一种有底钢套箱围堰钢筋混凝土二次封底施工方法

摘要

本发明公开了一种有底钢套箱围堰钢筋混凝土二次封底施工方法。本发明将封底混凝土分两层灌筑，并在第一层封底混凝土底部设置钢筋网；第一层封底混凝土内配置一层纵横向钢筋网、采用水下灌筑成型，用以抵抗高水位时钢套箱所承受的浮力；第二层封底混凝土在钢套箱内的水抽干的无水条件下浇筑成型，第一、二次混凝土共同承受低水位时的承台、钢套箱及封底混凝土自身的重量。本发明在水位变化频繁、落差较大的水文条件下，既保证了封底混凝土的止水、抗浮和抗下滑功能，又减少了封底混凝土的厚度和有底钢套箱的材料用量，从而大幅降低承台施工成本。

说明书

     技术领域

本发明涉桥梁建设领域，特别涉及一种水位变化较大条件下高桩承台有底钢套箱封底方法。

背景技术

水中桥墩的高桩承台施工时，一般采用有底钢套箱围堰来围闭止水创造无水施工条件；有底钢套箱钢底板上都需要设计一层封底混凝土，利用混凝土自身强度、重量及其与钢护筒之间的粘接力来止水和承受钢套箱抽水后承受的浮力、钢套箱和承台钢筋混凝土的重力。有底钢套箱的封底混凝土通常采用素混凝土、且水下灌筑一次成型；封底混凝土浇筑时，需要利用钢套箱钢底板及其吊挂系统的强度来承受封底混凝土的重量。钢套箱的四周壁板高度为最高施工水位减去封底混凝土底面标高后再加0.5m。

当高桩承台位于水位变化频繁且落差较大的水域时，如海潮影响水域、水电站的库区，水位下降到有底钢套箱底面以下时，钢套箱及其封底混凝土没有浮力支承，就需要增大封底混凝土厚度来承受承台的重量，相应的需增加钢套箱的壁板高度、强度和封底混凝土浇筑时的钢底板及其吊挂系统的强度；这种情况下，钢套箱的施工成本会大幅增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种大幅降低承台施工成本的一种有底钢套箱围堰钢筋混凝土二次封底施工方法。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种有底钢套箱围堰钢筋混凝土二次封底施工方法，步骤为：

步骤1、调查获取承台施工期间的最高水位、最低水位水文情况。

步骤2、按最高水位条件Hmax计算钢套箱壁板结构和第一层封底混凝土的厚度d₁，在第一层封底混凝土的底部设置一层纵横向钢筋网；按第一层封底混凝土的重量计算钢套箱的钢底板结构；第一层封底混凝土的设计强度及其与钢护筒的粘接力按水下混凝土取值。

步骤3、按最低水位条件Hmin计算封底混凝土总厚度d、同时确定第二层封底混凝土的厚度d₂、护筒上“ㄈ” 形锚固钢筋直径及数量；第二层封底混凝土的设计强度、与钢护筒的粘接力按无水浇筑混凝土取值。

步骤4、桥墩桩基施工完成后，在桩基施工平台上的承台水平投影位置将有底钢套箱拼装成型，在钢套箱的钢底板上绑扎好钢筋网，安装好钢底板的吊挂、下放系统，拆除桩基施工平台、将钢套箱下放入水达到设计位置，锁定吊挂、下放系统。

步骤5、利用钢套箱顶面和钢护筒安装封底混凝土施工平台，采用水下灌注成型方法泵送浇筑第一层封底混凝土。待第一层封底混凝土的强度达到设计要求后，用抽水机将钢套箱内积水抽干。

步骤6、套箱内水抽干之后，将第一层封底混凝土表面浮浆和松散、凸出的混凝土凿除，并将混凝土表面凿毛，在第二层封底混凝土与钢护筒结合处焊接锚固钢筋。

步骤7、在无水环境下浇筑第二层封底混凝土。

步骤8、第二层封底混凝土强度达到设计要求后，拆除封底混凝土施工平台、切割移除承台底面以上的桩基钢护筒、凿除桩头混凝土和高于承台底面的封底混凝土，进行承台钢筋混凝土施工。

作为本发明的优选方案，所述步骤2中，钢筋网距第一层封底混凝土设计底面a₁=5~7cm，钢筋采用直径为Φ1=16~20mm的HRB335螺纹钢筋，间距a₂=15~25cm。

作为本发明的优选方案，步骤6中所述锚固筋采用直径Φ2=20~28mm的HRB335螺纹钢筋，间距a₃=30~50cm。作为本发明的优选方案，步骤6中所述锚固钢筋为“ㄈ” 形锚固钢筋。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

在水位变化频繁、落差较大的水文条件下，保证了封底混凝土的止水、抗浮和抗下滑功能的同时，减少了封底混凝土的厚度和有底钢套箱的材料用量，大幅降低了承台施工成本。

附图说明

图1为本发明的施工环境整体图。

图2为第一层封底混凝土钢筋网布置立面图。

图3为第一层封底混凝土钢筋网布置平面图。

图4为封底混凝土与钢护筒之间锚固钢筋布置立面图。

图5为封底混凝土与钢护筒之间锚固钢筋布置平面图。

图中标记：1-第一层封底混凝土，2-第二层封底混凝土，3-承台钢筋混凝土，4-钢套箱壁板结构，5-钢底板，6-桥墩桩基，7-钢护筒，8-吊挂、下放系统，9-钢筋网，10-锚固钢筋。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明的实施例为一种有底钢套箱围堰钢筋混凝土二次封底施工方法，其步骤为：

步骤1、调查获取承台施工期间的最高水位、最低水位水文情况。

步骤2、按最高水位条件Hmax计算钢套箱壁板结构4和第一层封底混凝土1的厚度d₁，在第一层封底混凝土1的底部设置一层纵横向钢筋网9；按第一层封底混凝土1的重量计算钢套箱的钢底板5；第一层封底混凝土1的设计强度及其与钢护筒7的粘接力按水下混凝土取值。

所述钢筋网9用以增强封底混凝土的抗拉强度。

步骤3、按最低水位条件Hmin计算封底混凝土总厚度d，同时根据本发明施工方法所需确定第二层封底混凝土2的厚度d₂和护筒上“ㄈ” 形锚固钢筋直径及数量，第二层封底混凝土2的设计强度、与钢护筒7的粘接力按无水浇筑混凝土取值。

步骤2、3中的计算根据《高速铁路桥涵工程施工技术指南》的封底混凝土在最大、最小水位的计算原则，具体计算步骤根据不同工程师的实际工作经验来确定。

步骤4、桥墩桩基6施工完成后，在桩基施工平台上的承台水平投影位置将有底钢套箱拼装成型，在钢套箱的钢底板5上绑扎好钢筋网9，安装好钢底板的吊挂、下放系统8，拆除桩基施工平台、将钢套箱下放入水达到设计位置，锁定吊挂、下放系统8。

步骤5、利用钢套箱顶面和钢护筒7安装封底混凝土施工平台，采用水下灌筑成型方法泵送浇筑第一层封底混凝土1。待第一层封底混凝土强度达到设计要求后，用抽水机将钢套箱内积水抽干。

所述第一层封底混凝土1用以抵抗高水位时钢套箱所承受的浮力。

步骤6、套箱内水抽干之后，将第一层封底混凝土1表面浮浆和松散、凸出的混凝土凿除，并将混凝土表面凿毛，在第二层封底混凝土2与钢护筒7结合处焊接锚固钢筋10。

所述锚固钢筋10用以增大封底混凝土与钢护筒的粘接力。

在所述第一层封底混凝土1表面凿毛是为了提高其和第二层封底混凝土2的粘接力。

步骤7、在无水环境下浇筑第二层封底混凝土2。

第一层封底混凝土、二层封底混凝土共同承受低水位时的承台、钢套箱及封底混凝土自身的重量。

步骤8、第二层封底混凝土2强度达到设计要求后，拆除封底混凝土施工平台、切割移除承台底面以上的桩基钢护筒7、凿除桩头混凝土和高于承台底面的封底混凝土，进行承台钢筋混凝土3施工。

本发明的实施例的步骤2中，钢筋网距第一层封底混凝土1设计底面a₁=5~7cm，钢筋采用直径为Φ1=16~20mm的HRB335螺纹钢筋，间距a₂=15~25cm。

本发明的实施例的步骤6中，所述锚固筋10采用直径Φ2=22~28mm的HRB335螺纹钢筋，间距a₃=30~50cm。

本发明的实施例的步骤6中所述锚固钢筋(10)为“ㄈ” 形锚固钢筋。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合，均视为本发明的保护范围。