桥梁工程深水墩基础施工技术浅析

【摘要】目前我国的深水桥梁工程已成为重点工程之一，深水墩基础作为重要结构意义重大。本文对桥梁深水墩基础进行了相关研究，包括其综合影响因素、以及国内发展现况和施工工艺方案、流程，并探讨了其重点发展方向，为进一步研究提供依据。

【关键词】桥梁；深水墩基础；施工技术

中图分类号：U445 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

一、桥梁深水墩基础影响因素分析

桥梁深水墩基础指的是修于江海床深水部位，无强硬地基的基础。近年来，随着国家经济实力的增长，在宽阔水域、外海深水环境下修建的桥梁日益增多。桥梁深水墩基础的结构形式对桥梁施工工程有重要影响作用，对工程安全、成本等各方面影响很大。要完成一项桥梁工程项目，就要对深水墩基础的一些基本特点有所了解，从而认知其影响因素。据研究，桥梁深水墩基础主要受到以下几个因素的影响：1.海洋环境产生的荷载力，它是深水、超深水基础以及跨海桥梁深水基础的设计和施工中所需考虑的重要控制条件。荷载力指因台风、巨浪、大潮引起的巨大水平力。2.水文条件，它是影响深水基础稳定性和安全度的重要条件，与地质条件有着同样重要的影响作用。3.基础类型，它是影响深水基础工程的成本、工期和品质的重要因素，需要进行全面、系统的可行性分析来选出深水基础类型。4.施工条件，包括施工组织、施工工艺方法、施工设备等。深水基础的施工由于受水深和水流自身的影响，还受到风、浪等外在影响，这就对施工条件提出了很高的要求。

二、我国桥梁深水主墩基础的发展现况

任何事物的发展都要经历一个由低级到高级、由简单到复杂的过程，我国深水桥梁基础的发展亦是如此。按时间发展大致可以表述为：普通钢筋混凝土管桩，预应力钢筋混凝土管桩，大力发展沉井和钻孔桩基础，平台式套箱围堰钻孔桩复合基础以及双承台钢管桩基础。20世纪末期以来，宽阔水域和跨江海等外海的桥梁建设逐渐增多，主要开始发展桩基为钢管桩或预应力管桩的深水高桩承台基础。综合分析，目前国内在进行江海深水基础修建主要采用桩基础和沉井两种形式，相比之下，水中沉井基础形式应用较少；而桩基础因其能将上部荷载直接传递给深部较好持力层，使得桩基承台基础应用较普遍。桩基采用打入钢管和钻孔灌注双壁钢围堰的复合桩基础形式都有较广泛应用，而双壁围堰加桩基础的复合基础形式应用最广泛。这种复合基础能形成高低桩承台结构，该项施工技术位居世界前列。

三、桥梁深水墩基础施工技术方案及流程

（一）确定方案

随着工程对设计要求的逐渐加大，选择合适的施工方案也及其重要，往往通过以下两方面的选择确定施工方案：一、结构型式的选择，主要是借助吊箱、围堰、沉井这几种深水基础进行围水施工，保证承台及下部结构的施工环境为污水状态，便于施工。二、施工工艺的选择，一般来说，围堰加钻孔承台桩基础根据围堰和承台桩基础深水结构由于施工时间的先后而导致工艺效果有区别，都是有优势，也有劣势：先围堰后钻孔可节约工期，围堰形成的平台利于钻孔的施工，但缺点是易损坏围堰接头，围堰稳定性差且度汛能力低，钻孔的护筒投入增加；而先桩基后围堰具有利用桩基提供围堰下沉辅助压力和导向的优点，但相对施工时间较长。实际施工中，应综合上述两种选择条件，以确定最为合理的可行性方案。

（二）工艺流程

通过上述第二部分的研究，我们知道桩基承台基础和沉井基础形式是两种最主要应用形式，下面我们对这两种基础的施工技术流程作简单介绍。

（一）承台钢围堰基础施工技术 工艺流程：1.钢板桩整理 钢板桩围堰构件包括主墩基础承台、封底砼、混凝土等，都需要按照设计尺寸使用。2.插打钢施工 包括导向的制作和安装以及钢板桩的插打与合拢。3.钢围囹加工安装及抽水 依次安装第一层，第二层的围囹和支撑，再抽水、安装第三层、第四层的围囹和支撑。4.水下挖泥 应在专人看护的情况下采用吸泥机进行围堰清基作业，板桩变形情况及围堰内水位差作为重要关注点，确保内外水面平衡，方便进行补水、抽水处理。5.灌注封底水下混凝土 合理设计围堰混凝土强度等级，对封底混凝土进行连续施工， 6.安装承台钢筋，抽水浇筑承台砼 利用钢管柱在桥梁横向、纵向分别搭设贝雷、贝雷梁。利用浮吊整体起吊导管来将其转移到指定位置。7.拆除钢板桩围堰 首先按与安装顺序相反的过程拆除围囹；注水至围堰最大高度，以便于钢板桩与封底混凝土分离；自下游至上游用浮吊拔桩。

（二）沉井基础施工技术 工艺流程：1.运送第一节沉井钢 需选取尺度合适的钢进行沉井操作，在船台滑道拼装并下水，浮运到桥位附近的拼装码头。2.依次拼装沉井钢 在拼装码头进行钢的拼装工作，灌注混凝土。将拼装完的钢井壳由浮运码头到墩位，再进行锚墩定位。3.插入沉井刃脚 结合插入时的水流情况，预留由位移引起的差距量，确保插入河床沉井刃脚处于稳定深度。4.填充井壁及隔墙水下混凝土 进行分区对称，填充量应保证钢井壁板承受压力在一定水头范围限度内。井壁内混凝土填充与钢井壳顶的高度差也在一定范围内，确保预埋混凝土沉井与钢筋接头。5.重复接高混凝土沉井及吸泥下沉步骤，直至刃脚到达标高，然后分孔逐个清基 首先对沉井中间两孔进行清孔并灌注封底混凝土；其次待封底混凝土强度达到一定比例后，对四角井孔进行清孔及封底；之后，分批对剩余井孔各自对称清基及灌注7. 灌注承台混凝土 降低井孔内水位， 安装承台底模及桥塔定位钢结构，最终完成承台砼灌注工作。

四、我国桥梁深水墩基础发展趋势

结合我国深水墩基础发展现况和施工工艺相关研究，施工技术为适应未来桥梁建设的需求，将向着以下重点方向发展：1.预制沉放基础施工技术，该基础在软弱覆盖层厚度较薄的条件下进行建设，优势明显，最终提高混凝土耐久性和施工质量。2.深水软土地基的处理技术，这是需要提高的重要技术，能够为预制沉放基础的建设创造必要条件。各项因子机理研究和变化规律是技术提高参考的重点。3.大型管柱基础，适用于软弱覆盖层厚度较大，已有基础技术无合适持力层的情形，有很大推广空间。4.施工勘探技术将逐渐提高，装备将更加先进。依赖于科技的不断进步。

五、结语

综合考虑桥梁深水墩基础的影响因素和发展情况，选择合理的施工技术方案，进行正确、合理的基础作业，能够保证桥梁建设的顺利进行。对深水墩基础施工技术、组织等各方面的深入研究仍将作为今后的重点方面之一。

参考文献：

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