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摘要：水中墩施工的成败，关键在于钢吊箱能否顺利的下水，因此我们在施工过程中因对钢吊箱的制作，安装进行严格的控制。认真审核图纸，编制合理有序的施工组织设计，深入了解吊箱施工工艺，合理利用起吊设备，重视现场组织调度，技术人员严把质量关，力求做好安全控制、质量控制、成本控制这“三控”。
关键词：钢吊箱；施工工艺；起吊设备；组织调度；安全控制；质量控制；成本控制
1. 工程概况
北江特大桥位于广东省佛山境内，全桥长为13.38km，北江特大桥主跨的施工作为该工程的重点控制项目，必须在规定工期内保质保量的完成施工任务，而水中墩的施工关键就在于水中基础的施工，必须在枯水期完成水中基础的施工，这就要求施工人员在吊箱的制作安装过程中有合理的安排和组织。
2.吊箱施工工艺简介
根据承台入水深度，水流量，砼重量及吊箱自身重量计算出吊箱的受力情况，设计出吊箱施工图纸；组织场地进行吊箱分块分层施工；在码头上拼装好第一层钢吊箱，设置好吊点，并对吊点进行试拉，对吊箱所有焊缝进行密水性实验，按实际桩位割好预留孔；清除护筒内砼至设计桩顶标高，拆除水上钻孔平台并把护筒割至设计标高；用200t浮吊把第一节吊箱从码头吊上船并用船转运到指定地点，再用200t浮吊起吊第一节套箱从钢护筒上口套入；吊箱入水后检查各焊接处有无漏水情况，检查无漏水情况后解除浮吊钢丝绳，吊箱因自身浮力悬浮在水中，用千斤顶调整好吊箱位置，使吊箱中心线与承台中心线重合，保证误差在规范允许范围内，焊接好定向滑轮；壁仓注水加砂下沉接高吊箱，接高过程中控制焊接质量，在规定位置焊接好支撑钢管；吊架的挂设：在护筒上口放置扁担梁，吊杆通过销轴悬挂在扁担梁上；进行水下砼封底，待砼达到强度后抽水，在无水情况下进行承台钢筋的绑扎。
3. 钢吊箱施工
3.1 钢吊箱结构组成
钢吊箱主要有以下3部分组成：底板、侧板、吊挂系统。
3.1.1吊箱底板
底板由8mm厚钢板、75X50X6mm分布角钢、工45、工40、吊杆销座组成，平面尺寸内径比承台结构尺寸每边大5cm。底板中部横桥向设置两组通长的工45间距为3.9m，每组由两根工45并排间隔焊接而成，底板纵梁由单根40工字钢组成，工40与主梁工45组成底板承重框架，在纵梁之间焊接分布角钢，角钢间距为30cm。主梁上焊接12个吊杆销座，每根主梁焊接6个，对称布置。
3.1.2吊箱侧板
侧板由6mm厚钢板、竖向框架、环向H型钢，隔舱板、75X50X6mm分布角钢组成。侧板总高度为14.5m，分为四节依次为3.76m、4.23m、2.85m、3.65m。每节吊箱侧板分成6块加工，带转角4块、直板2块，每块接缝处都设有隔舱板。侧板隔舱宽度为1.5米，共设16个隔舱，内外侧板通过竖向框架连接，吊箱环向范围内根据受力情况共设置60个竖向框架，竖向框架同侧板分层加工。两层环向H型钢设置在第三节侧板上，竖向间距为2.4m，作为后续钢管支撑的内撑架。内外侧板上焊接分布角钢，角钢两端与竖向框架连接，分布角钢间距为30cm。
3.1.2吊挂系统
吊挂系统由销座、吊杆、销轴、扁担梁组成。吊杆长度为15米，为方便安装分为三节加工，每节由两根16cm槽钢组成；销座高度为20cm，由厚度12mm钢板组焊而成，销轴直径为80mm，穿销轴处焊接加强钢板以增加销座的受力强度。扁担梁由三根40cm工字钢组焊而成，待吊箱下沉到一定高度后，在护筒顶口上安装好扁担梁，把吊杆与扁担梁连接固定。
3.2 钢吊箱受力体系转换
钢吊箱主要承受自重、浮力、水压力、水流冲力、施工荷载等力，在施工过程中需要进行受力转换。吊箱在拼装，安放，下沉时主要靠吊箱自身浮力，待下沉到位后把吊杆悬挂在护筒扁担梁上，确保每根扁担梁都受到一定的力。在进行水下封底时，砼的重量通过吊杆由护筒扁担梁承受，通过吊箱泄水孔保持箱内外水压力相同，待砼达到设计强度后其与护筒的锚固力加其自身的重力大于吊箱的浮力，此时吊杆所受的力由护筒与砼的锚固力和砼自身重量代替，可将吊挂系统拆除，完成体系转换。
3.3 施工步骤
底板：施工场地找平→材料下料→主框架放样→铺设底部钢板→安装焊接主次横梁→焊接分布角钢
侧板：下料→竖向框架放样→框架主焊→侧板轮廓放样定位→组焊竖向框架组→焊接安装内外壁面板及内部壁仓板→焊接分布角钢→焊接顶板（钢板）
内撑框架：杆件下料→拼装轮廓放样→组焊内外框主梁→焊接横向及斜向连接杆件→分节吊装到侧板相应位置安装→安装对撑钢管及支撑连接系。
3.4 钢吊箱安装
3.4.1起吊钢丝绳的设置
在临时码头进行底板制作，底板制作完成后把第一层侧板安装到位。第一层加底板自重为120t，吊箱底部布置18个吊点，钢丝绳直径为26mm，经计算单根钢丝绳可承受28顿力，安全系数为4.2。吊点布置因考虑到护筒位置以保证下放过程中钢丝绳不会挂住护筒口。起吊过程中需保持吊箱的整体平衡性，这就要求对钢丝绳的长度进行严格控制，由于单根钢丝绳理论计算长度与实际操作时的误差较大，因此在穿钢丝绳时采用一根钢丝绳穿多个吊点的方法起吊。中间12个吊点用两根通长的钢丝绳，分别挂在两个大钩上，每根钢丝绳走6个吊点；两侧各三个吊点，对称布置，用三根通长钢丝绳，每根穿两个吊点并挂在同一个吊钩上。钢丝绳头子用u型卡扣扣住，待钢丝绳受到一定力后进行钢丝绳长度的调整，钢丝绳是走通的，因此其自身受到一定力后有一定的滑动量，再用人工松紧卡扣来达到调整钢丝绳长度的目的。如图所示：
3.4.2钢护筒的整理
将钢护筒标高统一割至+3.5米位置，同时调整好吊杆的长度，使之安装后，钢吊箱的标高满足设计要求；要求测量班对护筒的实际位置进行测量，并绘制好护筒实际位置的大样图，根据实测位置在吊箱底板处按半径扩大5cm割洞。
3.4.3钢吊箱的接高
待第一层吊箱整体吊装下水后，进行吊箱的接高，上面三层都在现场进行分块拼装，分块吊箱通过货船运送到指定地点，再用35t船吊起吊往上接高，先拼装中间两块直板，再拼装两端四块带转角的板；严格控制吊箱的垂直度及焊缝质量，所有焊缝都必须进行密水性试验，合格后方能下沉。为了保证吊箱下沉时不偏为，在吊箱四个转角及中部设置导向滑轮，导向滑轮直径为27.5cm，距离护筒边3~5cm。
3.4.4吊挂系统的安装
待吊箱顶面标高至+2.69m时进行吊杆的固定。首先在护筒口放置由三根工40组成的扁担梁，扁担梁与护筒口连接处用三角钢板进行加固；用千斤顶顶吊杆使吊杆受到一定的拉力，并在销轴与扁担梁的空隙间塞入钢板，以确保每根吊杆都已受力；往壁仓内加砂，砂的高度不能超过封底砼高度，以免压坏内壁板。
4.钢吊箱施工注意事项
预制时，吊箱底板预留孔的位置和钢护筒的实际位置一致，根据实测施工站身底板。一期实施前，在基坑四周距坡底角线1m位置开挖30cm×50cm的环形垅沟，在垅沟的四角开挖50cm×100cm的积水坑，积水坑内配备3kW的污水泵，待二期开挖到位时，垅沟和积水坑相应下移。所有基坑积水抽排均排入下游排水沟内，通过排水沟自排入新民河中。工程生产生活区排水根据需要综合考虑布置，设计以自排为主。
3.3基坑边坡降水
基坑边坡拟采取轻型井点降水，一级轻型井点施打高程为+0.0m，施打深度4m，二级轻型井点施打高程为-2.0m，施打深度4m，井点间距1m，每6～8根立管为一组，一组配备1.5kW自吸泵一台。施打前在先期边坡位置进行试打，观察施打吸水效果，根据施打效果调整施打高程、间距以及吸管深度等。该工程拟施打轻型井点累计380m（按横管计）。
根据招标文件水文地质资料及基坑开挖图，该工程基坑降水采用大口井降水，大口井管径50cm，管井底高程为－34m，开挖层以下第（5）均为极微或弱透水层；其下（5A）层、6层为弱透水～中等透水土层，构成场第一层承压含水层，该层底高程－18.29m，平均厚度20.47m；第（12）层层底高程－35.82m，承压水对基础灌注桩施工产生影响，应采取相应措施。
而管井底高程为－34.0m，故按承压完整井进行验算。经初步验算，管井井点数和布置距离均满足该工程降水要求。管井施工时先打一口试井，验证承压水头及出水量，并邀请勘探设计人员论证确定降水管井数量、位置、井深。
4结语
总之，在水闸工程施工中，最首要的就是围堰和降排水方案，其直接关系到后续工程的施工工期和整个工程的施工质量，如果处理得不好就会给工程造成延期，甚至造成安全隐患。上述方案经验证，工程修筑效果良好，值得大力推广。
参考文献：
[1]李险峰.深水基础双壁钢围堰水上平台下沉施工工法[J].铁道建筑.2005（12）
[2]谭晓光.浅谈桥基钢套箱围堰设计与施工[J].广东建材.2007（07）
论文作者:章金勇
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：吊杆论文; 钢丝绳论文; 扁担论文; 底板论文; 角钢论文; 位置论文; 高程论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;