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广东省鸿高建设集团有限公司 523000
摘要：在水下系梁围堰施工中，钢套箱围堰施工技术不仅结构新颖、操作简单、工艺先进，相对其它围堰施工技术也更加具有经济效益。本文将结合水中系梁围堰多种施工技术相比较，详细解析水中系梁有底钢套箱围堰施工技术。
关键词：水中系梁；有底钢套箱；围堰
随着经济社会的快速进步，我国交通事业也得到了巨大的发展，特别是我国桥梁建设已经进入了飞速发展时期。如今在我国的各江河流域之上，不同种类不同跨度的桥梁各种各样，表现出我国交通事业的辉煌成就，标志着我国在桥梁建设的技术上已经走进了国际先进水平。但也正因为如此，在桥梁建设中对于其施工技术也有了更高的要求，尤其对桥梁水下部分施工项目的要求更为严格。本文将着重讨论水中系梁有底钢套箱围堰施工技术。
一、围堰施工方案比选
随着我国交通建设的快速发展，需要跨越江河流域的桥梁越来越多，水中系梁围堰的种类也更加多样，每种围堰都有自身的特性与适用范围，因此需要根据不同的地域环境，材料质量与设备情况等因素选定正确的围堰。
例如某桥梁建设项目处于东南沿海内边沿地区，所处地势南高北低，地壳基本稳定，该桥梁所经过河流为支流。该桥上部结构采用先简支后连续的22x25m装配式部分预应力混凝土组合箱梁，梁高1.4m；下部结构采用柱式墩台，以钻孔灌注桩为基础。
那么该项目水下系梁施工可以有几种方案供以选择：第一种是双壁钢围堰方案，此种围堰技术因钢围堰加工部件多，需要消耗的时间长，用钢量大，并且对起吊设备的要求高，费用较多，因此该方案不可行。第二种方案是土石围堰方案，但因该桥梁所处河流为支流，其围堰施工技术所需填筑量又非常大，并且清除起来十分困难，容易造成支流堵塞和污染，在该工程中，此方案也不可行。相比之下，有底钢套箱围堰方案在该项目中显得更加灵活且具有操作性，施工也相对快捷，不仅能够提高生产效率，减少水下的工作量，还能有效降低工作难度，获得较好的经济效益。经过多重考虑，施工方最后决定采用有底钢套箱围堰施工。
同其它围堰相比较，有底钢套箱围堰具有施工工期较短、水流阻力较小、施工难度较小、经济合理等特点，因此在各大跨深水桥梁的施工项目中得到广泛的应用。
二、有底钢套箱围堰施工技术
（一）施工过程
1、首先需要将河底的部分泥土挖出进行外运，然后将套箱放至预设高度，此时吊装平台底距离水下大约2.2m，因此还需要将靠近河岸一侧河床底斜坡部分的泥土挖出，避免套箱下沉时发生碰撞。
2、套箱内模尺寸应与系梁尺寸一致，但是考虑到模板厚度会高出水面0.5m，因此假定系梁在水中1.6m位置时，系梁侧模的高度应是2.1m。为了保证沉箱能够精准就位，同时需要将原有钻孔桩平台拆除一部分，重新布置沉箱排架位置，并且根据现场实际情况将原钻孔平台加高0.8m左右，满足沉箱的下沉条件。搭设支撑排架时要注意牢固度，确保各项条件满足吊装平台的稳定性。
3、支撑排架上要安装套箱吊挂平台与悬挂式横梁，在套箱拼装之前将吊杆穿入其中连接底模支架，用高强螺母将下端固定，通过旋转高强螺母调节底模的支架高度。
4、在吊装平台上拼装钢套箱底模与侧模时，要根据系梁尺寸，把套箱底模尺寸设定标准，用壁厚适当的钢板制作钢套箱的底模与侧模。并且在套箱四周用槽钢加固，以抵抗外界抽水时产生的压力，避免套箱变形。同时在底模支架纵横梁上要加装槽钢，用于承受套箱下放时产生的压力。在套箱架上设置反支撑装置，防止套箱内水抽干后出现套箱上浮现象。
5、在套箱与水中桩护筒四周进行封底时，要采用C30水下砼，待砼达到一定强度之后进行套箱内排水工作，剩余无法抽出的部分积水可汇流到积水孔中全部排出。套箱内需要安装系梁圆头模板，将模板与固定好的侧模焊接牢固。然后现场绑扎钢筋，用砼浇筑。
（二）主要施工技术
1、钢套箱施工技术
系梁浇筑好之后，钢套箱内模尺寸必须与系梁保持一致。在最低水位时，系梁会依然在水下0.5m-1.6m处，因此钢套箱底盘与水下部分侧模不用拆除。在利用水中桩施工平台将钢套箱拼装完成之后，选择高强螺栓杆将套箱下放，因钢套箱要整体下放，所以不论是对于下放的时间还是精度的要求都十分高，在这个过程中不不允许任何的失误与偏差。
2、砼封底技术
将套箱底部用砼完全封闭，其作用不仅仅在于堵水，而且还能对套箱抽完水之后的浮力起到平衡作用。封底时采用水下砼施工浇筑技术，需要等到砼达到一定强度时才能再进行抽水工作。
（三）套箱受力分析
假设：底模与侧模使用5mm钢板，普通Q235-A的钢材比重系数是1：7.85，按照这个系数测算，5mm厚钢板理论重量是5×7.85=39.25kg/㎡；槽钢使用6.5号与8号槽钢，6.5号槽钢尺寸规格为高度65mm，腿宽40mm，腰厚4.8mm；每米重量为6.7kg；8号槽钢尺寸规格为高度80mm，腿宽43mm，腰厚5mm，每米重量为8.045kg。
若把套箱底模尺寸定于3×270cm×270cm+2×259.2cm×100cm，通过计算公式可得出，底模重力为6.3KN，侧模重力为28KN，6.5号钢槽重力为3.3KN，8号钢槽重力为24.4KN，浮力为259KN，系梁自重315KN。根据有关资料得出，护筒与水下砼的摩擦阻力为120kpa，假设护筒与砼的粘接长度为0.3m，那么护筒的摩擦阻力为678KN。当模内进行抽水工作时，套箱承受向上的浮力，浮力小于套箱自重、封底砼与护筒之间的摩阻力，因此套箱围堰在抽干水时不会上浮。并且，在浇筑系梁水下砼时，护筒与砼向下的摩阻力小于浮力，此时套箱也不会下沉。
三、施工注意事项
在桥梁建设的过程当中，水下系梁项目较为复杂，施工人员必须具备专业性施工技术，施工材料的质量要严格监督，同时施工设备也要进行精确调整，全面提高施工的机械化程度。
（一）确保钢筋不受水流腐蚀
在绑扎钢筋前，测量人员要先在垫层上放样，施工人员再根据承台轮廓进行安装定位，控制保护层的厚度。先安装底层钢筋，再安装架立钢筋，最后安装水平钢筋及网片。钢筋安装基本完成之后要进行冷却水管与传感器的安装。为避免钢筋被水锈蚀，需要采用直螺纹连接钢筋，用塑料保护帽与套筒断头的塑料密封盖完全封闭。
例如某桥梁建设工程水下混凝土封底时采用了两次封底技术，第一次封底120cm，为水下封底，第二次封底时30cm，为干封。钢套箱下放以后，在封底之前先清理钢套箱内杂物，再由潜水员在水下安装钢护筒环形盖板堵缝，最后进行混凝土封底。所用混凝土为C25#水下混凝土，总封底厚度150cm。此种封底方式能够确保套箱被抽完水后呈完全封闭空间，避免钢筋受到河水腐蚀。
（二）准确定位各物件的下沉
1、必须使用导向架和全站仪控制钢护筒的下沉，使钢护筒能准确下沉到目标位置。
2、在搭设桩基施工平台时要考虑钢套箱下沉时所需空间。
3、桩柱钢套箱与系梁钢套箱进行拼装时，要保证两箱拼装完全契合，采用电焊连接，并利用玻璃胶在焊缝处加强连接，确保其下沉时不会受到两箱轴线不一致的影响。
4、在套箱下沉之前，利用高压水枪对墩位处进行清理，在清理完毕后进行人工检查，确认目标位置无杂物。
5、在两箱焊接之后整体下沉时，要注意保持各吊点下放速度完全一致，让箱体水平下沉，并在下沉以后检测其是否有偏位情况，箱体必须与目标位置完全吻合。
结束语
水下系梁的施工难度较大，需要结合实际情况采取适当的围堰方案进行施工。有底钢套箱围堰施工技术相比传统的无底钢围堰施工技术显得更加灵活且具有操作性，施工也相对快捷，不仅能够提高生产效率，减少水下的工作量，还能有效降低工作难度，获得较好的经济效益。
参考文献：
[1]季小军.水中系梁有底钢套箱围堰施工技术[J].中国新技术新产品，2014，08：88.
[2]许炳刚.浅析水中墩系梁钢套箱围堰施工技术[J].门窗，2013，05：152-153
摘要：在水下系梁围堰施工中，钢套箱围堰施工技术不仅结构新颖、操作简单、工艺先进，相对其它围堰施工技术也更加具有经济效益。本文将结合水中系梁围堰多种施工技术相比较，详细解析水中系梁有底钢套箱围堰施工技术。
关键词：水中系梁；有底钢套箱；围堰
随着经济社会的快速进步，我国交通事业也得到了巨大的发展，特别是我国桥梁建设已经进入了飞速发展时期。如今在我国的各江河流域之上，不同种类不同跨度的桥梁各种各样，表现出我国交通事业的辉煌成就，标志着我国在桥梁建设的技术上已经走进了国际先进水平。但也正因为如此，在桥梁建设中对于其施工技术也有了更高的要求，尤其对桥梁水下部分施工项目的要求更为严格。本文将着重讨论水中系梁有底钢套箱围堰施工技术。
一、围堰施工方案比选
随着我国交通建设的快速发展，需要跨越江河流域的桥梁越来越多，水中系梁围堰的种类也更加多样，每种围堰都有自身的特性与适用范围，因此需要根据不同的地域环境，材料质量与设备情况等因素选定正确的围堰。
例如某桥梁建设项目处于东南沿海内边沿地区，所处地势南高北低，地壳基本稳定，该桥梁所经过河流为支流。该桥上部结构采用先简支后连续的22x25m装配式部分预应力混凝土组合箱梁，梁高1.4m；下部结构采用柱式墩台，以钻孔灌注桩为基础。
那么该项目水下系梁施工可以有几种方案供以选择：第一种是双壁钢围堰方案，此种围堰技术因钢围堰加工部件多，需要消耗的时间长，用钢量大，并且对起吊设备的要求高，费用较多，因此该方案不可行。第二种方案是土石围堰方案，但因该桥梁所处河流为支流，其围堰施工技术所需填筑量又非常大，并且清除起来十分困难，容易造成支流堵塞和污染，在该工程中，此方案也不可行。相比之下，有底钢套箱围堰方案在该项目中显得更加灵活且具有操作性，施工也相对快捷，不仅能够提高生产效率，减少水下的工作量，还能有效降低工作难度，获得较好的经济效益。经过多重考虑，施工方最后决定采用有底钢套箱围堰施工。
同其它围堰相比较，有底钢套箱围堰具有施工工期较短、水流阻力较小、施工难度较小、经济合理等特点，因此在各大跨深水桥梁的施工项目中得到广泛的应用。
二、有底钢套箱围堰施工技术
（一）施工过程
1、首先需要将河底的部分泥土挖出进行外运，然后将套箱放至预设高度，此时吊装平台底距离水下大约2.2m，因此还需要将靠近河岸一侧河床底斜坡部分的泥土挖出，避免套箱下沉时发生碰撞。
2、套箱内模尺寸应与系梁尺寸一致，但是考虑到模板厚度会高出水面0.5m，因此假定系梁在水中1.6m位置时，系梁侧模的高度应是2.1m。为了保证沉箱能够精准就位，同时需要将原有钻孔桩平台拆除一部分，重新布置沉箱排架位置，并且根据现场实际情况将原钻孔平台加高0.8m左右，满足沉箱的下沉条件。搭设支撑排架时要注意牢固度，确保各项条件满足吊装平台的稳定性。
3、支撑排架上要安装套箱吊挂平台与悬挂式横梁，在套箱拼装之前将吊杆穿入其中连接底模支架，用高强螺母将下端固定，通过旋转高强螺母调节底模的支架高度。
4、在吊装平台上拼装钢套箱底模与侧模时，要根据系梁尺寸，把套箱底模尺寸设定标准，用壁厚适当的钢板制作钢套箱的底模与侧模。并且在套箱四周用槽钢加固，以抵抗外界抽水时产生的压力，避免套箱变形。同时在底模支架纵横梁上要加装槽钢，用于承受套箱下放时产生的压力。在套箱架上设置反支撑装置，防止套箱内水抽干后出现套箱上浮现象。
5、在套箱与水中桩护筒四周进行封底时，要采用C30水下砼，待砼达到一定强度之后进行套箱内排水工作，剩余无法抽出的部分积水可汇流到积水孔中全部排出。套箱内需要安装系梁圆头模板，将模板与固定好的侧模焊接牢固。然后现场绑扎钢筋，用砼浇筑。
（二）主要施工技术
1、钢套箱施工技术
系梁浇筑好之后，钢套箱内模尺寸必须与系梁保持一致。在最低水位时，系梁会依然在水下0.5m-1.6m处，因此钢套箱底盘与水下部分侧模不用拆除。在利用水中桩施工平台将钢套箱拼装完成之后，选择高强螺栓杆将套箱下放，因钢套箱要整体下放，所以不论是对于下放的时间还是精度的要求都十分高，在这个过程中不不允许任何的失误与偏差。
2、砼封底技术
将套箱底部用砼完全封闭，其作用不仅仅在于堵水，而且还能对套箱抽完水之后的浮力起到平衡作用。封底时采用水下砼施工浇筑技术，需要等到砼达到一定强度时才能再进行抽水工作。
（三）套箱受力分析
假设：底模与侧模使用5mm钢板，普通Q235-A的钢材比重系数是1：7.85，按照这个系数测算，5mm厚钢板理论重量是5×7.85=39.25kg/㎡；槽钢使用6.5号与8号槽钢，6.5号槽钢尺寸规格为高度65mm，腿宽40mm，腰厚4.8mm；每米重量为6.7kg；8号槽钢尺寸规格为高度80mm，腿宽43mm，腰厚5mm，每米重量为8.045kg。
若把套箱底模尺寸定于3×270cm×270cm+2×259.2cm×100cm，通过计算公式可得出，底模重力为6.3KN，侧模重力为28KN，6.5号钢槽重力为3.3KN，8号钢槽重力为24.4KN，浮力为259KN，系梁自重315KN。根据有关资料得出，护筒与水下砼的摩擦阻力为120kpa，假设护筒与砼的粘接长度为0.3m，那么护筒的摩擦阻力为678KN。当模内进行抽水工作时，套箱承受向上的浮力，浮力小于套箱自重、封底砼与护筒之间的摩阻力，因此套箱围堰在抽干水时不会上浮。并且，在浇筑系梁水下砼时，护筒与砼向下的摩阻力小于浮力，此时套箱也不会下沉。
三、施工注意事项
在桥梁建设的过程当中，水下系梁项目较为复杂，施工人员必须具备专业性施工技术，施工材料的质量要严格监督，同时施工设备也要进行精确调整，全面提高施工的机械化程度。
（一）确保钢筋不受水流腐蚀
在绑扎钢筋前，测量人员要先在垫层上放样，施工人员再根据承台轮廓进行安装定位，控制保护层的厚度。先安装底层钢筋，再安装架立钢筋，最后安装水平钢筋及网片。钢筋安装基本完成之后要进行冷却水管与传感器的安装。为避免钢筋被水锈蚀，需要采用直螺纹连接钢筋，用塑料保护帽与套筒断头的塑料密封盖完全封闭。
例如某桥梁建设工程水下混凝土封底时采用了两次封底技术，第一次封底120cm，为水下封底，第二次封底时30cm，为干封。钢套箱下放以后，在封底之前先清理钢套箱内杂物，再由潜水员在水下安装钢护筒环形盖板堵缝，最后进行混凝土封底。所用混凝土为C25#水下混凝土，总封底厚度150cm。此种封底方式能够确保套箱被抽完水后呈完全封闭空间，避免钢筋受到河水腐蚀。
（二）准确定位各物件的下沉
1、必须使用导向架和全站仪控制钢护筒的下沉，使钢护筒能准确下沉到目标位置。
2、在搭设桩基施工平台时要考虑钢套箱下沉时所需空间。
3、桩柱钢套箱与系梁钢套箱进行拼装时，要保证两箱拼装完全契合，采用电焊连接，并利用玻璃胶在焊缝处加强连接，确保其下沉时不会受到两箱轴线不一致的影响。
4、在套箱下沉之前，利用高压水枪对墩位处进行清理，在清理完毕后进行人工检查，确认目标位置无杂物。
5、在两箱焊接之后整体下沉时，要注意保持各吊点下放速度完全一致，让箱体水平下沉，并在下沉以后检测其是否有偏位情况，箱体必须与目标位置完全吻合。
结束语
水下系梁的施工难度较大，需要结合实际情况采取适当的围堰方案进行施工。有底钢套箱围堰施工技术相比传统的无底钢围堰施工技术显得更加灵活且具有操作性，施工也相对快捷，不仅能够提高生产效率，减少水下的工作量，还能有效降低工作难度，获得较好的经济效益。
参考文献：
[1]季小军.水中系梁有底钢套箱围堰施工技术[J].中国新技术新产品，2014，08：88.
[2]许炳刚.浅析水中墩系梁钢套箱围堰施工技术[J].门窗，2013，05：152-153