致在澆筑封底混凝土過程中底板與側(cè)板之間產(chǎn)生縫隙。同時，部分區(qū)域又屬于封底混凝土的跨中位置，分擔(dān)的自身重量最大，且跨徑也最大。另外，一漏水區(qū)域離第一個布料點非常近，此處混凝土下落過程中產(chǎn)生較大的沖擊力。綜合上述原因，在澆筑混凝土的過程中，此位置底板和側(cè)板之間產(chǎn)生的縫隙要比其他位置大，抽水后此位置產(chǎn)生的水頭壓力相對其他位置較強(qiáng)，容易沿著縫隙壓穿混凝土。2）B鋼套箱封底混凝土在養(yǎng)生2.5 d時，封堵了連通管，封底混凝土強(qiáng)度大概35%左右，而套箱內(nèi)外最高水位差達(dá)2 m，相當(dāng)于抽水階段，此時混凝土強(qiáng)度還未上來，水壓力相對比較大，水流順著底板與側(cè)板間的縫隙被壓入套箱內(nèi)。3）套箱漏水最嚴(yán)重區(qū)離澆筑混凝土的首個布料點距離很近，其澆筑混凝土沖擊力最大，此域附近剛好預(yù)先布置了封底混凝土檢測點，推測可能將先前投入臨近布料點的沙袋沖到該處，造成此位置沙袋堆積，使得封底混凝土局部變薄。潛水員下水探摸情況發(fā)現(xiàn)，堵漏夾板與鋼護(hù)筒間有2 cm左右的縫隙，再次證實沙袋有可能被沖走，沒有起到固定堵漏夾板的作用，同時局部沙袋堆積，混凝土變薄沒有達(dá)到設(shè)計厚度，導(dǎo)致漏水。4）抽水后對封底混凝土表面分布情況觀察，漏水區(qū)域的封底混凝土標(biāo)高要明顯低于其他位置，比設(shè)計標(biāo)高要低大約10 cm。同時此區(qū)域上面均為砂漿，下面為粗骨料，混凝離析情況較為嚴(yán)重。綜上所述，基本確定B鋼套箱漏水為上述4種原因?qū)е?，其中混凝土離析以及局部沙袋堆積為主要原因。

2相關(guān)堵漏方案。針對上述封底混凝土與側(cè)模板鋼護(hù)筒接縫漏水情況，采取應(yīng)急堵漏措施如下：1）A鋼套箱四周均勻漏水，且幅度不大，同樣B鋼套箱某一漏水區(qū)域也是些許滲水，類似情況采用棉花塞堵縫隙，上面涂抹高效水泥，堵漏效果顯著。2）B鋼套箱另一漏水區(qū)域，在縫隙孔洞里塞入土工布，通過膨脹螺絲將鋼板或型鋼壓在土工上。3）B鋼套箱漏水比較嚴(yán)重的區(qū)域，需要從封底混凝土上下部分別堵漏。封底混凝土下方需要潛水員入水用棉絮，薄膜塞入鋼護(hù)筒與底板縫隙，在水壓力作用下很容易被吸在縫隙中；混凝土上方類似方法1，通過鋼板將土工布塞入縫隙中并固定。4）在封底混凝土表面漏水區(qū)域鑿15 cm × 15 cm邊溝，利用水溝將水引至承臺一角用水泵將水排除。

二 相關(guān)施工建議

通過上述分析與經(jīng)驗總結(jié)，對該工程接下來的工作提出以下建議：1）鋼套箱在拼裝過程中，側(cè)板間縫隙較大處采用雙層膠皮或者止水帶，拼裝完成后應(yīng)仔細(xì)檢查拼縫情況，對不符合要求的拼縫進(jìn)行處理，所有拼縫清理干凈后用膨脹泡沫嵌縫。2）側(cè)板與底板間采用螺栓栓接，保證螺栓孔間距不大于20 cm，縫間設(shè)置8 mm（壓縮后為3 ～ 4 mm）泡沫橡膠墊以防漏水。3）取消沙袋堵漏法，在底板上栓接堵漏夾板固定夾，套箱下放前放松固定夾螺栓，套箱下沉到位后，潛水員下水調(diào)整堵漏夾板位置，并用螺栓將固定夾鎖緊，進(jìn)行底板與鋼護(hù)筒之間的縫隙堵漏。4）在底板上沿側(cè)板周邊焊接U形錨固筋，同時吊桿不再取出，通過切割方式留一部分在封底混凝土內(nèi)，加強(qiáng)底板與封底混凝土的協(xié)調(diào)變形能力 由于其他套箱均處于主航道位置，過往船只對套箱造成的擾動頻繁，為防止在側(cè)板與混凝土之間產(chǎn)生縫隙，在側(cè)板上也設(shè)置錨固筋側(cè)板錨固筋連接底板一端，直接焊接在底板上，連接側(cè)板一端要穿過側(cè)板，焊接在側(cè)板外側(cè)，便于承臺澆筑完成拆模時，直接從外側(cè)切割側(cè)板錨固筋。5）封底采用多點快速灌注，封底混凝土由拌合站集中拌合，經(jīng)輸送泵泵送至集料斗，順滑槽流入澆注導(dǎo)管，用水下導(dǎo)管法分倉對稱灌注，灌注封底混凝土?xí)r，導(dǎo)管底口距底板不應(yīng)超過15 cm，以確保導(dǎo)管埋深，防止混凝土局部堆積或過少。6）封底混凝土灌注的順序為：先周圍后中部，確?；炷撩姹３衷诖笾孪嗤臉?biāo)高。7）封底混凝土強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%，再進(jìn)行連通管封堵吊桿拆除及抽水等工序。

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