沉箱施工方案

中运河大桥15#深水桥墩基础施工方案

第一章沉箱施工方案

一、工程概况

徐州310国道中运河大桥改建工程，横跨中运河，河床常年流水，每年的10月至次年的6月为枯水季节，流速平缓，主河槽水深7m～10m左右。主墩承台为矩形结构，15#主墩承台尺寸为1240×770cm,高度300 cm。承台顶标高16.83米,地面标高为24米，常水位标高20.50米。由于该墩的桩基施工采用了围堰筑岛，根据地质情况以及现场的地理条件,我部对上半部开挖到标高18米，距承台底标高13米还有5米之深，而且地质情况为透水性较好的流砂，通过方案比选采用基坑大开挖配合下沉箱法施工最为适宜。即：利用挖掘机，将原来筑岛围堰面挖至标高为18米处，并在基坑一定位置打上钢桩，整平并夯实基底，放出沉箱位置线，实施沉箱下沉方案。另由于受地理位置限制，我部根据工程的实际情况对沉箱的形式作进一步的革新，采用分节预制钢筋砼沉箱，并预埋螺栓与上部双壁拼装式钢沉箱结合的施工方案，这样减少了对大型重型起重设备的依赖，同时又减少了围堰高度，我们认为较为经济合理。

二、围堰施工方案

根据施工段中运河水域水流特点，决定对15#墩承台施工采用砼沉箱与双壁钢沉箱结合施工。这种结构具有很好的整体性和刚性，而且自重比较大，下沉时不怕翻砂，施工十分安全可靠等优点。（附方案图）

三、组合沉箱施工方法

1、组合沉箱构造简介

根据组合沉箱的使用功能，可以将整套沉箱分为刃脚、钢筋砼沉箱、组合钢沉箱、吊装系统等几部分。

(1)沉箱钢刃脚

沉箱钢刃脚为楔形框架结构，高度为0.８～1.5米，上口宽度为0.9米，比上部的砼沉箱外周分别宽１０cm，在下沉过程中可以为上部沉箱的下沉减少一定的摩擦力。充分采用现有的钢模板，面板向外焊成沉箱钢刃脚形式，内部连接采用10#槽钢并在刃脚内部预先焊接与上部砼沉箱连接的结构钢筋，内部浇筑C25砼。

（2）钢筋砼沉箱

通过受力计算和承台设计尺寸以及考虑沉箱下沉过程中的位置偏差，钢筋砼沉箱平面尺寸比承台四面实际尺寸各大30cm，厚度为80cm。分节预制高度则根据实际施工时的具体情况决定，最后以不超过承台顶设计标高为准。第一节沉箱的钢筋要与下部刃脚的预埋钢筋通过焊接连接，最后一层砼浇筑时需根据上层双壁钢沉箱的螺孔位置预埋两排螺栓。（设计施工图和配筋图见附件）

(３)双壁组合钢沉箱

沉箱采用双壁结构，采用现有的钢模板由10＃槽钢和6mm钢板焊制而成。根据现场起重能力将内模竖向分为上、下二节，二层高度均为2m，每层模板按2m长分块，内模的竖向加劲肋为12＃槽钢，间距100cm，横向加劲肋为两个背向的12#槽钢，间距80cm。内模面板

采用6mm钢板,背肋采用8cm的槽钢夹5mm钢板作为外模的通肋,外模使用材料同内模一样。双壁组合钢沉箱与钢筋砼沉箱之间采用螺栓连接，接缝间设橡胶止水带以防漏水。

沉箱内支撑：在沉箱的中部做两道内支撑，两道内支撑的层间距离200cm。内支撑主型钢为两根28-a工字钢，两道内支撑间用角钢做成竖向平面桁架连接成一整体。作为主受力骨架；竖向在沉箱内侧做加劲肋为12＃槽钢，间距100cm。这是双壁围堰壁板在竖向和水平向的主受力构件。

(４)吊点系统

根据现场的起重能力以及起吊角度、位置，确定采用起重能力为16T的吊车进行分片拼装。因此在每片模板上焊接两个吊点，吊点位置应对称，保证模板在吊装拼装过程中保持平衡。

2、沉箱结构设计

(1) 承台底标高13.0米，常水位标高20.50米，沉箱刃脚须深入承台底80-100cm，沉箱高度至少8.5m，考虑到15#先期桩基础施工采用筑岛围堰。在承台施工时,利用筑岛围堰预制和下放沉箱。

钢筋砼沉箱的高度则根据实际施工时的具体情况决定，最后以下面刃脚部分嵌入承台底80--100cm,顶面不超过承台顶设计标高为准，钢筋砼沉箱高度按4.2米考虑。双壁钢沉箱的高度定为2.0～4.0m。双壁钢沉箱内外壁隔舱距离为：0.6m。沉箱内壁长：13.0m（承台尺寸：12.4m）沉箱内壁宽：8.3m（承台尺寸：7.7m）

（2）钢筋砼沉箱主要是考虑它的整体性和刚性好，自身重量大，可

以有效地防止侧面的渗水和抵抗外侧的土压力。

(3)钢沉箱隔水模板的形式是双壁形式，双壁的构造主要是考虑钢沉箱的整体钢度和下沉的需要，同时考虑到承台浇筑完成后钢模板可以拆除利用而设计，由于钢沉箱重量轻，在需要入土较深的情况下考虑稳定性和土压力，需对沉箱内壁灌注砂子，以加大自身的自重，因此采用双壁结构。

3、沉箱的下放

主要施工程序为：平整夯实场地→位置放线→安防沉箱刃脚→预制砼沉箱→下放沉箱刃脚及砼沉箱（边下放边抽水、校核沉箱垂直度）→砼沉箱分段接高→加工钢沉箱并接高→及时支护→清基→封底

1）筑岛围堰内的场地的整平夯实

将筑岛围堰面挖至标高为18m处时，整平基底，使用人工配合蛙式夯对沉箱下放位置进行夯实处理，保证沉箱在下放时稳定均匀下沉。并在三个迎水面的一定位置打入钢桩。

2）沉箱位置放线

在整平夯实后的基础上根据沉箱设计尺寸画出刃脚下放准确位置。3）钢筋砼沉箱加工制作

钢筋砼沉箱采用在现场平整好的场地上放线定好位置，铺垫好防止下沉的方木然后使用吊车把加工好的刃脚安装到位后，并做好临时支撑：内侧采用斜撑临时支挡，每3米一道；外侧采用缆风斜拉，每3米一道，待成为整体后撤除缆风；保证底沉箱刃脚的垂直度。测量进行复测保证其在同一水平面。完成之后向刃脚内箱室灌注砼。

在刃脚上整体分层绑扎钢筋、支模、浇筑砼。在浇筑砼时要特别注意每层要均匀对称浇筑，以免发生不均匀沉降，造成沉箱位置偏差。在模板的支护方面严禁在地面上支护，因为沉箱在浇筑砼时自重加大，会出现沉箱压断方木突然下沉，造成模板崩落的情况，所以模板一定要在沉箱自身上靠对拉螺杆固定。在浇筑最后一层砼时，每边要根据钢沉箱螺孔位置预埋两排螺栓。

4）、刃脚及砼沉箱的下放

砼沉箱是以人工配合机械去除刃脚部位的泥土阻挡靠自身重量下沉的。在完成第一段预制砼后，抽取刃脚下的支垫方木下沉预制砼沉箱，此时一定要注意同时对称抽取，防止发生不均匀沉降。方木抽取到一定数量时，钢刃脚会剪断剩余方木，沉箱开始下沉，此时一定要注意施工人员的人身安全，防止被崩出的方木所伤。

下沉过程中，应随时掌握土层情况，做好下沉观测记录，分析和检验土的阻力与沉箱重力的关系，选用最有利的下沉方法。正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。若沉箱底部不能完全到位，视情况而定，沉箱出现倾斜时，在刃脚较高一侧吸泥和高压水枪清除，以减少被动土压力，迫使高侧刃脚下沉，或在高侧进行配重。下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次。合理安排沉箱外弃土地点，避免对沉箱引起偏压。必须备有向箱内补水的设备，保持箱内外的水位相平或箱内略高于箱外水位，防止翻砂。吸泥器应均匀吸泥，防止局部吸泥过深，造成沉箱下沉偏斜。

砼沉箱下沉到满足二次接高位置后，停止对内部刃脚部位泥土的