无底钢套箱在内昆线横江3#大桥水中墩的应用.doc

无底钢套箱在内昆线横江3#大桥水中墩的应用 1 工程概况 内昆线横江3#大桥，设计为1×24+7×32+2×24m钢筋砼简支梁桥，跨越河面宽130m左右的横江，3#、4#、5#、6#墩处于枯水期水深在2.0~3.0m流速小于1.8m/s的河床中，河床底为砂卵石。原设计为钻孔桩基础，采用草袋围堰筑岛施工钻孔桩，明挖强抽水施工承台。在进行承台基础开挖时，由于河床为砂卵石层，渗水量特别大，采取强抽水、钢板护壁和水下砼封、堵等多种措施和办法，用了近2个月时间都未施工完一个承台，工程成本也成倍增加，而且距洪水期只有1个多月时间，报经设计院同意，变更为采用无底钢套箱围堰施工。 2 施工方法 无底钢套箱采用3mm厚的钢板作壁板，I10的工字钢（或[12的槽钢）和∠100×100×10的角钢作骨架，∠63×63×6的角钢作箱肋加工制作而成的方框形套箱，钻孔桩采取筑岛围堰施工完成后，在所填筑的岛上采用挖掘机进行有水开挖出基坑，然后在基坑上搭设一个临时拼装平台，将预先分成四大块焊好的套箱围堰在临时平台上进行拼装焊接。用两台吊车在套箱两侧对吊吊起后，拆除临时平台缓缓将套箱放入基坑中，下沉到位后再在套箱内灌注水下混凝土封底，待封底混凝土达到强度后，即可抽去套箱内的水进行承台施工。 3 施工工艺 3.1 工艺原理 无底套箱下沉到位灌注封底混凝土后，就形同一只大船一样，隔断了套箱内外的水，将套箱内的水抽出，套箱就会向上浮，这就靠钢套箱和封底混凝土的重力及封底混凝土与桩身之间的粘结力来阻止套箱的上浮。 条件：F＜W1+W2+F1，套箱才不会上浮。 其中：F：套箱所受到的浮力 F1：封底砼与桩身的粘结力 W1：封底砼的重力 W2：钢套箱的重力 净力用下式计算： F=S×△h 其中：S：套箱的底面积 △h：套箱底与水面的高差 粘结力用下式计算： 其中：F1=u×π×D×△h1×n u：套箱与桩身粘结力，单位kN/m2 D：桩身的直径 △h1：封底砼的厚度 n：桩的根数 3.2 工艺流程 筑岛围堰分四大块加工套箱壁板 筑岛围堰 分四大块加工套箱壁板 钻孔桩施工 钻孔桩施工 有水机械开挖基坑 有水机械开挖基坑 搭设套箱拼装临时平台 搭设套箱拼装临时平台 拼装焊接钢套箱 拼装焊接钢套箱 拆除临时平台 拆除临时平台 套箱下沉到位 套箱下沉到位 灌注封底砼 灌注封底砼 施工承台 施工承台 3.3 套箱加工制作 3.3.1 套箱围堰的壁板用3mm厚的钢板拼接而成，拼接缝应满焊两遍，并检查有无夹碴，漏焊，孔眼等，做到不漏水。 3.3.2 用I10的工字钢（或[12的槽钢）作竖向骨架，间距2.0～2.5m焊于套箱内侧。横向骨架，上、下口用∠100×100×10的角钢，中间用I10工字钢（或[12的槽钢），间距成倒直角三角形上大下小，套箱四个角用∠100×100×10的角钢作转角骨架，两边的壁板就焊在此角钢上，它们都焊于套箱外侧。 3.3.3 用∠63×63×6的角钢作箱肋，间距0.5～0.7m焊于壁板内侧。 3.3.4 壁板与骨架之间采取分段焊，并注意控制变形。 3.3.5 用φ100×6的钢管作内支撑，内支撑焊于壁板内侧的竖向骨架上，纵横向内支撑在交叉点处互相焊牢，内支撑的安放位置要避开桩头。 3.4 基坑开挖 3.4.1 根据套箱的大小、开挖坡度，计算出基坑开挖的尺寸，并放出开挖线。必须保证基坑开挖好后，基坑的坡脚与套箱壁板间的距离要大于0.5m以上，以防套箱下沉不到位。 3.4.2 用一台PC400型以上的挖掘机进行有水开挖基坑，开挖时从一侧开挖，随挖随退，边挖边用垂铅测量开挖深度，开挖必须一步到位，挖掘机无法进行第二次开挖。特别注意桩身周围的土一定要挖除干净。 3.5 搭设套箱拼装临时平台 3.5.1 平台中间的支柱：如果护筒埋得深，与桩身混凝土粘结在一起，可以利用护筒来作支柱。如果护筒埋得浅，未与桩身混凝土粘结在一起，就将护筒拔掉，重新加工比桩身混凝土直径大0.2m、壁厚6mm的护筒4个，套在四个角的桩头上作支柱，其长度由基底与平台顶的高差确定。 3.5.2 用钢轨（43kg/m）双根，一端放在支柱上，一端放在基坑顶面上垫平并点焊牢固，然后在钢轨上铺设方木和木板。 3.6 套箱围堰的拼装 3.6.1 将预先焊好套箱的4大块壁板一个一个地运到基坑四周。 3.6.2 挖掘机和吊车相互配合人工进行拼装焊接，并焊好内支撑，四个角的拼接焊缝一定要焊密实，不得漏水。 3.7 套箱围堰的起吊、下沉 套箱拼装好后，用一台挖掘机、一台吊车（或两台吊车）在套箱两侧，平衡地吊起，然后拆除临时平台，将套箱对中后，缓缓放入基坑中，检查对中情况，误差不得大于0.1m。 3.8 灌注封底砼 3.8.1 用钢轨、方木和木板在