沉入式混凝土套箱围堰探讨范文

沉入式混凝土套箱围堰是一种桥梁基础深基坑支护和封水的施工方法。沉入式混凝土套箱围堰具有施工工艺简单、设备投入少、安全系数高、施工成本低等特点，在桥梁工程施工中的对河流通航能力的影响较小。一般情况下，沉入式混凝土套箱围堰施工技术主要是在河道宽度有限、水流较急的深水基坑中进行应用。本文笔者将结合具体的高速公路桥梁施工实例，简要探讨沉入式混凝土套箱围堰在桥梁承台施工中的应用。

1工程概况

本工程为某一高速公路桥梁施工建设项目。该桥梁一共包括五跨。桥梁的总长度一共为320m，跨度为30m＋30m＋74m＋110m＋75m。桥梁的宽度为19m，按照双向四车道进行设计。主桥的上部结构为三向预应力钢筋混凝土连续箱梁，下部结构为扁圆形柱式墩。基础采用钻孔灌注桩基础。基础的承台尺寸为17.5m×10.5m。在桥墩的施工中，有两个桥墩位于河道内。经过综合分析考虑，决定采用沉入式混凝土套箱围堰方案进行桥梁承台的施工。这种施工方法主要是在开挖之前，在平台上沿着承台的四周预制混凝土套箱，然后在套箱内进行挖土作业，通过套箱自重的作用实现套箱的下沉，最后浇筑混凝土对套箱进行封底。以下将对沉入式混凝土套箱围堰的具体施工过程进行阐述。

2沉箱的制作

表1所示为沉箱结构的具体设计参数。⑴场地处理。在沉箱制作之前，需要对平台现场的顶面进行清理。将其上的松软土、泥浆等全部清除干净。接着采用砂砾石进行换填，并按要求进行换填以确保平整，同时应将堆放的材料和工具全部移走。⑵刃脚。由于在本工程中平台顶面比正常水位高出2m，同时河床的土层为卵石层，因此决定采用挖土内模的方式进行刃脚的制作。在进行刃脚的施工时，应先按照设计图纸的要求进行挖槽的放线。接着对刃脚踏面和背面土进行适当地修整和夯实，然后在其表面涂抹一层砂浆，厚度控制在2～3cm之间，在砂浆表面则需要涂抹一层隔离剂，最后即可进行刃脚角钢、钢筋以及外模的安装。在进行混凝土浇筑施工时，需要特别注意的是振捣棒不得对土模造成碰撞。⑶箱体。本工程的箱体模板采用组合钢模。所采用的模板和支撑应满足刚度和强度的要求。在内模安装完成之后进行钢筋的绑扎，然后即可采用输送泵进行混凝土的浇筑，混凝土采用分层对称浇筑的施工方式。

3沉箱的下沉施工

在本工程中进行沉箱的下沉施工采用人工开挖、机械配合、排水下沉的施工方式。由于本工程的沉箱位于无压水流中，因此需要进行抽水处理。具体施工中，应根据水泵的性能和涌水量进行抽水设备的确定。

3.1下沉施工本工程进行回填所采用的材料为粒径较大、透水性强的卵石。在排水时，卵石填料不会发生流沙的问题，因此本工程进行箱体下沉采用排水挖土下沉的施工工艺。采用人工的方式进行挖土，采用龙门吊将挖出的土体运出。土体的开挖采用分层的方式，一般每层的厚度应控制在40cm。在进行刃脚下土体的开挖时，应采用分段对称开挖的方式，这样可以有效确保沉箱平稳的下沉。当第一节沉箱下沉至高出平台顶面100cm的位置时，需要对刃脚下进行卵石的回填，待沉箱下沉稳定之后即可开始进行上节沉箱的浇筑，一般情况下需要1d的时间进行稳定。上节沉箱混凝土的浇筑采用分层对称的方式，这样可以有效避免沉箱出现不均匀沉降的问题。通常情况下，每天开挖的高度应控制在0.2～0.25m之间。如果沉箱刃脚下的土体全部挖出之后，沉箱仍不下沉，此时应对具体的原因进行分析，然后采取有效的措施进行处理。一般可以采用外侧开挖和增加压重的方式。施工中需要特别注意的是确保沉箱均匀对称的下沉。当开挖至砂岩层时，如果发现岩面不能满足平整度的要求时，则应采用风镐进行凿平处理。沉箱的开挖应严格确保对称进行。在施工中应密切关注沉箱的下沉情况，如果发现偏移问题应及时采取措施进行处理。在本工程中进行纠偏处理，一般可以采用挖土纠偏法。下沉多的一侧设置垫木，下沉少的一侧进行开挖，反复进行几次，直至解决偏斜问题为止。

3.2注意事项⑴在进行箱内土体的开挖时，采用逐步分层的方式，应按照从中间向刃脚的顺序进行推进，需要注意的是挖土应确保对称均匀[3]。为了避免出现倾斜移位的问题，不得偏斜取土。⑵在土层开挖过程中，应密切关注土体的变化情况。根据土体的情况以确定合适的除土方法和除土量。下沉时还需要注意下沉的声响，避免出现翻砂和涌水的问题。⑶在下沉过程中，应根据要求做好监测工作。重点应测量的内容包括井底高程、下沉量以及移位等。根据监测结果及时对沉箱进行纠偏。下沉施工中还需要密切关注沉箱表面的沉箱和开裂情况，如果出现问题，则应及时采取措施进行处理。⑷对于开挖出来的土体应及时将其运输出去。在正常的情况下，应确保四周均匀地弃土。⑸在进行土体的起吊时避免掉落石子，同时也不得对水泵进行碰撞。

4清底和封底

4.1清底当沉箱下沉至设计标高之后，即可开始对箱底的岩面进行清理，将其上风化严重的岩层和淤泥等全部清除干净。

4.2排水当沉箱下沉至设计标高之后，沉箱刃脚将嵌入到砂岩层内，此时需要对刃脚踏面下进行清理，确保平整。当沉箱下沉稳定之后，沉箱内的涌水量将大大减少。根据沉箱与承台的平面布置方式，选取一块空间较大的角落设置集水坑，接着在刃脚背面下侧进行排水槽的开挖。在沉井内侧需要采用编织袋进行堆积以起到隔水的作用，编织袋内需要装入水泥和砂的混合料。最后即可对集水坑进行抽水处理。图1所示为沉箱的构造图。

4.3封底混凝土施工沉箱内需要采用商品混凝土进行封底。所采用的混凝土等级为C25。封底混凝土的厚度控制在80cm。在进行封底时，由于箱内仅剩余少量的渗透清水，因此进行混凝土的浇筑时应采用从未设集水井的一侧向集水井一侧推进的方式进行施工。这样可以将箱内剩余的水赶到集水井中，之后即可将集水井中的积水抽出，最后完成全部混凝土的浇筑施工。

5结语

从以往的工程实践效果表明，沉入式混凝土套箱围堰具有施工工艺简单、设备投入少、安全系数高、施工成本低等优势，因此可有效地应用于桥梁基础深基坑支护和封水。文章通过结合某一高速公路桥梁施工建设项目，桥梁基础采用钻孔灌注桩基础，鉴于两个桥墩位于河道内，决定采用沉入式混凝土套箱围堰方案进行桥梁承台的施工，系统地提出采用沉入式混凝土套箱围堰的具体施工方案。从工程实施效果表明，沉入式混凝土套箱围堰施工可以有效地应用于河道宽度有限、水流较急的深水基坑中。

作者：张兵权 徐小燕 单位：江西赣东路桥建设集团有限公司