《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》涉及土木施工技术领域，特别是一种适用于公路、铁路、市政、水运、水利水电等行业内河或海上桥梁高桩承台、码头高桩承台或船闸靠船墩施工的无封底钢混组合吊箱围堰施工方法及结构。

2016年前，水中桥梁或码头基础施工中，采用的防水围堰大致有：钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、双壁钢围堰、钢筋混凝土围堰、无底钢套箱以及有底钢吊箱围堰等形式。其中，钢吊箱围堰具有施工工期短、不需沉入河床、材料用量少、经济合理等特点，己被广泛应用于深水桥梁或码头高桩承台基础施工中。

钢吊箱围堰一般是通过吊箱的侧板和底板上的封底混凝土围水，为承台施工提供无水的施工环境。封底混凝土是钢吊箱施工中非常重要的一道工序。由于封底混凝土方量较大，而且为水下浇注，对于混凝土的和易性、缓凝时间和施工工艺等要求较高，施工风险较大。如果一旦封底失败，将会非常难于处理。而且承台封底混凝土只是属于施工临时措施，然而封底混凝土方量却占到承台混凝土方量的30%～50%，施工成本相对较大。因此钢吊箱围堰无封底混凝土施工技术研究也就成为了桥梁、码头设计和施工技术人员亟需研究的课题。

青岛海湾大桥在这方面的研究取得了一定突破，并获得了一项发明专利（名称：水下无封底混凝土套箱及其应用方法，专利号：ZL200710113358.5）和一项实用新型专利（名称：水下无封底混凝土套箱，专利号：ZL200720029353.X）。其主要创新点是在钢吊箱底板与桩基钢护筒之间采用胶囊止水的方式，实现了钢吊箱无封底混凝土施工。但是此技术对钢吊箱设计和制造、工人操作水平和相关配套设备等要求较高，稍有差池便会影响止水效果，如果发生漏水现象，处理起来会非常麻烦，而且胶囊止水方式对钢吊箱的定位效果有影响。因此这项技术至今仍未在国内推广使用。

图1是《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》的主视图；

图2是该发明的俯视图；

图3是该发明的施工流程示意图。

2020年7月14日，《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。 2100433B

参照图1、图2、图3，《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱1；

2）在护筒5上安装扁担梁7和连续千斤顶71作为吊箱1的下放装置；

3）采用连续千斤顶71将吊箱1缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板2和护筒5的环形阶梯槽41之间灌注水下不分散混凝土；

6）抽走吊箱1内的水，割除护筒5在底板2上端的凸出部分，安装护筒5的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱1的侧板3拆除。

整个过程无需再浇注封底混凝土，即在桩基的护筒5周围设少量的封堵混凝土层6来代替常规的吊箱全断面范围的封底混凝土结构。

吊箱1采用钢筋混凝土底板和水下微膨胀不分散混凝土止水方式，可彻底打破水中桥梁、码头承台吊箱围堰施工必须封底的常规施工方法，可节省大量混凝土和钢材，降低施工成本，并且减化了施工程序，可节省施工工期，工艺简单，操作便捷，止水效果好，适用范围广，对周围环境、配套设备和工人操作水平要求不高，具有很好的推广应用价值。

步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱1的底板2和侧板3）分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒5上焊制钢牛腿，搭设临时平台8；

1.3）在临时平台桩基施工上拼装底板2；

1.4）拼装吊箱1的侧板3。

即吊箱1的侧板3和底板2在陆地上进行分块制作，然后在墩位处水面以上拼装，再采用连续作业千斤顶71下放到位，进一步降低施工的难度，提高施工灵活度。

步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆51，进一步提高工程效率。

参照图1、图2，一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱1，所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上设有开孔4，所述开孔4处有护筒5，所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6，封堵混凝土层6为水下不分散混凝土，护筒5周围设少量的封堵混凝土层6来代替常规的吊箱全断面范围的封底混凝土结构即可达到护筒5处止水和对护筒5定位的目的。由于环形阶梯槽41和护筒5之间空间很小，而且为水下施工，如果封堵混凝土层6采用常规水下混凝土，难以保证混凝土灌注质量，因此采用了水下不分散混凝土。水下不分散混凝土具有很强的抗分散性和较好的流动性，实现水下混凝土的自流平、自密实，抑制水下施工时水泥和骨料分散，并且不污染施工水域，既可以达到止水的效果，也可以达到定位和提供竖向摩阻力的作用，完全可以起到了常规钢吊箱封底混凝土的作用。

另外的实施例，参照图1、图2的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其中此处所称的“实施例”是指可包含于该申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在该说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括吊箱1，吊箱1采用钢材和混凝土组合结构，底板2采用钢筋混凝土结构，相对于全钢结构底板而言，可以节省大量钢材，而且工程结束后不会对周围水体造成污染，侧板3采用钢结构，尺寸不限，可以根据承台设计情况进行调整。所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上设有开孔4，所述开孔4处有护筒5，护筒5同样是钢制。所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6。所述环形阶梯槽41和护筒5之间的封堵混凝土层6下端处设置有止水圈61。在钢吊箱的底板2和每条桩基钢护筒连接处设置止水圈61，在钢吊箱下放到位后，在止水圈61水下灌注水下不分散混凝土，以达到提高止水效果和定位精准的目的。所述封堵混凝土层6采用微膨胀混凝土，微膨胀混凝土中的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用，随着时间推移，有一定的自由膨胀量，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。封堵混凝土层6和止水圈61组成止水带，止水带宽度为20～40厘米，深度为40～80厘米。

另外的实施例，参照图1、图2的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱1，所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上有开孔4，吊箱1的侧板3采用钢结构，以方便安装、拆除和倒用，吊箱1的底板2采用钢结构，所述开孔4处有护筒5，所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6，所述侧板3连接有支撑杆31，以提高吊箱1的侧板3处结构强度。所述侧板3连接有工字支撑梁32，进一步使侧板3更稳固。所述护筒5和底板2连接有拉压杆51，保证吊箱1的自重和抽干水后抗浮力可通过底板2传递给护筒5，确保吊箱安全。

在实际工作时，具体流程简述如下：

步骤一：桩基施工完成后，拆除钢平台，同步进行吊箱底板和侧板分块制作。

步骤二：选择低水位时，在桩基钢护筒焊制钢牛腿，搭设临时钢平台。

步骤三：在临时钢平台上拼装吊箱底板。

步骤四：拼装吊箱侧板。

步骤五：在钢护筒上安装扁担梁和连续千斤顶等钢箱下放系统。

步骤六：采用连续千斤顶下放系统将吊箱缓缓下放到位。

步骤七：焊制拉压杆，拆除下放系统。

步骤八：在吊箱底板和钢护筒之间灌注水下不分散混凝土。

步骤九：钢吊箱受力系统转换，抽水，割除钢护筒，安装内支撑。

步骤十：承台施工。

步骤十一：钢吊箱侧壁拆除。

根据上述原理，《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，例如无封底混凝土钢混组合吊箱围堰的底板也可以采用钢梁加混凝土板结构制作，还可以全部采用钢结构制作，吊箱底板与钢护筒之间的止水带可以做成圆形，也可以做成四方形或者多边形，等等。

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法专利目的

为了克服2016年6月之前技术的不足，《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》提供一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法及结构。

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法技术方案

《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱；

2）在护筒上安装扁担梁和连续千斤顶作为吊箱的下放装置；

3）采用连续千斤顶将吊箱缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板和护筒的环形阶梯槽之间灌注水下不分散混凝土；

6），抽走吊箱内的水，割除护筒在底板上端的凸出部分，安装护筒的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱的侧板拆除。

作为一个优选项，步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱的底板和侧板分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒上焊制钢牛腿，搭设临时平台；

1.3）在临时平台上拼装底板；

1.4）拼装吊箱的侧板。

作为一个优选项，步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆。

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱，所述吊箱包括有底板、侧板，所述底板上设置有开孔，所述开孔中设置有护筒，所述开孔的边沿开有环形阶梯槽，所述环形阶梯槽和护筒之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层。

作为一个优选项，所述环形阶梯槽和护筒之间的封堵混凝土层下端处设置有止水圈。

作为一个优选项，所述侧板连接有支撑筒。

作为一个优选项，所述侧板连接有工字支撑梁。

作为一个优选项，所述封堵混凝土层采用微膨胀混凝土。

作为一个优选项，所述护筒和底板连接有拉压杆。

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法有益效果

《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》的有益效果是：该工艺方法对吊箱采用钢筋混凝土底板和水下不分散混凝土止水方式，可彻底打破水中桥梁、码头承台吊箱围堰施工必须封底的常规施工方法，可节省大量混凝土和钢材，降低施工成本，并且减化了施工程序，可节省施工工期，工艺简单，操作便捷，止水效果好，适用范围广，对周围环境、配套设备和工人操作水平要求不高，具有很好的推广应用价值。

1.《一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法》其特征在于包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱（1）；

2）在护筒（5）上安装扁担梁（7）和连续千斤顶（71）作为吊箱（1）的下放装置；

3）采用连续千斤顶（71）将吊箱（1）缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板（2）和护筒（5）的环形阶梯槽（41）之间灌注水下不分散混凝土；

6）抽走吊箱（1）内的水，割除护筒（5）在底板（2）上端的凸出部分，安装护筒（5）的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱（1）的侧板（3）拆除。

2.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，其特征在于，步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱（1）的底板（2）和侧板（3）分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒（5）上焊制钢牛腿，搭设临时平台（8）；

1.3）在临时平台桩基施工上拼装底板（2）；

1.4）拼装吊箱（1）的侧板（3）。

3.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，其特征在于，步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆（51）。

4.一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱（1），所述吊箱（1）包括有底板（2）、侧板（3），所述底板（2）上设置有开孔（4），所述开孔（4）中设置有护筒（5），其特征在于，所述开孔（4）的边沿开有环形阶梯槽（41），所述环形阶梯槽（41）和护筒（5）之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层（6）。

5.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述底板（2）采用钢筋混凝土结构。

6.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述环形阶梯槽（41）和护筒（5）之间的封堵混凝土层（6）下端处设置有止水圈（61）。

7.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述侧板（3）连接有支撑筒（31）。

8.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述侧板（3）连接有工字支撑梁（32）。

9.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述封堵混凝土层（6）采用微膨胀混凝土。

10.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述护筒（5）和底板（2）连接有拉压杆（51）。

《桥梁水下无封底混凝土套箱建造技术》以青岛海湾大桥水下无封底混凝土套箱的科研及应用为主线，从研究和应用的角度，较为系统地介绍了水下无封底混凝土套箱的研究动态和工程应用实践，创新性地提出了水下无封底混凝土套箱施工工艺，对青岛海湾大桥非通航孔桥桥墩承台施工的工法、结构设计进行了详细描述。