新型鋼混組合圍堰施工技術(shù)研究

肖 同，羅慎杰

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

海域承臺施工是橋梁施工常見的問題，傳統(tǒng)的施工方法有土圍堰、混凝土圍堰、鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰等施工工藝。杭甬高速復(fù)線海域承臺施工過程中，因絕大多數(shù)承臺海床高程均高于承臺設(shè)計(jì)底標(biāo)高，套箱底安裝及拆除都比較困難，根據(jù)地質(zhì)、水文情況及承臺設(shè)計(jì)標(biāo)高，且綜合考慮材料成本、加工及安裝難易程度等因素后，確定采用一種新型圍堰施工工法，即無封底鋼混組合鋼圍堰施工（以下簡稱鋼混組合圍堰）。

1 鋼混組合圍堰

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

（1）鋼混組合圍堰施工過程中，底板采用預(yù)制形式，而承臺封底采用現(xiàn)澆形式。底板預(yù)制，可以大批量進(jìn)行，且易控制底板施工質(zhì)量。同時(shí)，底板預(yù)制使得現(xiàn)場施工點(diǎn)局限性大大降低，施工過程更為靈活。該工法顯著減少了承臺施工所需要的時(shí)間。

（2）套箱的側(cè)壁既作為臨時(shí)阻水結(jié)構(gòu)，又可作為承臺模板。套箱的重復(fù)利用及功能多樣性，不僅節(jié)省了材料成本投入，又提高了作業(yè)效率、縮短了施工工期。

1.2 適用范圍

本工法適用于海域?yàn)┩繀^(qū)承臺施工，也適用于公路、鐵路等其他類似海域工程施工。

1.3 工藝原理

鋼混組合圍堰，分為底板和側(cè)壁，其中底板采用梁板式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用分塊預(yù)制、現(xiàn)場吊裝、后澆濕接縫的方式完成整個(gè)底板的安裝，便于施工操作；側(cè)壁為單壁結(jié)構(gòu)，采用型材和鋼板分塊加工、現(xiàn)場組拼方式完成整套壁板的安裝，側(cè)壁充當(dāng)承臺模板，達(dá)到節(jié)約施工造價(jià)、縮短工期，確保工程質(zhì)量的目的。

2 施工工藝流程（圖1）

圖1 鋼混組合圍堰施工工藝流程

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 鉆孔平臺拆除

鉆孔樁樁基無損檢測合格后，拆除該墩位鉆孔平臺，拆除前先檢查確認(rèn)鉆孔平臺是否穩(wěn)定，拆除順序由上至下依次進(jìn)行，最后拔除鉆孔平臺承重鋼管樁，進(jìn)行下一階段的施工。

3.2 基底處理、牛腿焊接

部分承臺底高程低于泥面，為保證承臺吊箱下沉著床后頂口標(biāo)高一致，吊箱下沉前由作業(yè)人員根據(jù)吊箱底口邊線位置處海床面進(jìn)行找平。在低潮位期間，使用長臂挖機(jī)對承臺范圍內(nèi)的海床，清理至支撐牛腿設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.3～0.5 m，在護(hù)筒上吊箱底口焊接定位型鋼采用承重牛腿，每護(hù)筒設(shè)置3 處，牛腿高31 cm、長45 cm，同時(shí)將接長的鋼護(hù)筒進(jìn)行切割回收利用（圖2）。

圖2 承重牛腿焊接

承重牛腿與鋼護(hù)筒焊接采用手工焊接，焊接采用三面圍焊，分別對翼緣板位置、腹板位置施焊，焊縫形式為角焊縫，焊縫高度為10 mm，焊縫長度翼緣位置處13 cm（滿焊），腹板位置處26 cm。施焊時(shí)按從左至右，從上至下的方向進(jìn)行，焊接必須飽滿，分層施焊，層與層之間必須去除藥渣等雜質(zhì)。

3.3 預(yù)制底板預(yù)制及安裝

承臺鋼混吊箱底板采用混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號為C50，厚度為15 cm，總體尺寸為8.9 m×8.9 m。每個(gè)承臺預(yù)制底板分為4 塊，每塊尺寸為4.3 m×4.3 m（圖3）。底板在預(yù)制場地進(jìn)行預(yù)制，預(yù)制板預(yù)制過程中，各項(xiàng)尺寸須嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行預(yù)制加工?；炷翝仓^程中，控制好振搗時(shí)間，對每一振動部位必須振動到該部位混凝土密實(shí)為止。澆筑完成須及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待養(yǎng)護(hù)期滿即可用平板車運(yùn)輸?shù)匠信_施工現(xiàn)場，使用汽車吊進(jìn)行安裝。

圖3 底板安裝

3.4 濕接縫鋼筋綁扎及混凝土澆筑

將預(yù)制底板分塊吊裝到位后，對相鄰底板接縫的鋼筋采用單面焊接施工，焊接長度為10 倍鋼筋直徑，并在底板接縫部位安裝需要的濕接縫底板及底板與護(hù)筒間的封堵抱箍，完成后進(jìn)行混凝土澆筑（圖4）。

圖4 濕接縫澆筑

3.5 吊箱安裝與加固

吊箱壁板在模板廠分塊加工好后先運(yùn)輸至工地現(xiàn)場，再運(yùn)至墩位處進(jìn)行拼裝。吊箱壁板安裝前，先對安裝和濕接縫澆筑好的底板進(jìn)行測量放樣，要求底板的邊緣尺寸和形狀與承臺一致。在吊箱壁板底部鋪設(shè)止水膠條，保證底板與吊箱壁板的密封性。

壁板安裝前清刷干凈壁板內(nèi)壁，并涂刷脫模劑，已涂刷脫模劑的壁板如不能及時(shí)吊裝，則要用彩條布覆蓋好，防止灰塵污染。壁板接縫用橡膠皮填塞，拼接后壁板對接接縫處再涂玻璃膠防滲處理。吊箱壁板的底標(biāo)高和安裝好的底板環(huán)向主梁頂標(biāo)高一致。

壁板吊裝、安裝在每日退潮時(shí)進(jìn)行，作業(yè)人員在海床面人工配合組裝壁板。安裝吊運(yùn)過程中，拉緊纜風(fēng)繩防止擺動。作業(yè)人員根據(jù)底板的承臺輪廓線在海床面上調(diào)整吊箱底口平面位置。待壁板內(nèi)壁與承臺邊線對齊后，利用支撐梁固定壁板，松開吊車吊鉤完成壁板受力轉(zhuǎn)換，吊裝下一塊壁板，重復(fù)以上過程直至吊箱側(cè)板組拼完畢（圖5）。

圖5 吊箱安裝加固

分塊壁板間采用M20×60 mm 螺栓通過豎向法蘭鋼板連接，分塊壁板間拼縫設(shè)置橡膠止水帶以防漏水。吊箱壁板組拼完畢后，由測量人員復(fù)測壁板軸線、標(biāo)高及平面尺寸，確認(rèn)無誤后在壁板后部采用Φ25 mm 精軋螺紋鋼角拉桿將底層吊箱加固成整體，如平面位置有誤，通過支撐梁上千斤頂調(diào)整壁板平面位置。為防止外部荷載導(dǎo)致吊箱壁板變形，在吊箱壁板安裝完成后立即安裝內(nèi)支撐，在承臺4 角處設(shè)置Φ325 mm×8 mm 的鋼管內(nèi)支撐，與壁板相接處設(shè)置柱腳鋼板，與壁板處的法蘭盤固定。柱腳鋼板與吊箱壁板密貼，以保證壁板向內(nèi)支撐體系傳力均勻。

3.6 模板復(fù)測與檢驗(yàn)

模板安裝后應(yīng)通過測量對模板頂面的平面位置和高程進(jìn)行復(fù)測，出現(xiàn)偏位時(shí)應(yīng)對模板進(jìn)行調(diào)整，直到滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求為止。檢驗(yàn)主要內(nèi)容包括平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及穩(wěn)定性檢查。模板拼裝完成后，利用全站儀檢查調(diào)整模板的垂直度、平面尺寸、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性，誤差≤3 mm。

3.7 剪力板及混凝土墊層施工

接縫部位混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行鋼混吊箱內(nèi)積水抽水，在底板的梁板間澆筑15 cm 厚素混凝土墊層，使底板平整。沿各鋼護(hù)筒四周分別焊接6 個(gè)剪力板，剪力板一端與護(hù)筒焊接，另一端與預(yù)制底板上的對應(yīng)預(yù)埋件焊接成整體。

3.8 樁頭處理

由測量人員定出鉆孔樁鋼護(hù)筒割除標(biāo)高，作業(yè)人員根據(jù)護(hù)筒標(biāo)高線利用氧炔焰割炬割除上部護(hù)筒，履帶吊配合振動錘拔出護(hù)筒。護(hù)筒割除完畢后，進(jìn)行樁頭處理施工。由測量人員通過測量標(biāo)出樁頭截?cái)嗵幬恢脴?biāo)高，采取人工環(huán)切方法切割樁頭混凝土，環(huán)切深度5 cm 且必須嚴(yán)格控制以免割傷樁基主筋。用風(fēng)鎬鑿斷樁頭混凝土，剝離出樁頭主筋及聲測管，樁頭在鑿除過程中不得傷及設(shè)計(jì)樁頭高度以下部分的混凝土，將伸入承臺內(nèi)的樁頂部分鑿毛、清洗干凈，保證樁頂混凝土體堅(jiān)硬。樁頭處理完成后，將伸入承臺的樁身鋼筋清理整修成設(shè)計(jì)形狀，復(fù)測樁頂高程。整理樁頭鋼筋采取冷彎處理，禁止熱彎。

4 結(jié)語

該種海域淺灘新型鋼混組合圍堰，底板采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場拼裝后澆濕接縫，鋼側(cè)壁與預(yù)制混凝土底板采用承插式連接，操作簡單，節(jié)省材料。有效解決了淤泥地質(zhì)環(huán)境施工無平臺、套箱安裝難度大、施工安全隱患大的問題，提高了安裝精度和功效。該技術(shù)在杭甬高速復(fù)線寧波一期工程承臺施工過程中得到應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。