浅谈桥梁深水基础施工技术

摘 要：本文主要是阐述了桥梁深水基础施工存在的问题，并对桥梁深水基础施工的关键技术进行分析。关键词：桥梁施工；深水基础；施工技术

中图分类号：U445 文献标识码：A

一、桥梁深水基础施工存在的问题结合大量的工程实践，笔者总结认为，桥梁深水基础施工存在的问题主要有如下几点：(一)大直径钻孔桩施工技术滞后。由于深水桥梁正向大跨度发展，大直径钻孔桩基础已普遍应用。从近几年的大跨度桥梁的设计来看，其桩径一般都在3.0m以上。(二)水上设备缺乏。部分铁路舟桥器材可作为水上施工的设备，但由于舟桥器材自身的局限性，其抵御高流速、大风、大浪以及潮汐的能力都较弱，只适合水较浅的水域，限制了参与深水桥梁建设的机会，没有大型水上设备，成为在投标阶段就难以逾越的一大障碍。(三)水上施工技术工人严重匮乏。从桥梁的施工技术来看，水上施工以及基础施工是技术含量较高的专业，对操作及管理人员也提出了更高的要求。(四)施工设备的配备及管理存在诸多困难。首先，由于水上设备购置费用巨大，单凭某一单位购置是难以实现的；其次，由于水上设备具有维修、使用专业化高的特点，并且需要在通航的水域存放，以舟桥处的现有器材（适应浅水基础施工）为基础，根据深水桥梁建设的长远目标，缺少一些必要的大型水上施工设备，不能形成配套的水上施工设备；最后，缺少舟桥处的水上设备管理经验，不能对设备统一调度。二、桥梁深水基础施工的关键技术（一）钻孔平台在深水基础钻孔施工时，必须在桩位设置为钻机设置工作平台。深水基础钻孔桩施工工作平台的形式可分为固定工作平台和浮动工作平台两种。1.固定工作平台固定工作平台即工作平台支撑于河床的覆盖层或基岩之上，平台的稳定性及刚度较大，抗潮水和台风的能力较强。在受潮水及台风影响的深水基础施工中，河床的覆盖层较厚的情况下，一般采用固定平台。固定工作平台多种多样，从支撑形式可分为支架工作平台和围堰工作平台两种。(1)支架工作平台常见的支架工作平台是利用已下的钢护筒加少量临时钢管桩作为支撑的钻孔平台。工艺流程：测量定位插打支架桩安装支架桩的联接系安装钢护筒导向架安装支架上钻机工作平台插打钢护筒安装钻机及配套设施钻孔。(2)利用围堰设置工作平台在深水基础施工中围堰的种类很多，其中钢套箱围堰坚固，整体性好，刚度较大，抗冲刷、抗撞击的能力很强，对于抗台风和潮水有利。工艺流程：测量定位钻孔桩下沉钢套箱围堰安装钢护筒导向架插打钢护筒浇注钢套箱围堰封底混凝土安装钢套箱围堰上钻机工作平台安装钻机及配套设施钻孔。2.浮动工作平台浮动工作平台是利用船体、式标准舟节以及浮箱等浮体拼装而成的平台，利用锚碇进行定位，在平台上安装钻机进行钻孔桩的施工。浮体的大小根据水流和荷载的情况而定。它主要适用于风浪、流速小，水位变化不剧烈的深水基础施工中。工艺流程：拼装浮动工作平台平台就位锚碇插打钢护筒安装钻机及配套设施钻孔。（二）钻孔桩施工随着深水基础大直径钻孔桩越来越多的采用，由于大直径钻孔桩断桩后补桩相当困难，使得深水钻孔桩施工的难度越来越大。施工中的难点就是钻机的选型和钻孔桩的施工中的关键技术控制，其中施工关键技术包括钻机的选型、护筒的埋置深度、成孔工艺、灌注成桩工艺等。1.钻机选型根据不同的河床地质情况、钻孔直径及深度选择合适的钻机型式是钻孔桩施工成败的关键。深水基础钻孔桩施工通常所选用的钻机型式有多种，不同型式的钻机有其不同的特点和适用范围。施工中，应根据桩径的大小、地质的不同等特点选择合适的钻机。2.护筒钻孔桩施工采用护筒起到固定桩位，引导钻头方向，隔离水源免其流入井孔，保持孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁免于坍塌等作用。3.成孔工艺成孔工艺流程：测量孔位下沉（埋设）护筒复测孔位安装钻机调平钻机底座并对正桩位钻进到位后清孔测量孔深并检查成孔质量提钻、钻机移位。4.灌注成桩工艺水下混凝土灌注工艺流程：复测孔深放置钢筋笼搭设水下混凝土封孔平台放置水封导管砍球、灌注水封混凝土边灌注水封混凝土边拆除导管至灌注完毕凿除桩头浮浆、保持混凝土至设计标高。（三）围堰以及封底及承台大体积混凝土的施工1.围堰的加工为运输方便，一般选择船运比较方便的工厂进行加工。为减少墩位处拼装工作量，一般根据现场起重能力分节在工厂加工。其加工顺序为先分单元在胎具上加工成型，然后在浮体上组拼。矩形围堰由于较轻，一般是分块加工，一次拼装成型。2.围堰的浮运围堰的浮运根据下沉的设备情况而定，如果采用大型浮吊下沉，可用平驳进行浮运；如果采用组拼的龙门浮吊下沉，可直接用浮吊进行浮运。3.围堰的下沉矩形围堰由于重量较轻，可一次拼装到位，因此，精确定位后，可一次放置于河床上进行下沉。而双壁或单、双壁组合式围堰由于体积大，需在水中边下沉边接高。其作业步骤为：将第一节放入水中定位，利用双壁所产生的浮力自浮于水中，然后接高第二节，灌水或混凝土下沉，再继续接高下一节。在围堰搭设吸泥平台，布置吸泥机进行下沉。需要注意的是双壁间应设隔仓，灌注时，应分仓对称灌注，以防钢围堰的偏移。4.封底混凝土的施工钢围堰沉至设计标高，灌注封底混凝土之前，要求潜水员用高压水枪进行清理，整平河床面，同时，为了保证封底混凝土与桩身、箱壁的良好结合，达到止水效果，潜水员应用高压水枪将桩身和箱壁上附着的泥浆冲洗干净。

三、结语总之，随着我国大型桥梁建设的跨径增长，深水基础的施工技术已成为大型桥梁建设的关键技术。针对大跨度、大直径深水钻孔桩基础的施工，合理的施工方案，是施工顺利进行的保障。在深水基础施工中，首先因地制宜选择最佳钻孔平台方案，然后选择多种地层兼顾的钻机及根据不同的地层选用相对比较合理的钻头，最后是护筒的设置深度及泥浆的性能指标配置。按前述的钻孔桩施工总结的方法，制定经济合理的深水钻孔桩基础施工方案、严密的组织管理体系。