钢吊箱桥墩承台施工工艺专项方案

1.承台施工方案
水中23#～26#墩承台施工采用钢套（吊）箱围堰，钢套（吊）箱周边尺寸比承台设计尺寸每边大5cm，钢套（吊）箱底边伸入承台底以下1.0m（承台底面标高为9.77m），顶边高出常水位0.5m（常水位为13.77m）。

钢套（吊）箱在钻孔平台上拼装成整体，拆除防碍其下沉的搭设平台用的木板、工字钢等，在钻孔桩上重新搭设小施工平台，用倒链下沉钢套（吊）箱。

钢套（吊）箱内壁清理干净作为承台施工时的模板。

1.1.钢套（吊）箱施工
1.1.1.套（吊）箱钢结构制造
钢吊箱底板采用I16工字钢作竖肋，纵横向肋间距为1.0m，δ=8mm钢板作面板；钢套（吊）箱侧板用I16工字钢作竖肋，竖肋间距为1.0m，δ=8mm钢板作面板，侧板与侧板的连接、侧板与底板的连接均用L160×160×12角钢，侧板设水平与竖向拼接逢，钢套（吊）箱内部设二道支撑（Φ500×10），边梁为2-I32b。

套（吊）箱高度高于水面0.5m，作为防浪围堰，考虑封底混凝土1.0m，24#、25#墩承台高度2.5m，套（吊）箱总高度为7m；23#、26#墩承台高度1.5m，套箱总高度为6m。

套箱结构图见图1-5。

套（吊）箱钢结构制造需在坚实的工作平台上进行，要求：结构尺寸准确，底板、侧板平面尺寸误差±5mm；栓孔位置偏差≤±0.5mm；底板、侧板无翘曲、变形；焊缝饱满、牢靠；底板喇叭口位置按实测桩位偏差开孔，并相应调整底板加劲肋位置。

侧板在工厂分块制造，进行试拼，并经检验合格后运至现场，用汽车吊配合组装钢套（吊）箱。

并注意边拼边校核、边加固，以达到设计要求。

1.1.2.钻孔平台拆除
当桥梁一幅钻孔桩施工完毕，即可进行一侧套（吊）箱围堰施工。

施工前，先拆除其上的钻孔平台桁架，桩孔护筒支承环，泥浆循环槽道等。

（定位桩桩顶分配梁暂不拆除，可用做拼装套（吊）箱平台用）。

1.1.3.焊接拼装套（吊）箱用的支腿
套（吊）箱在墩位处拼装时，需在桩孔钢护筒上焊接拼装用的临时支腿，套（吊）箱围堰喇叭口底部支承于临时支腿上，支腿顶面标高+14.07m，支腿采用
[20槽钢，长350mm，每个护筒上焊2个，布置如图所示：
套（吊）箱支腿焊接示意图
1.1.4.吊箱底板安装
吊箱底板安装时采用，底板上栓挂点至少为4个，注意栓挂点位置一定要合理布置，并与底板连接牢固。

套（吊）箱底板搁置于拼装支腿上，调整底板平面位置，使其平面中心位置偏差±50mm，底板就位后，与护筒临时撑牢，防止水流冲刷发生移位，焊接底板喇叭口处8根吊挂角钢F4，并与护筒焊接，使底板吊挂在钢护筒上。

1.1.5.侧板安装
侧板单片安装时，注意与护筒临时支撑牢靠，侧板与侧板连接螺栓要上满上紧，侧板与底板间的拉杆要拉紧，其各连接缝处均垫放防漏胶条。

1.1.6.套（吊）箱桁架安装
桁架安装顺序：将顺桥向桁片承台顶以上部份先拼装成固定小单元，并与侧板用螺栓连接，然后再安装横向承台以上部份桁架杆件→安装承台顶面以下纵横向连接杆件，此时桁架与套（吊）箱底、侧板构成一个整体→安装侧板与底板间的钢契杆，钢契杆要打紧，并与侧板点焊牢靠。

1.1.7.吊装设备
起吊设施包括护筒顶起吊扁担梁（两组），5吨卷扬机（4个），起吊滑车组（4套），套（吊）箱侧板上就位吊点（4个）。

卷扬机安装前，必须先根据卷扬机底座尺寸，在护筒顶安装牢固可靠的分配梁，然后再将卷扬机固定在分配梁上，套（吊）箱侧板上就位吊点焊接时，一定要注意位置与滑车组顶部转向滑轮处于同一铅垂线上，且焊接牢靠。

焊接完毕，经技术负责人检查认可后，方可安装起
降滑车组。

1.1.8.套（吊）箱下落就位
套（吊）箱下落前，先对整个起落系统进行全面检查，如无问题，则可将套（吊）箱底板喇叭口下拼装支腿及喇叭口处吊挂角钢与护筒间连接板割除，准备下放。

在套（吊）箱侧板上各开一个Ф150mm孔（底板喇叭口封堵后，使套（吊）箱内、外水位平衡），孔口中心离底板约300mm。

用4台卷扬机及滑车组将套（吊）箱下放就位，注意4台卷扬机必须同步，套（吊）箱就位后，四角高差±10mm。

按套（吊）箱总体布置图所示位置，用角钢将护筒与侧板进行水平焊连，以增加套（吊）箱整体刚度及稳定性，同时拆除套（吊）箱起吊设施。

1.2.封底混凝土
经过计算，主桥23#～25#墩封底混凝土采用100cm厚C20混凝土。

1.1.9.施工布置及主要设备
导管的平面布置：导管数量及在平面上的布置，能使各导管有效半径互相衔接。

导管的立面布置：在围堰顶搭设灌注支架，以悬挂漏斗及导管。

支架顶部设置灌注平台，平台上搭设有储存混凝土的料槽。

灌注顺序：灌注从一端开始逐个进行，拔出导管向后倒用。

混凝土的生产量：在30min内储存的混凝土量，在砍球开灌后，能足以将导管埋入混凝土内。

灌注水下封底混凝土的速度不能小于0.3m/h。

1.1.10.操作要点
为保证水下混凝土施工顺利和质量良好，灌注中对下列几项经验参数加以控制：混凝土拌合时间较普通混凝土延长1min；混凝土自拌合机出料至砍球开灌的总储料时间不宜超过30min；正常灌注时，每根导管灌注间歇时间不宜超过20min；
1.1.11.水下封底混凝土的质量检查
封底后采用地质钻探的方法，对封底混凝土钻孔，取出混凝土芯作抗压强度试验及外观检查。

钻孔位置布置在认为对质量有影响的部位，深度钻至封底混凝
土底面以下，以便检查基底面与混凝土结合情况。

钻孔结束后对钻孔进行灌浆封填。

1.1.1
2.水下混凝土配合比选择要点
拌合的混凝土要有足够的流动性，以便顺利通过导管，并能在水下自动摊展。

一般采用坍落度18～22cm，开始灌注阶段采用坍落度16～18cm粘度较好具有良好和易性混凝土灌注。

避免在灌注混凝土过程中产生离析和泌水现象，砂、石骨料应具有良好的颗粒级配，混凝土的砂率45～50%。

1.1.13.清理基底
封底混凝土施工完成后，进行抽水，清理封底混凝土表面的浮浆。

1.3.承台施工
23#～26#墩套（吊）箱下放到位后，拆除护筒上平台，割除钢护筒，凿桩头，桩头弃渣倒运至岸上弃渣场所，以保护河道及水质环境。

桩头凿至设计标高后，将桩的纵向钢筋向外弯15o，并与承台钢筋连接。

23#～26#墩钢套（吊）箱内壁清理干净作为承台施工时的模板。

承台钢筋通过便桥运到墩位，在钢套（吊）箱内绑扎，灌注承台混凝土。

陆上墩承台基坑开挖完成后，浇筑混凝土垫层。

用组合钢模支立模板，绑扎钢筋，灌注混凝土。

混凝土采用拌合站拌合，输送车运输，通过滑槽入仓。

混凝土浇筑完成后进行洒水养护，拆模后外面覆盖塑料薄膜进行保湿养护。

1.4.承台大体积混凝土的温控措施
主桥承台属于大体积混凝土施工。

大体积混凝土在施工过程中，由于混凝土方量大，水泥的水化热热量大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况下，在混凝土内部产生较大的温度应力，导致混凝土发生开裂。

因此，大体积混凝土施工中的温度控制是防止混凝土开裂的关键。

施工中必须严格遵守《公路桥涵施工技术规范》中关于大体积混凝土浇筑要求的规定。

温控防裂措施为：
1.1.14.改善混凝土性能，控制温度升降速度
选用低水化热水泥，降低混凝土内部热量：选用矿碴42.5级水泥，28天水化热335KJ/Kg，比普通水泥低42KJ/Kg。

掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值，混凝土缓凝时间可推迟8～10h，从而延缓水泥的水化速度。

同时掺加缓凝剂后混凝土自密实性和流动性均较好，既减少混凝土用水量，又能延缓终凝时间，同时增加混凝土前期强度，防止混凝土发生开裂。

粗集料（碎石）采用连续级配，细骨料采用中砂，采用干净的砂、石料，含泥量分别控制在3%和1%以下。

降低混凝土的入模温度。

1.1.15.选择合理的浇筑工艺
浇筑方法：浇筑方法采用“斜面分层、薄层浇筑、连续推进、自然流淌、一次到顶”的方案。

每层厚度控制在0.3m以内，以加快混凝土的散热速度；浇筑顺序由一端往另一端进行，混凝土连续浇筑。

振捣：根据混凝土自然形成的流淌斜坡度，在浇筑带前、后各布置2道振捣器，随着混凝土向前推进浇筑，振捣器相应跟进。

1.1.16.“内排外保”，减少混凝土内外温差
根据类似工程上的施工经验，大体积混凝土内外温差控制在25℃以内，可避免混凝土出现温度收缩裂缝，为此拟采取以下措施：
“内排”：尽快排出混凝土内部热量，降低混凝土内部温度。

在混凝土浇筑以前，预先在混凝土内按间距2m梅花型布置Φ200mm的钢管作散热管。

混凝土灌注过程中和灌注完成后每隔2h换冷水循环散热一次，可降低混凝土内部温度5～8℃，待混凝土内外温差降至25℃以下可停止换水，混凝土浇筑达28天后用同标号细石混凝土将散热管灌实。

“外保”：在混凝土表面采取保温措施，控制混凝土内外温差及表面与空气温差，避免出现深层裂纹和表面裂纹。

2.主桥主墩承台施工工艺和方法
根据施工水位、河床底与承台底标高，11#、13#墩采用双壁钢围堰、12#墩采用双壁钢吊箱施工。

2.1.双壁钢围堰及双壁钢吊箱结构构造
双壁钢围堰拟设计成板块装配式，以便于拼装和拆卸。

利用3m×1m、2m×1m和1m×1m三种基本块件，拼装成外框25.4m×19.4m，内框23.4m×17.4m的矩形框架，全部用螺栓连接。

基本件由面板和肋条组成，面板厚4mm，肋条为70mm ×70mm×6mm的角钢和4mm×70mm的扁钢。

为便于钢围堰下沉时切入覆盖层，在其底部设1m高的三角形刃脚，双壁间用角钢横撑、斜撑组成桁架联结，每4m 设一隔舱板。

双壁钢吊箱底板由2[20槽钢作主梁，[16槽钢作次梁，4mm钢模满铺于承重梁上。

2.2.双壁钢围堰拼装
将加工好的基本件在工厂先进行试拼，符合设计要求后，按拼装顺序将各种构件编号标记。

在北岸码头，利用16只标准舟节拼成两个浮体，每浮体平面尺寸为36m×5.4m，两浮体净距20.6m，用4片贝雷架连接两浮体组拼围堰工作平台，并在浮式平台上拼装钢围堰。

在浮式平台上用六五式军用墩与六四式军用梁设置拼装与起吊龙门。

用贝雷架组拼垫梁，垫梁上铺设脚手板，构成拼装施工平台。

在平台上放样画线，从上游一角开始，先拼好刃脚，再由两侧向下游拼，最后在下游端合龙。

刃脚拼好后，依次往上接拼。

并在刃脚内侧设置牢固的支撑架，以保持刃脚的顶面水平。

第一层围堰拼完后进行校正，以确保结构几何尺寸和水平面正确。

侧板与侧板用螺栓连接好，连接缝均用10mm的橡胶止水带嵌逢。

侧板拼完后再加支撑。

2.3.双壁钢围堰浮运就位
2.3.1.浮运前的准备
加固浮体的横向连接及其套箱的稳固，使之成为整体，以加强其在浮运过程中的稳定性。

准备好锚碇设备。

拟采用重力式钢筋混凝土锚，锚碇按设计位置通过测量定出抛设地点，用抛锚艇抛入江中，用浮标在水上标出位置。

浮运前对浮体组、锚碇设备进行全面检查和预拉，确保不出故障。

与航务管理部门配合，对来往船只进行警戒，确保航行无阻。

加强与气象部门的联系，指定专人每天测量流速、风速与风向、选择在四级风以下，无雨的白天进行航运。

浮运是多工种联合作业的工作，事前向所有参加人员讲解操作方法、步骤和安全注意事项，每道工序都安排专人负责。

做好安全防护，备齐救生船、救生衣、救生圈、救生绳等安全设施，以防万一。

2.3.2.浮运方法
用2艘400马力拖轮夹持在钢套箱驳船的前方两侧作牵引动力，拖动船组在预定的航道上行使，浮运时航速不得超过4km/h。

在钢套箱浮运到墩位前定位船先行进位，定位船设在墩位上游，船上备有发电机，5t电动卷扬机4台，备足缆绳，用来控制导向船的速度和方向。

当浮运船组慢速行驶到桥位时，拖轮停驶，用小船送绳，将各锚绳迅速与各锚联接上，改由锚绳定位。

钢围堰锚碇示意图
在钢管测量控制平台上架设测量仪器，定出墩位横向轴线，根据打出的轴线，用两侧帮拖轮协助，使浮运船组对准桥墩横向轴线上，进行初步定位。

精确定位采用定位船与浮体上的卷扬机通过收紧钢丝绳完成。

钢套箱精确定位后，拆除浮体联结，驳船退出墩位。

2.4.双壁钢吊箱拼装与就位方法
钻孔灌注桩施工结束后，在钢护筒上焊牛腿，用浮吊分块吊拼底板与底节8m侧壁板，接高护筒内预埋的钢管立柱，布置吊箱的悬吊与提升系统，在底板承重梁上穿φ32精轧螺纹钢筋，在提升平台上布置穿心式千斤顶，用精轧螺纹钢作吊杆，千斤顶作动力，多组千斤顶同步交替进行吊箱的下沉，当第一节8m 高下沉到一定位置后，再接高第二节6m侧壁，再由多组千斤顶同步交替下沉吊箱，直至达到设计位置。

2.5.吊箱围堰堵漏
围堰精确定位后，用φ150mm左右的内装细石混凝土的编织袋，构成内径与钻孔桩钢护筒外径大致相同的环形结构，套于钢护筒上顺势下放，以达到对围堰底板与钢护筒外壁间堵漏的效果，必要时由潜水员下去检查堵漏。

2.6.水下混凝土封底
封底混凝土浇注面积净300余平米，且水较深，为保证质量，采用在围堰顶部设混凝土总槽，储存一定量的首批混凝土，并设多方向的溜槽，多点均匀布设水封导管，泵送混凝土连续、多点、由下游向上游快速浇注。

混凝土的塌落度控制在18～20cm，强度按设计提高2个等级配置，并掺加粉煤灰和高效缓凝剂，以提高混凝土的流动性、延长混凝土的初凝时间。

为保证封底混凝土与钢护筒壁间的粘结力，在水封前，用特制的钢丝刷将封底混凝土范围的钢护筒外壁表面附着物清除干净。

钢吊箱下沉示意图
2.7.割钢护筒、凿桩头
封底完毕，混凝土达到设计要求强度后，先抽干堰内积水，并注意边抽水边加内支撑，后即可割除钢护筒，凿除桩头。

φ3.0m大直径钻孔桩桩头凿除是一项耗时多的工序，为尽量减少这一工序时间，拟采取措施为：控制混凝土灌注标高，按规范规定桩顶标高超高0.8m，当桩灌注完毕后，及时将超高0.8m位置以上的多余部分混凝土清除；优化凿除工艺。

按常规的采用风镐人工凿除，劳动强度大、工效低，采用静态松动爆破法，人工打眼工作量增加，工效也不高，拟采用公路路面混凝土破除机凿除桩头新工艺等措施，以加快施工进度。

2.8.承台钢筋绑扎
承台平面尺寸大，钢筋较粗，数量大，带肋主筋接头的连接，当直径小于25mm时，采用电弧焊接；直径大于25mm时，采用冷挤压套筒连接，且接头位置按设计要求错开。

钢筋在岸上加工车间制作，严格按照施工规范和图纸要求检验材质及加工，现场绑扎，严禁漏绑。

特别注意预埋钢筋的位置及加固，防止浇筑混凝土时跑位。

底部设置的钢筋网，在越过桩顶处不得截断。

在钢筋与模板之间设置混凝土垫块，垫块与钢筋扎紧，并相互错开，并根据图纸预埋桥墩钢筋、及其搭吊和电梯底座预埋件等。

2.9.承台混凝土灌注
混凝土严格按照试验并经监理工程师批准的配合比准确计量，集中拌合，用输送泵输送，用串筒送混凝土至灌部位。

为确保施工质量，采用斜向水平推进法施工。

混凝土自由下落高度不得超过2m，保持水平分层，且分层厚度不超过30cm。

采用插入式振捣棒振捣，振捣棒插入下层混凝土8cm左右，插入间隔小于其1.5倍作用半径，不得漏捣和重捣。

每一层边振动边逐渐提高振动棒，避免碰撞模板。

浇筑过程中，设专人负责检查围堰、钢筋和墩柱预埋钢筋的稳定情况，发现问题，立即处理。

浇至设计标高后，振捣时观察混凝土不再下沉，表面泛浆，水平有光泽即可缓慢抽出振捣棒，防止混凝土内产生空洞。

2.10.大体积混凝土施工组织措施
承台最大圬工为1955m3，由于江上作业条件差，为了保证施工质量，混凝土采用一次连续浇注，对于如此大的圬工量，在组织上拟采取以下措施：项目经理部主要领导和各部、室与施工队领导亲临现场负责组织指挥，及时处理施工中出现的矛盾和解决施工中可能发生的问题；与当地气象部门保持联系，掌握气象信息，把混凝土灌注时间选择在气候稳定、对施工有利的时段。

提前对机械设备进行保养维修，使机械设备处于良好状态，以确保混凝土灌注过程不发生故障。

灌前对材料的运输组织、人员的分工及灌注方案等，均做细致的方案设计与计划，确保万无一失；灌前对参加人员进行技术交底，划分责任区，并分工落实到每一个人，实行责任包保制；混凝土开盘时，拌和船上保证备砂石料与水泥能拌制500m3混凝土以上，并有载满砂石料与水泥能拌制1000m3混凝土的船只在拌和船附近或待航；水上混凝土工厂的生产能力为75m3/h，保证每小时生产混凝土55m3，用输送泵直接入模；开邻近墩的北岸混凝土工厂，由船运输混凝土到平台旁，用桅杆式吊机吊混凝土入模，保证承台大体积连续灌注，缩短灌注时间。

2.11.大体积混凝土温控防裂措施
承台最大厚度5.0m，一次浇注混凝土19502m3，属于大体积混凝土施工。

从以往大体积混凝土的施工经验可知，大体积混凝土在施工过程中，由于混凝土量大，水泥的水化热热量大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况下，在混凝土内部产生较大的温度应力，导致混凝土发生开裂。

因此，大体积混凝土施工中的温度控制是防止混凝土开裂的关键。

温差控制原则：混凝土的中心温度与表面温度的差值不得超过25℃；混凝土表面温度与环境空气最低温度的差值不得超过25℃；冷却水管之间混凝土最高温度与冷却水温度的差值不得超过25℃。

温控防裂措施为：
选用低水化热水泥，降低混凝土内部热量；掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值；降低混凝土的入模温度；“内排外保”，减少混凝土内外温差。

在混凝土浇注以前，预先在混凝土内按间距2m梅花型布置φ200mm的钢管作散热管。

混凝土灌注中和灌注后每隔2h换冷水循环散热一次，可降低混凝土内部温度5～8℃，待混凝土内外温差降至25℃以下可停止换水，混凝土达28天后用同标号混凝土将散热管灌实。