橋梁深水基礎施工技術分析

查海峰，金玉華

(1.九江市公路管理局德安分局;2.九江市公路管理局星子分局)

1 橋梁深水基礎施工的發展現狀概述

我國深水橋梁大多數分布在長江中、下游及其支流，以及沿海海峽等流域。國內的深水橋梁的基礎設計形式多數為樁基礎，沉井基礎已很少采用。根據樁基礎形式按施工方法可分為鉆孔樁基礎和打入樁兩種，樁基礎按承臺的位置又分為低樁承臺樁基礎和高樁承臺樁基礎。

進入90年代，由于長江經濟帶和沿海經濟的發展，我國跨長江、海峽的大型橋梁建設逐漸增多，特別是由于長江中、下游的水文、地質特點，其橋梁的建設基本代表了我國的橋梁建設的最新水平和發展趨勢。深水橋梁的發展趨勢是:由于通航要求、梁部技術以及樁工機械的進步，使得為減少深水基礎施工的工程量和滿足通航要求而設計的大跨度深水橋梁得以不斷發展。近些年，隨著樁工機械的不斷研制，鉆孔樁已朝著大直徑、多樣化、變截面、空心樁方向發展，目前，鉆孔灌注樁的最大直徑已達500 cm。伴隨著樁基的應用，為通航需要和抗沖刷而設計的低樁承臺正在普遍應用。

2 橋梁深水基礎施工存在的問題

(1)大直徑鉆孔樁施工技術滯后。由于深水橋梁正向大跨度發展，大直徑鉆孔樁基礎已普遍應用。從近幾年的大跨度橋梁的設計來看，其樁徑一般都在3.0 m以上。

(2)水上設備缺乏。部分鐵路舟橋器材可作為水上施工的設備，但由于舟橋器材自身的局限性，其抵御高流速、大風、大浪以及潮汐的能力都較弱，只適合水較淺的水域，限制了參與深水橋梁建設的機會，沒有大型水上設備，成為在投標階段就難以逾越的一大障礙。

(3)水上施工技術工人嚴重匱乏。從橋梁的施工技術來看，水上施工以及基礎施工是技術含量較高的專業，對操作及管理人員也提出了更高的要求。

(4)施工設備的配備及管理存在諸多困難。首先，由于水上設備購置費用巨大，單憑某一單位購置是難以實現的;其次，由于水上設備具有維修、使用專業化高的特點，并且需要在通航的水域存放，以舟橋處的現有器材(適應淺水基礎施工)為基礎，根據深水橋梁建設的長遠目標，缺少一些必要的大型水上施工設備，不能形成配套的水上施工設備;最后，缺少舟橋處的水上設備管理經驗，不能對設備統一調度。

3 橋梁深水基礎施工的關鍵技術

3.1 鉆孔平臺

在深水基礎鉆孔施工時，必須在樁位設置為鉆機設置工作平臺。深水基礎鉆孔樁施工工作平臺的形式可分為固定工作平臺和浮動工作平臺兩種。

3.1.1 固定工作平臺

(1)支架工作平臺常見的支架工作平臺是利用已下的鋼護筒加少量臨時鋼管樁作為支撐的鉆孔平臺。工藝流程:測量定位→插打支架樁→安裝支架樁的聯接系→安裝鋼護筒導向架→安裝支架上鉆機工作平臺→插打鋼護筒→安裝鉆機及配套設施→鉆孔。

(2)利用圍堰設置工作平臺在深水基礎施工中圍堰的種類很多，其中鋼套箱圍堰堅固，整體性好，剛度較大，抗沖刷、抗撞擊的能力很強，對于抗臺風和潮水有利。工藝流程:測量定位鉆孔樁→下沉鋼套箱圍堰→安裝鋼護筒導向架→插打鋼護筒→澆注鋼套箱圍堰封底混凝土→安裝鋼套箱圍堰上鉆機工作平臺→安裝鉆機及配套設施→鉆孔。

3.1.2 浮動工作平臺

浮動工作平臺是利用船體、六四式標準舟節以及浮箱等浮體拼裝而成的平臺，利用錨碇進行定位，在平臺上安裝鉆機進行鉆孔樁的施工。浮體的大小根據水流和荷載的情況而定。它主要適用于風浪、流速小，水位變化不劇烈的深水基礎施工中。工藝流程:拼裝浮動工作平臺→平臺就位錨碇→插打鋼護筒→安裝鉆機及配套設施→鉆孔。

3.2 鉆孔樁施工

隨著深水基礎大直徑鉆孔樁越來越多的采用，由于大直徑鉆孔樁斷樁后補樁相當困難，使得深水鉆孔樁施工的難度越來越大。施工中的難點就是鉆機的選型和鉆孔樁的施工中的關鍵技術控制，其中施工關鍵技術包括鉆機的選型、護筒的埋置深度、成孔工藝、灌注成樁工藝等。

3.2.1 鉆機選型

根據不同的河床地質情況、鉆孔直徑及深度選擇合適的鉆機型式是鉆孔樁施工成敗的關鍵。深水基礎鉆孔樁施工通常所選用的鉆機型式有多種，不同型式的鉆機有其不同的特點和適用范圍。施工中，應根據樁徑的大小、地質的不同等特點選擇合適的鉆機。

3.2.2 護筒

鉆孔樁施工采用護筒起到固定樁位，引導鉆頭方向，隔離水源免其流入井孔，保持孔口不坍塌，并保證孔內水位(泥漿)高出地下水或施工水位一定高度，形成靜水壓力(水頭)，以保護孔壁免于坍塌等作用。

3.2.3 成孔工藝

成孔工藝流程:測量孔位→下沉(埋設)護筒→復測孔位→安裝鉆機調平鉆機底座并對正樁位→鉆進→到位后清孔→測量孔深并檢查成孔質量→提鉆、鉆機移位。

3.2.4 灌注成樁工藝

水下混凝土灌注工藝流程:復測孔深→放置鋼筋籠→搭設水下混凝土封孔平臺→放置水封導管→砍球、灌注水封混凝土→邊灌注水封混凝土邊拆除導管至灌注完畢→鑿除樁頭浮漿、保持混凝土至設計標高。

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［1］李維洲.跨海大橋大型深水基礎施工技術分析［J］.結構工程師，2012，(16):18-23.

［2］劉玉玲.沿海客專大云特大橋深水基礎施工技術［J］.北方交通，2011，(3):321-322.