公路橋梁深水樁基礎施工技術分析

高坤（山東泰和公路工程有限公司，山東 淄博256410）

公路橋梁深水樁基礎施工技術分析

高坤
（山東泰和公路工程有限公司，山東 淄博256410）

公路橋梁深水樁基礎的施工主要包括鋼圍堰施工、鉆孔灌注樁施工及承臺施工等，通過對各施工環節施工工序與技術要點的掌握，才能保證深水樁基礎工程的施工質量。【Abstract】The construction of highway Bridges deepwater pile foundation including the steel cofferdam construction,the construction of the construction of bored piles and pile caps,etc.,through the construction process and technical points of each constructionstageofmaster,toensurethequalityofdeepwaterpile foundationengineeringconstruction.

公路橋梁；深水樁；基礎；施工技術

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.046

1　引言

公路橋梁建設過程需要涉水施工且水深大于5~6m時將應用到深水基礎施工技術，深水樁基礎不同于傳統意義上的土圍堰、木樁、鋼板樁圍堰等路橋基礎防水施工技術，其發展從初期的沉箱、沉井、管柱及組合基礎等，發展至今，深水基礎出現了深水樁基礎、雙承臺、地下連續墻基礎等形式，由于深水樁基礎在橋梁工程施工過程中所需下沉的入水深度相對于沉井、沉箱等更小，在與沉井、沉箱下沉深度相等時所需澆筑材料可減少50%左右[1]，因此，從建筑工程成本控制方面來說,深水樁基礎具有造價低的明顯優勢。

2　國內外深水樁基礎施工技術的現狀

當前國外應用較為廣泛的深水樁基礎技術主要是大直徑鋼管樁、大直徑鉆孔灌注樁及復合型深水基礎，如日本跨徑204m的濱名大橋與跨徑220m的內海大橋分別采用了直徑為1.6m和2.0m的鋼管樁基礎，日本濱港橫斷大橋跨徑460m的鋼斜拉橋基礎施工過程中，將嵌入基巖中多柱基礎進行擴孔，孔徑達到10m后進行灌注，它是世界上直徑最大的嵌巖鉆孔灌注樁。此外，復合型深水基礎則指的是將剛殼沉井等深水基礎技術與深水灌注樁進行組合施工，形成復合型基礎。

我國深水基礎起步較晚，興起于20世紀50年代，早期以管柱及混凝土樁基礎等技術為主，發展經歷沉井、鉆孔樁基礎到現在的復合型深水基礎，使得我國的深水樁基礎技術發展進入國際先進水平，如主跨徑1088m的蘇通大橋施工過程中水深達到50m，采用了雙壁鋼吊箱高樁承臺鉆孔灌注樁，主跨徑23m的夷陵長江大橋施工時水深達23m，采用的是高樁承臺鉆孔灌注樁。我國深水樁基礎施工技術在發展過程中還體現出了其首創性，雙壁鋼圍堰鉆孔樁復合基礎是在建設九江長江大橋時經過技術研究并結合現場施工條件而形成的創新深水樁基礎施工技術。

3　深水樁基礎施工技術要點

3.1施工影響因素的充分考慮

公路橋梁深水樁基礎施工過程中會受到施工現場環境，如地質條件、水文地質條件、氣候條件、環境條件等自然條件的影響，包括橋梁深水樁基礎所處地層分布、地形地貌、水深、流速、沖溶、氣溫、降水等自然影響因素；另外，施工設計方案、工程工期、施工技術力量及施工機械設備、安全管理等人為因素也是影響道橋深水樁基礎施工的重要因素。因此，在實施深水樁基礎設計與施工過程中，需要充分掌握施工現場的地質、水文地質、氣候及環境條件，它們將作為施工設計的重要依據，以保證基礎的耐久性與穩定性。

3.2保證施工工序的科學性與合理性

道路橋梁深水樁基礎施工程序主要有2種，即先下圍堰后成樁與先成樁再下圍堰施工承臺[2]，前者首先在蹲位點設下圍堰，圍堰可后續成樁作業平臺的承重基礎及施工船舶的?？奎c，技術優勢在于安全可靠且技術成熟；后者的優勢在于可以很好地解決施工現場水文地質條件復雜的大型橋梁的施工問題，該項技術攻破了強涌潮條件下的圍堰定位的難題。

3.2.1先下圍堰后成樁

下圍堰之前需要利用定位錨碇系統來確定好蹲點，定位必須準確才能使后續施工順利進行，圍堰安置不僅對氣候條件的要求較高，需要選在臺風或汛期來臨之前完成全部的下沉、封底工作，否則將無法安全度過汛期，還要在實施之前做好充分的準備工作，開工時間的選定主要選在下半年為宜。此外，圍堰的選型上可采用薄壁式鋼筋混凝土沉井圍堰、雙壁圍堰、雙壁鋼絲網水泥圍堰等。

3.2.2先成樁再下圍堰

先成樁再下圍堰主要解決的是水上承臺的防水問題，運用比較廣泛的2種承臺是構筑低樁承臺與鋼護筒保護承臺。首先利用成樁后的鋼護筒進行準確定位，用以保護承臺，解決先下圍堰后成樁施工工序中定位難題，承臺施工先搭建鋼管樁平臺鉆孔，等到鉆孔灌注樁安裝完后再下鋼質圍堰[3]，圍堰周圍的鉆孔樁鋼護筒可以被作為圍堰下沉時的定位導向和支撐系統，該方法施工簡便且造價低。

3.3深水樁基礎施工技術要點

3.3.1鋼圍堰施工

本文主要以雙壁鋼圍堰施工技術為例，探討其施工技術要點。雙壁鋼圍堰施工技術對水壓的承受力較強，加之其自身結構簡單、工序單一且施工方便，早在武漢長江大橋的修建過程中就得到了較好的應用效果。圍堰在選型上可以根據工程的實際需求選用矩形、圓形、異形等多種結構形式，施工方法可分為先安裝鋼圍堰再利用圍堰平臺進行樁基施工、先施工樁基再安裝鋼圍堰及施工樁基的同時進行鋼圍堰安裝3種方法，而對于鋼圍堰的生產與加工則需要根據施工工期、施工場地、運輸條件等具體條件來確定是在工廠加工還是在現場加工，焊縫后需做探傷檢查與煤油滲透試驗。需要注意的是鋼圍堰的加工、分塊尺寸需要根據施工現場的條件（運輸、設備起重條件等）進行確定，且著床后的干圍堰要保持自身的穩定性，還要對其刃腳與河床面之間的縫隙進行處理，最后再進行封底混凝土的澆筑，并保證澆筑厚度、順序、結合面的處理等滿足施工要求。

3.3.2鉆孔灌注樁的施工

鉆孔灌注樁的施工需要首先搭設鉆孔平臺，完成鉆孔樁施工、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑及鉆孔灌注樁樁底注漿等工序（見圖1）。

圖1　鉆孔灌注樁的施工工序

鉆孔泥漿選用不分散、低固相、高黏度的黏土泥漿，在鉆進成孔過程中常使用大直徑的回旋鉆進進行鉆進，當鉆進深度達到設計的標高時，需要做好清孔與檢孔工作后方能進行鋼筋籠的現場制作與安裝，其安裝工作利用搭設好的鉆孔平臺上的動臂吊機進行安裝，而混凝土澆筑過程則需要特別強調緩凝劑的加入以延長初凝時間[4]，水下混凝土澆筑工作一旦開始就不能中途停止，需要保持持續作業直至成樁，再利用預埋在樁身的注漿管進行樁底壓漿。

3.3.3承臺的施工

深水樁承臺是大型道路橋基礎的重要組成部分，其施工工藝主要包括鋼套箱的設計與施工、鋼筋工程施工、混凝土工程等。鋼套箱隔水模板一般采用雙壁形式，由套箱側模、套箱外加固、套箱內加固、吊點系統及定位系統幾部分組成，在工廠生產加工后運輸至施工現場進行拼裝。鋼套箱底模及中、下節的側模直接拼接于鋼平臺上，利用浮吊沉放至底平臺，然后可利用小型施工船進行上節側模的拼裝，最后依據底模和樁基樁頂限位裝置對套箱進行定位，就位后的套箱實行封底處理[5]。此外，承臺鋼筋骨架的制作安裝需嚴格按照設計圖紙及相關規范進行施工，以保證鋼筋骨架的混凝土保護層厚度，鋼筋工程施工完成并進行檢查后方能進行承臺混凝土的澆筑工作。

4　結語

綜上所述，道路橋梁深水樁基礎施工過程中要嚴格將施工現場的地質、水文地質、氣候條件及施工方案與工期等影響因素進行充分考慮，掌握鋼圍堰、鉆孔樁灌注、承臺等的主要施工工藝，對深水基礎的選型要做出全面的可行性論證，在控制深水樁基礎造價的同時，保證道路橋梁深水樁基礎工程的工期與質量。

【1】曹蛟.黑溝特大橋主橋深水基礎施工技術研究[D].西安:長安大學, 2012.

【2】張黎,梁英,李玉林.公路橋梁深水樁基礎施工技術探討[J].低碳世界,2016(8):203-204.

【3】原松.簡析公路橋梁深水樁基礎施工技術[J].黑龍江交通科技, 2013(5):129.

【4】張凡.公路橋梁深水樁基礎施工技術探討[J].技術與市場,2012(7): 25-27.

【5】楊凱,崔志勇.橋梁深水樁基礎鉆孔灌注樁施工技術分析[J].科技致富向導,2013(23):400-426.

Highway BridgesDeepwater PileFoundationConstructionTechnicalAnalysis

GAOKun
(ShandongTaihe Road EngineeringCo.Ltd.,Zibo 256410,China)

highwaybridges;deepwaterpile;basis;construction technology

U448.14

B

1007-9467（2016）11-0151-03

高坤（1978～），男，山東淄博人，工程師，從事道路與橋梁工程研究。

2016-08-17