有底钢套箱围堰施工工艺

有底钢套箱围堰施工工艺

1 前言

有底钢套箱又名钢吊箱，是为深水高桩承台施工而设计的临时隔水结构，其作用是通过套箱侧板和底板上的封底混凝土围水，为高桩承台施工提供无水的施工环境。同双壁钢围堰比较，钢套箱具有施工工期短、水流阻力小、利于通航、不需沉入河床、施工难度小、材料用量少、经济合理等特点，因而在大跨深水桥梁的基础施工中得到广泛的应用。

2 适用范围及特点

2.1 钢套箱的适用范围

当承台底面距河床面较高，或承台以下为较厚的软弱土层、且水深流急时，目前多采用有底钢套箱作为防水措施来进行深水基础施工。

2.2 钢套箱的特点

有底钢套箱受水深的影响相对于无底钢套箱较小，利用护筒及其它措施定位较为容易、定位精度高；封底混凝土受底板约束，质量易于保证，数量准确；套箱悬挂于支撑系统上，不接触河床，避免了河床高低不平的影响。

3 钢套箱的设计

具体计算详见《围堰结构设计指南》。

4 钢套箱施工工艺流程及加工制作

4.1 钢套箱施工工艺流程图及说明

有底钢套箱一般均采用先桩后围堰施工方法，围堰的安装主要有墩位组拚和场外组拚两种，其施工工艺如下：

墩位组拼：

工厂加工钢套箱→墩位安装底板及壁板拼装平台→安装底板→拼装壁板→安装内支撑→拉压杆的安装→水平定位系统及导向系统的安装→钢套箱的整体下放→下沉钢套箱至设计高程→吊箱平面纠偏及竖向锁定→底板封堵与清理、封底混凝土浇筑→抽水、转换拉压杆、承台混凝土浇注

场外组拚：

场地平整→搭设套箱加工平台→钢套箱的加工拼装→起吊下沉就位→钢套箱的锁定→堵漏→封底混凝土浇筑→承台施工。

4.2 钢套箱加工制造及拼装

4.2.1 加工制造及拼装的总体要求及精度控制

加工制造用的钢材应满足以下要求：Q235钢应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）的规定；Q345钢应符合现行国家标准《低合金结构钢》（GB1591）的规定。

焊接材料的要求：钢套箱加工选用的焊条、焊丝必须符合现行国家标准，包括《碳钢焊条》（GB5117）、《低合金焊条》（GB5118）、《碳钢药芯焊丝》（GB10045）、《熔化焊用钢丝》（GB/T14957—94）及《二氧化碳气体保护焊用钢丝》（GB8110）的规定。焊剂应符合现行国家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》（GB5293）的规定。埋弧焊采用H08H焊丝，配焊剂431，并满足《焊接用钢丝》（GB1300—77）有关要求；手工焊选用结4303焊条，且满足《碳素钢焊条》(GB117—85)的有关要求。

焊缝检验：

（1）焊缝高度的检验。焊缝尺寸允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》附录A中表A.0.2的规定。

检验方法：用焊缝量规检查。

（2）外观检验。所有焊缝均应冷却后进行外观检查，并填写检查记录。所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及漏焊等缺陷，外观检查不合格的焊接件，在未返修合格前不得进入下一道工序。

（3）内部质量检验。对钢吊箱下放吊点位置的受力焊缝应沿焊缝进行全长超声波探伤，质量等级要求为Ⅰ级。

对套箱壁板在现场的拼接焊缝中，壁板与底板、底板防撞桁架以及内支撑之间的焊缝进行全长超声波探伤检测，质量等级要求为Ⅰ级。

检验不合格件，在未返修合格前不得进入下一道工序。

精度控制：套箱分块制作，拼装完成后的总体尺寸必须满足以下精度要求：

外形平面尺寸偏差：0，+60mm。内口平面尺寸偏差：0，+50mm。

外形对角线尺寸偏差：0，+85mm。内口对角线尺寸偏差：0，+70mm。

壁板倾斜度：≤H/1000。壁板面板平整度：≤5mm（3m尺）。

高度偏差：0，-30mm。

拼装完成后吊箱轴线偏差：±100mm。

4.2.2 钢套箱壁板加工制造

按照设计图纸在加工场加工成分块，并进行编号。

加工精度要求：

根据套箱结构的受力要求，保证每层水平肋板在同一高程很关键，加工时其偏差不得大于2mm，保证在拼装阶段能够顺利对接。

每个壁板块段加工完成后均单独进行检验，其加工精度要求如下：

宽度方向尺寸偏差：±15mm。

壁板厚度偏差：±2mm。

外形对角线偏差：±20mm。

高度方向偏差：0，-30mm。

4.2.3 钢套箱底板加工制造

严格按照设计图纸尺寸进行下料，现下纵、横梁，在轨道上铺设纵横梁，并焊接成骨架，然后铺设钢面板，并焊接好。严格检查焊接质量，其加工精度要求如下：

宽度方向尺寸偏差：±15mm。

壁板厚度偏差：±2mm。

外形对角线偏差：±20mm。

高度方向偏差：0，-30mm。

4.2.4 钢套箱内支撑系统加工制造

根据现场的吊装能力，对内支撑进行分块；按照设计图纸在加工场加工成分块，并进行编号。

加工精度：根据内支撑结构的受力要求，保证块之间顶、底层内支撑钢管在同一高度很关键，加工时其偏差不得大于2mm，保证在拼装阶段能够顺利对接。

每个内支撑块段加工完成后均单独进行检验，其加工精度要求如下：

平面长宽尺寸偏差：±20mm。

高度方向尺寸偏差：±5mm。

4.2.5 钢套箱整体吊装、分节吊装

钢套箱整体吊装：当钢套箱平面尺寸较小，重量较轻时，采用在岸上加工场分块加工，然后组拚成整体，采用缆索吊机整体吊装至墩位下沉就位。

钢套箱分节吊装：当钢套箱整体重量较重，高度较高时，根据吊装设备的允许吊装重量，可以在岸上分块加工，分节组拚，然后采用浮吊或缆索吊分节吊装。

4.2.6 钢套箱墩位处分块组拼

根据拼装钢套箱时下方支撑形式的不同，钢套箱墩位处分块组拼有两种形式：

（1）利用已有墩位钻孔平台作为拼装钢套箱时的支撑。在墩位平台上拼装钢套箱，接高钻孔灌注桩钢护筒，在其顶面设起吊分配梁，再由起吊系统滑车组起吊钢套箱。并将钢套箱临时吊挂于钢护筒支撑牛腿上。拆除墩位平台，解除临时吊挂，由起吊滑车组将钢套箱缓缓下沉就位。然后转换吊点，由多根吊杆将钢套箱吊挂于钢护筒支撑钢牛腿上。

（2）以钻孔灌注桩钢护筒为拼装钢套箱时的支撑。在钻孔灌注桩钢护筒上同一水平高度焊接承重牛腿，在牛腿上放置钢套箱底梁，然后在底梁上铺设钢套箱底板，将侧板在底板上拼装成箱体。也可在牛腿上搭设平台，由驳船将块件运至平台上拼装。在钢护筒顶面设千斤顶支架，由千斤顶起吊钢套箱，割除牛腿，下沉钢套箱。此法不需要大型起吊设备，起吊时受周围环境的影响相对较小。

4.2.7 钢套箱水密试验

钢套箱每个分块加工完成后，应对焊缝进行煤油渗透试验。即用刷子在焊缝两侧刷上石灰水，待其干后在围堰内侧焊缝刷上煤油，等30～60分钟后察看围堰外侧是否有煤油渗透痕迹。

试验检查不合格的部位应进行补焊并报告监理工程师，补焊后还须进行复验，合格后才能进入。钢套箱壁板在现场拼装完成为整体后，对现场拼装焊缝同样要求进行煤油渗透试验，保证套箱壁板整体密水性能。

5 钢套箱的测量放线