桥梁深水基础施工技术分析

查海峰，金玉华

(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 桥梁深水基础施工的发展现状概述

我国深水桥梁大多数分布在长江中、下游及其支流，以及沿海海峡等流域。国内的深水桥梁的基础设计形式多数为桩基础，沉井基础已很少采用。根据桩基础形式按施工方法可分为钻孔桩基础和打入桩两种，桩基础按承台的位置又分为低桩承台桩基础和高桩承台桩基础。

进入90年代，由于长江经济带和沿海经济的发展，我国跨长江、海峡的大型桥梁建设逐渐增多，特别是由于长江中、下游的水文、地质特点，其桥梁的建设基本代表了我国的桥梁建设的最新水平和发展趋势。深水桥梁的发展趋势是:由于通航要求、梁部技术以及桩工机械的进步，使得为减少深水基础施工的工程量和满足通航要求而设计的大跨度深水桥梁得以不断发展。近些年，随着桩工机械的不断研制，钻孔桩已朝着大直径、多样化、变截面、空心桩方向发展，目前，钻孔灌注桩的最大直径已达500 cm。伴随着桩基的应用，为通航需要和抗冲刷而设计的低桩承台正在普遍应用。

2 桥梁深水基础施工存在的问题

(1)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3.0 m以上。

(2)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。

(3)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。

(4)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。

3 桥梁深水基础施工的关键技术

3.1 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。

3.1.1 固定工作平台

(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。

3.1.2 浮动工作平台

浮动工作平台是利用船体、六四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。

3.2 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。

3.2.1 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。

3.2.2 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。

3.2.3 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。

3.2.4 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。

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［1］李维洲.跨海大桥大型深水基础施工技术分析［J］.结构工程师，2012，(16):18-23.

［2］刘玉玲.沿海客专大云特大桥深水基础施工技术［J］.北方交通，2011，(3):321-322.