摘要：大型水下封底混凝土工程来说，一次浇筑施工工艺复杂，施工组织困难，质量、安全风险高，出现一处漏水事故或一次安全事故花费费用都很大，分块浇筑很大程度简化施工组织，减小施工风险，减小机械连续长时间作业而出故障概率，减小作业人员劳动强度。本文以某桥有底模钢套箱水下封底混凝土分块浇筑施工为例，分析了水下封底混凝土分块浇筑工艺原理，总结了关键技术实施技术流程及操作要点，通过工程实践，证明了此技术简单明了，操作方便，成本相对较低，其原理可以推广到无底模钢围堰施工，为其他大型工程项目施工提供一条选择思路。
关键词：有底钢套箱；水下封底混凝土；分块浇筑；操作要点
引言
在封底混凝土灌注工艺设计时，为保证封底效果普遍采用一次整体浇灌施工，并有很多成功案例，对于水下封底混凝土采取分块浇筑案例不多，国内也有先例，但很少有系统性的技术总结。从工程实际出发，为了避免大型封底混凝土施工复杂、组织困难的问题，提出大型封底混凝土化整为零、分块浇筑的施工方法，在某桥项目有底钢套箱水下封底混凝土采用分块浇注施工技术，2个钢套箱封底成功，总结了一套成熟的施工技术，也可以推广到无底模钢套箱（围堰）施工。
1工程概况
湖南某桥梁位于河湖相沉积平原地区，覆盖层厚度较大，地势平坦，地势低。桥位处平均水深约7米，河道平均坡降0.204%。桥梁全长1950米，其中13#、14#、15#三个主墩采用82+2*140+82米变截面预应力砼连续梁，主墩采用群桩基础，每个承台下设12根直径2.0米的桩基础。承台高5米，长20.8米，宽13.5米，砼方量1404立方米，分两层浇筑。承台采用有底钢套箱施工，钢套箱平面几何尺寸为22.2m×27m（外），20.2m×24.6m（内），高9m，封底砼厚2m，一个钢套箱封底混凝土方量856m3，设计调平层厚15cm。项目部有1个40m3/h搅拌站，封底混凝土分成3块（见图1）；先浇筑中央2#条带混凝土400m3，12小时后再逐块浇筑余下封底混凝土。
桩基施工完成后，拆除钻孔施工平台，安装套箱底模作拼装平台，在底模（平台）上拼装套箱。第一节钢套箱拼装完毕在底模上安装2道直线型分隔板，将封底混凝土进行3分。分隔板采用旧模板，高2m，有[10背肋。垂直分隔板焊接锚固钢筋，锚筋利用边角余料，长度50cm以上对穿锚固用，短钢筋头单侧焊接。由于分隔板为旧模板，对其面板进行去污清理，确保没有薄弱面。
图1：三条带分块示意图
2水下封底混凝土分块浇筑工艺原理
大型钢套箱封底混凝土方量多，浇筑面积较大，通过分隔使水下封底混凝土化整为零，大体积分解为若干块，然后分块分批次浇筑封底混凝土，从而完成整个封底混凝土。分块之间的施工缝采取技术措施确保结合良好，不开裂、不渗水。
3关键技术实施技术流程及操作要点
3.1工艺流程
工艺流程图见下图2：
图2：施工工艺流程图
3.2操作要点
3.2.1施工准备、钢套箱加工
（1）做好钢套箱结构设计、钢套箱安装下沉方案设计；
（2）钢套箱在加工棚按设计分块加工制作；
（3）做好封底混凝土分块浇筑方案设计；
（4）根据搅拌站生产能力和封底混凝土初凝时间综合考虑仓块大小，按生产能力连续生产12小时的方量控制分块大小，尽量对称分隔，在底模上安装直线型分隔板进行分块，分成3块（见图3）；
（5）分隔板尽量与套箱壁垂直接触，避免锐角（特别是死角）；
（6）分隔板与钢护筒要有60cm以上间隙，确保封底混凝土流动、填充效果良好；
图3：三条带分块示意图
3.2.2钢套箱底节拼装、分隔板安装
（1）在水面以上拼装钢套箱底模，并作为拼套箱平台，在平台上拼装钢套箱第1节，完成底节拼装后在底模上安装分隔板将钢套箱封底混凝土分成若干块；
（2）隔仓板高度根据封底混凝土厚度而定，预留10cm浇筑找平层，同时可避免施工误差带来后续不利影响。直线型隔仓板焊接在套箱底模面板上，加槽钢骨架和斜撑，必须足够抵抗封底混凝土侧压力。隔仓板靠紧套箱壁但不焊接，与套箱底模焊接可以是间断焊。隔仓板在套箱内接长，注意接头必须是对接焊而不能是搭接焊。
（3）封底混凝土分批次浇筑，必然有施工缝，为确保封底混凝土整体性，必须确保隔仓板干净，与混凝土粘结良好，避免施工缝渗水，同时在隔仓板上垂直焊接锚固钢筋，使分块封底混凝土连接成一体。分隔板见图4：
图4：分隔板方案
3.2.3 钢套箱接高拼装、下沉到位
（1）完成钢套箱底节和分隔板安装后，进行钢套箱的下放；
（2）第一节钢套箱下放到位后，调整套箱上沿标高并在水平面，再进行余下钢套箱拼装与下放；
（3）套箱整体下放到位后，安排潜水员堵塞底模板与钢护筒之间预留的间隙；
3.2.4搭设浇筑封底混凝土工作平台
（1）搭设施工平台，满足储料盆布置、工作人员行走和导管布设；
（2）平台上布置相应数量测点和测绳，对导管的埋深，封底混凝土的浇筑高度进行准确的控制；（3）施工平台利用贝雷片、工字钢、木板搭设。
3.2.5分批次浇筑封底混凝土
（1）分成3块时先浇筑中央条块混凝土，混凝土终凝后（约12小时）再浇筑左（右）侧一分块混凝土，然后再右（左）侧一块封底混凝土。分成其他块数时按底模受力尽量均衡考虑浇筑顺序；
（2）每灌注一分块封底混凝土均需压水一次，要求首批砼方量确保导管埋深。灌注过程中加强量测混凝土顶标高，控制封底混凝土灌注高度，避免混凝土不足或者漫出分割板造成浪费；
（3）在施工过程中所有机具设备必须保证运转正常，发现问题及时处理。每分块砼封底首批料开始后要连续作业，一气呵成；
3.2.6封底混凝土修整、验收
封底混凝土浇筑完成后，待强4-5天后抽水（需要加套箱内支撑的及时安装钢管支撑），全部抽完水后对封底混凝土顶面进行必要清理、修整，割除钢护筒、破桩头，然后按承台底标高浇筑找平层，自检合格后报监理进行验收。
4关键技术实施控制指标
（1）隔板高度控制，如果设计有调平层，分隔板高度按设计封底混凝土厚度控制，如果设计没有调平层，考虑施工误差，隔仓板高度按封底混凝土厚度减去10cm控制，预留找平层；
（2）隔仓板受力控制，直线型隔仓板焊接在套箱底模上（如果是钢筋混凝土底模则要预埋连接板），同时加焊劲性骨架和三角斜撑，或者加设对拉杆，抵抗封底混凝土侧压力，抗倾覆安全系数不小于1.5；
（3）分隔板尽量与套箱壁垂直接触，避免锐角（特别是死角）；分隔板与钢护筒要有60cm以上间隙，确保封底混凝土流动、填充效果良好；
（4）分隔板要求与封底混凝土粘结良好，以防渗水。首先分隔板面要干净，不能粘有泥巴、砂浆等，对采用废旧模板作隔仓板必须特别注意。第二是隔仓板安装时接头要对焊，不能搭接焊接，不然搭接部位留有缝隙，封底混凝土封不到，将来渗水风险很大。第三是隔仓板加焊锚固钢筋，在1/2高度以上每平方2根?20螺纹钢作锚筋，可对穿隔仓板，也可两侧分别焊接；
（5）设计好封底混凝土配合比，强度等级满足设计，初凝时间10小时以上，扩散半径4米以上，严格按照水下灌注工艺操作；
5结论
此桥2个钢套箱封底采用分块浇筑的方法，均取得成功。2个套箱于2015年10月1至11月15日全部完成拼装、下沉、封底，期间未发生各类安全质量事故，获得了业主、监理的高度认可与一致好评，从整体上降低了施工成本40万元左右，本文通过工程实践的分析研究得出如下结论：
（1）有底钢套箱水下封底混凝土分块浇筑施工技术要点简单明了，操作方便，投入材料、设备少，作业工人比较容易掌握，其原理可以推广到无底模钢围堰施工，推广到先下钢套箱后安装底模的钢套箱封底施工；
（2）大型水下封底混凝土有组织分块浇筑虽然增加隔仓板，其实是花小钱办大事。如果靠自拌混凝土浇筑施工，施工单位不必为了满足大体积封底混凝土浇筑增加搅拌站，间接降低了设备投入和人工投入；
（3）对某些特殊条件例如没有商品混凝土、或交通受限、或场地狭窄不具备建大型搅拌站情况，要满足混凝土生产能力很难，封底混凝土采用分块浇筑为不二选择。
（4）分块浇筑很大程度减小出故障概率，减小压水时混凝土扩散面积，有利于确保首批混凝土满足导管埋置深度，降低质量风险；
（5）分块浇筑降低了施工技术人员劳动强度，有利于施工安全，符合国家安全健康、绿色环保的政策。施工中无粉尘，低噪音，保护了施工环境；
（6）该施工技术的成功应用，解决了国内大型钢套箱（围堰）水下封底混凝土浇筑方法的选择，具有良好的社会影响；
参考文献
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论文作者:陈柏林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/5
标签：封底论文; 混凝土论文; 隔板论文; 水下论文; 围堰论文; 箱底论文; 施工技术论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;