南京青奥公园跨江人行大桥深水基础施工技术探讨

摘要：本文论述南京青奥公园跨江人行大桥深水基础施工的情况，通过对该桥深水基础施工的介绍，使大家详细了解该类型深水基础施工的基本过程，为同类型桥梁施工提供可借鉴的经验。

关键词：跨江大桥 深水基础 钢围堰 钢管桩

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

1 概述

青奥板块项目为南京青奥会的重要基础设施工程，该项目位于南京市河西新城江山大街两侧，长江夹江东侧，江东路至长江边的区域。青奥轴线是集交通功能、景观功能及城市活动功能为一体的城市轴线，以油坊桥为起点，沿江山大街至长江边，宽170m，全长2400m。青奥公园人行大桥位于青奥轴线中轴，起点位于青年文化体育公园内，终点在江心洲青年森林公园内。大桥作为两岸旅游观光的纽带，以旅游电瓶车和行人为主，仅考虑行人及旅游电瓶车通行的舒适度，不考虑机动车的通行要求。

人行大桥位于河西新城与长江江心洲之间，地貌为长江漫滩，夹江江面常水位标高5.5m左右，江底标高-1.0~-5.6m。主桥为钢塔钢箱梁双索面七跨连续斜拉桥，跨径布置为45+42+58+240+58+42+46.5=531.5m。索塔采用椭圆形钢塔，向岸侧倾斜35度，索塔桩基础采用钢管打入桩，索塔承台外形呈“0”字形。

图1.1-1桥型布置图

2 主墩深水基础施工方案

2.1 钢管桩沉桩施工

⑴沉桩船及桩锤选择

根据南京大桥通航高度要求及本标段的地质情况、桩长和进度要求，为了保证沉桩进度及沉桩质量，采用“海和桩1#”沉桩船施打钢管桩，船上配置了GPS定位系统。

⑵沉桩顺序安排

为避免已沉放好的桩（包括试桩）影响后续沉桩施工，需科学合理地安排沉桩顺序。根据桩位及桩斜，总体沉桩顺序安排如下：“海和桩1#”沉桩船从江侧向岸侧逐排施工。

⑶沉桩施工工艺流程

沉桩施工工艺流程详见如图2.1-2所示。

图2.1-1 沉桩施工工艺流程图

⑷测量准备

为了确保桩位的精度，本工程采用GPS系统测量定位，陆上在施工基线上架设2台全站仪交汇的方法校核观测，同时进行沉桩测量定位。

①定位数据的计算准备

沉桩前，根据设计图纸计算出每个桩位的设计桩顶标高处的平面坐标，桩的方位角等定位数据，并根据沉桩船预定的抛锚位置，计算出桩船各锚的锚位坐标，以作桩船抛锚定位使用。陆地测量数据根据已经做好的后视点，计算出每根桩边切线方向所需的转角。所有定位数据计算后都必须有专人复核，确认无误后，方可使用。

②沉桩船就位

为了沉桩时，沉桩船上各锚缆互不干扰，合理分布，同时保证船体的稳定性，桩船到达沉桩桩位时，根据各锚的锚位坐标，在抛锚艇上以GPS测量方式进行各个锚的定位抛锚。陆地测量人员利用高频对讲机和船上人员及时沟通，并校核定位。

③桩的定位下沉

将先前计算好的各桩的桩号、X坐标值、Y坐标值、船位角度、桩倾斜度和Z坐标值输入Microsoft Access数据库，沉桩时从该数据库中调用所沉桩的定位数据，经核对，确认无误后，启动监测程序，开始监测船位，屏幕上显示出桩的偏位图，移船方向和移动的量值，按照监测显示的图形和数据移动桩船向预定船位靠拢，直到当前船位与预定船位的横向和纵向差值小于5cm，同时扭角小于0.5度时。陆地测量人员利用高频对讲机和船上人员及时沟通，并校核定位，下桩，压锤。开锤前，记录开锤前的数据，然后开始沉桩。

⑸桩的施打

①抛锚定位

沉桩船抛锚定位采用5个3～5t锚，备用锚2个，每个锚上设立浮漂，抛锚艇配合作业。运桩方驳要求单独抛锚，锚重大于3t。

②吊桩

吊桩时“海和桩1#”用锚缆移船到运桩驳，然后起吊、移位、定位。起吊时用四点吊，立桩进龙口采用桩顶3点吊。

③停锤标准

沉组合桩和钢管桩时，以标高控制为主，贯入度作为校核。校核贯入度应根据实际沉桩情况（打桩船、锤型和实际地质情况）综合确定。如桩尖已达设计标高而贯入度仍较大时，应继续沉桩至贯入度达到或接近控制贯入度标准。必要时应及时通知设计研究，并提供相关沉桩记录及监理文件，以利于有效控制沉桩质量和沉桩进度。

④沉桩记录

沉桩时须按要求填写沉桩记录表，填写及时正确。每个桩位沉桩结束后，测出桩顶的实际位置，并填写沉桩记录汇总表。

⑤沉桩施工技术要点及注意事项

I在沉桩吊立过程中，应控制吊立速度，确保起吊平稳，防止相互碰撞，确保-198645桩的安全。

II沉桩前，应测量沉桩区域水深和水下地形。

III吊桩时应考虑桩驳平衡，吊桩顺序应对称起吊。

IV斜桩下桩过程中，桩架宜与桩的设计倾斜度保持一致。锤击沉桩时，桩锤、桩身宜保持在同一轴线上，避免产生偏心锤击。

V当船航行波影响沉桩船稳定时，宜暂停锤击。防止背板蹩桩，一旦发现，及时调整桩架。

VI沉桩过程中不得移船纠正桩位。

VII沉桩过程中注意重锤轻打，避免桩头破裂。

VIII沉桩船进退作业时，应注意锚缆位置，防止缆绳绊桩。

IX斜桩尚应考虑自重和潮流影响，结合施工实际经验要考虑一定的提前量，以使沉桩后桩位符合设计要求。

X沉桩船施工一定数量的桩后，召开技术小结，总结经验，找出不足，制订措施，规范施工。

XI运桩和沉桩过程中，严禁碰撞管桩、破坏桩身。

XII认真做好沉桩施工记录。

XIII沉桩期间应做好岸坡的沉降、位移监测，并做好记录，如出现异常变化，须立即停止沉桩或施工，会同各方研究处理措施。位移、沉降情况的监测按规范有关要求进行。

图2.1-2 钢管桩沉桩施打

⑹ 技术及质量保证措施

①管桩装船运输过程中，堆放平稳，固定牢固，避免管桩在装船运输过程中受损。

②严格质量标准验收接货，对不符合质量要求的厂品一律拒收。

③沉桩时用全站仪、经纬仪及GPS准确定位下桩，下桩后在开锤前对桩位进行校核，如有偏位进行适当微调，确保桩位准确无误。终锤以标高控制，贯入度校核，最后的贯入度超过规范要求时，应及时上报业主和设计单位，确定处理意见。

④在沉桩结束后，按照设计及规范要求对桩基进行桩基检测，符合设计规范要求后，进行下步工序施工。

⑤加强水上施工船舶的管理，避免船舶与桩基碰撞。

⑥岸坡稳定观测：在沉桩期间设置位移观测点，定期观测和分析岸坡位移情况。

2.2双壁钢套箱围堰施工

⑴钢套箱总体施工工艺及流程

钢套箱在工厂内整体制作、整体下水、用拖轮浮运至施工现场、现场采用浮吊整体吊装就位的方案，施工工艺流程如图2.2-1所示。

图2.2-1 钢套箱施工工艺流程图

⑵钢套箱设计

根据提供地质、水文资料，考虑波浪的高度和施工操作的高度，考虑到2m厚的封底混凝土，河西侧主墩钢套箱顶标高取+10.00m，底标高取-7.50m（吴淞高程系统）。用钢材总量约415t，江心洲侧钢套箱顶标高取+10.00m，底标高取-5.00m，用钢材总量约356t。钢套箱平面尺寸中间为17500mm×20000mm，在矩形的短边各连接一个半径为8750mm的半圆，每侧较承台大5cm，承台围堰作为一个整体进行设计，双壁钢套箱壁厚1.00m。钢套箱设计时主要考虑了以下验算及施工工况：

工况一：钢套箱吊装阶段结构强度验算

工况二：钢套箱封底阶段结构强度验算

工况三：抽水工况结构强度验算

工况四：承台第一次混凝土浇注阶段结构强度计算及封底混凝土承载力计算

图2.2-2 江心洲侧钢套箱平面布置图

图2.2-3 江心洲侧钢套箱立面布置图

⑶钢套箱沉放及承台施工

根据总体施工计划的安排，钢套箱围堰由专业厂家加工，钢套箱加工、验收严格按《钢结构施工规范》(GB50755-2012)、《钢结构施工验收规范》（GB 50205—2001）执行。钢套箱验收合格后整件运输至安装现场，采用“苏航工868”浮吊安装，浮吊最大吊重为800t。

钢套箱施工承台步骤如下：

①钢套箱下放：钢套箱利用浮吊起吊下放导向定位吸泥下沉下放到位后，将套箱壁与桩临时连接。

图2.2-4 钢套箱下放（步骤一）

②浇筑封底混凝土：整平封底下垫层，套箱外抛沙袋护脚清除封底标高处桩表面淤泥水下浇筑封底混凝土。

图2.2-5 浇筑封底混凝土（步骤二）

③套箱内抽水及浇筑承台混凝土：封底混凝土达到设计强度后抽水割除桩基桩头钢管桩填芯施工承台钢筋绑扎浇筑承台。

图2.2-6 承台施工示意图（步骤三）

3结束语

通过对青奥公园跨江人行大桥深水基础施工工艺的探讨，为今后类似桥梁基础的施工提供可借鉴的经验，本文在此抛砖引玉，与同行共同探讨。