摘要：本文對(duì)公路橋梁深水基礎(chǔ)施工常見(jiàn)技術(shù)方案進(jìn)行了探討和分析，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性和價(jià)值性，供參考。

　　關(guān)鍵詞：深水基礎(chǔ)：施工方案：關(guān)鍵技術(shù)

　　Abstract: in this paper, the highway bridge construction common technical solution deep water foundations and analyses, and has strong guidance and value sex, for reference.

　　Key words: the deep water foundations: construction scheme: the key technology

　　中圖分類號(hào)： TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　近年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)取得了飛躍發(fā)展，跨越大江大河和海灣的工程不斷增多，其主要特點(diǎn)是工程規(guī)模宏大，施工工期緊，水深流急、水文條件復(fù)雜，河床沖刷大、高差大，樁基嵌巖深、地質(zhì)條件復(fù)雜，航運(yùn)航道繁忙、施工干擾大等，給橋梁基礎(chǔ)施工帶來(lái)非常大的難度。作者將結(jié)合一些代表性工程，針對(duì)深水基礎(chǔ)實(shí)施過(guò)程中，所碰到的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行一些探討和總結(jié)，供同仁參考和借鑒。

　　1　深水基礎(chǔ)施工總體方案的選擇

　　1.1　圍堰方式

　　常規(guī)方式有鋼板樁圍堰、單壁(或雙壁)鋼圍堰和單壁(或雙壁)鋼吊箱圍堰等幾種。對(duì)于高樁承臺(tái)，則一般選用鋼吊箱圍堰的方式，代表工程有：蕪湖長(zhǎng)江大橋副航道墩承臺(tái)，杭州錢塘江大型橋梁四橋8號(hào)、9號(hào)主墩承臺(tái)，五橋12號(hào)、13號(hào)墩承臺(tái)，杭州灣跨海大橋南航道橋主塔和南灘涂區(qū)承臺(tái)，蘇通長(zhǎng)江大橋北索塔承臺(tái)等。

　　1.2　施工方案的選擇

　　目前，橋梁深水基礎(chǔ)多采用鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)，且施工方案主要有兩種：先成樁后下鋼圍堰或先下鋼圍堰后成樁。由于基礎(chǔ)施工位于水下，受水位影響較大，直接制約著承臺(tái)和墩塔的施工，因此，選擇合適的施工方案非常重要。

　　1.2.1　先成樁后下鋼圍堰(方案一)

　　先搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，施工鉆孔灌注樁，然后吊裝鋼套箱底節(jié)，以鋼管樁為依托拼裝接高鋼套箱，下沉至設(shè)計(jì)高程，再封底、抽水，進(jìn)行承臺(tái)施工。

　　該方法為常規(guī)施工法，在工期和施工條件允許的情況下，經(jīng)常采用的一種方法。

　　1.2.2　先下鋼圍堰后成樁(方案二)

　　先制作吊裝鋼套箱底節(jié)，定位、掛樁，使鋼套箱和鋼護(hù)筒形成鉆孔平臺(tái)，進(jìn)行鉆孔樁施工，然后進(jìn)行承臺(tái)施工。

　　此方法是針對(duì)水深流急的水文條件，施工工期要求緊，采用方案一施工難度大，為降低施工成本，充分利用鋼套箱空間結(jié)構(gòu)剛度、良好的自浮能力和鋼護(hù)筒較大的自身剛度，對(duì)第一種施工方法進(jìn)行了優(yōu)化。目前，該方法在南京三橋、京滬高鐵大勝關(guān)橋和武漢天心洲公鐵兩用橋上應(yīng)用，取得良好效果。

　　1.3　方案選擇依據(jù)

　　根據(jù)工程的特點(diǎn)，橋址地質(zhì)狀況，氣候、水文、潮位變化，河床面與承臺(tái)高程及沖刷深度，河道通航要求等，以及施工技術(shù)難度、工期、安全性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的分析與比較。

　　(1)如無(wú)覆蓋層或覆蓋層較淺時(shí)，宜采用方案二;如覆蓋層較厚，且覆蓋層承載力較小，則宜采用方案一。

　　(2)如枯水期與洪水期水位和流速差較大，鋼圍堰應(yīng)避開(kāi)洪水期施工，則需要根據(jù)工期確定合適的方案。對(duì)于水深流急的水文條件下，施工工期要求緊，采用方案一施工難度又大，則采用方案二更有利。

　　(3)兩方案總工期差別不大，方案一成樁時(shí)間早，承臺(tái)施工期長(zhǎng);方案二成樁時(shí)間晚，但承臺(tái)施工期短。

　　(4)工程費(fèi)用相比，一般而言，方案一較方案二略低，但特殊條件下則不同。方案一鋼材用量較大;方案二定位系統(tǒng)費(fèi)用較大。

　　2　施工過(guò)程中涉及方案關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

　　2.1　圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算問(wèn)題

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件：(1)水文、地質(zhì)情況，包括水位、涌潮、地質(zhì)條件及沖刷等資料;(2)設(shè)計(jì)參數(shù)，鋼圍堰的平面尺寸與節(jié)段，設(shè)計(jì)抽水水位，沖刷深度等;(3) 設(shè)計(jì)荷載取值及設(shè)計(jì)工況。

　　計(jì)算方法：由于鋼圍堰結(jié)構(gòu)為環(huán)形封閉結(jié)構(gòu)，在水壓力環(huán)向徑向作用下，變形將產(chǎn)生二次應(yīng)力分配，常規(guī)的平面計(jì)算偏安全，但忽略了環(huán)向結(jié)構(gòu)力的傳遞作用，發(fā)現(xiàn)不出局部桿件力的變化，在現(xiàn)有的條件下采用常規(guī)的平面計(jì)算方法。采用SAP空間有限元計(jì)算綜合程序或ANSYS有限元程序?qū)︿摰跸浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行三維模擬計(jì)算。

　　2.2　鋼圍堰的制作與下水

　　鋼圍堰的制作可分為分片和整體，可根據(jù)工程具體情況來(lái)定，一般對(duì)于大型鋼圍堰需分片制作、分節(jié)拼裝。鋼圍堰可直接在墩位搭設(shè)拼裝平臺(tái)，進(jìn)行拼裝。

　　但有些由于受施工條件的影響，需采用下水、浮運(yùn)的方案。常見(jiàn)的有：(1)在岸邊設(shè)拼裝船或浮箱，在其上拼裝，整體浮運(yùn)，如廣西香江圩郁江特大橋;(2)采用氣囊法或滑道法拖拉下水，浮運(yùn)至墩位，如京滬高鐵大勝關(guān)橋和武漢天心洲公鐵兩用橋。

　　2.3　鋼圍堰拼裝接高與下沉就位

　　一般來(lái)講，鋼圍堰拼裝和接高采用起吊設(shè)備來(lái)起吊，如履帶吊或大型浮吊，鋼圍堰的接高工藝有兩種，即分節(jié)整體吊裝接高和分塊吊裝接高。下沉就位方案，常見(jiàn)方案又分為2種。

　　(1)大型起吊設(shè)備吊裝就位，如宜昌夷陵長(zhǎng)江大橋4號(hào)墩采用“浮式門吊整體吊放圍堰就位法”，在岸邊組拼浮式門吊，浮運(yùn)至墩位處，通過(guò)錨索定位后，由浮式門吊整體吊放就位。

　　(2)由起吊系統(tǒng)滑車組起吊鋼圍堰就位，常用于方案一，也稱為“固定吊點(diǎn)下沉法”，即在墩位平臺(tái)拼裝鋼圍堰，接高鋼護(hù)筒，在其頂面設(shè)起吊分配梁，再由起吊系統(tǒng)滑車組起吊鋼圍堰(也可直接在鋼護(hù)筒頂部設(shè)鋼牛腿，用多根吊桿起吊鋼圍堰下放就位)，并將鋼圍堰臨時(shí)吊掛于鋼護(hù)筒支撐鋼牛腿上，拆除墩位平臺(tái)，解除臨時(shí)吊掛，由起吊滑車組將圍堰緩緩下放就位，最后轉(zhuǎn)換吊點(diǎn)，由多根吊桿將圍堰吊掛于鋼護(hù)筒支撐鋼牛腿上。如北京官?gòu)d湖特大橋吊箱圍堰施工。

　　2.4　鋼圍堰的定位系統(tǒng)

　　對(duì)于方案一情況，充分利用鉆孔平臺(tái)鋼管樁及鋼護(hù)筒作為鋼圍堰下沉的定位裝置。

　　方案二鋼圍堰的定位系統(tǒng)主要采用錨碇系統(tǒng)定位法，定位錨碇系統(tǒng)主要由定位船、導(dǎo)向船以及確定和調(diào)節(jié)他們位置的錨、纜系統(tǒng)和調(diào)纜設(shè)備組成。在導(dǎo)向船上有固定圍堰位置導(dǎo)向、糾扭設(shè)施，還有起重設(shè)備。根據(jù)不同情況，定位錨碇系統(tǒng)的組成可以變化。如在有雙向水流時(shí)，應(yīng)在上、下游均設(shè)定位船;在水流平緩，條件受限時(shí)，可以不設(shè)定位船;當(dāng)圍堰體積龐大時(shí)，可以只設(shè)定位船而不設(shè)導(dǎo)向船等等。為此，錨碇系統(tǒng)定位法主要分3類，即：定位船錨碇系統(tǒng)定位;單向定位船、導(dǎo)向船錨碇系統(tǒng)定位;雙向定位船、導(dǎo)向船錨碇系統(tǒng)定位。主要代表工程有：蕪湖長(zhǎng)江大橋采用雙向定位船、導(dǎo)向船錨碇系統(tǒng)定位;武漢軍山長(zhǎng)江公路大橋采用單向定位船、導(dǎo)向船錨碇系統(tǒng)定位;京滬高鐵大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋主墩采用定位船錨碇系統(tǒng)定位等。

　　近年來(lái)，又提出了一種新型定位系統(tǒng)，即錨墩定位系統(tǒng)，其由常規(guī)“定位船+導(dǎo)向船+錨系”的柔性體系，改進(jìn)為“錨墩+錨系”的剛性體系，其工藝先進(jìn)，剛度大、變形小，定位時(shí)可施加較大的預(yù)拉力提高鋼吊箱的定位精度，精定位后一定水文條件變化時(shí)無(wú)需調(diào)整定位系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)受力明確，操作簡(jiǎn)便，定位效率高，而且還具有占用航道少、施工干擾小，錨墩可兼作防撞設(shè)施，施工安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)。此方案曾在武漢天心洲公鐵兩用橋2號(hào)主墩鋼吊箱施工和泰州長(zhǎng)江公路大橋鋼沉井定位施工中成功地應(yīng)用。

　　2.5　水下混凝土封底

　　封底混凝土厚度設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，應(yīng)通過(guò)不利工況計(jì)算確定;混凝土澆筑應(yīng)采用多導(dǎo)管分期分批、整體一次澆筑的方法，封底原則為先低后高，先周圍后中部。封底的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響到承臺(tái)正常施工。

　　結(jié)語(yǔ)

　　深水基礎(chǔ)施工方案確定前，由于設(shè)計(jì)方提供的資料有限，施工方需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、水文、氣候和通航等條件進(jìn)一步詳細(xì)調(diào)查和勘測(cè)清楚后，方能進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)。

　　施工方案選擇應(yīng)結(jié)合整個(gè)工期安排和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多方案的分析與比較。對(duì)于方案一和方案二，各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)不同環(huán)境和條件來(lái)選取更為適合的方案。

　　整個(gè)基礎(chǔ)施工方案中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都可能引起工程的工期、質(zhì)量和安全的問(wèn)題，以致于影響到整個(gè)工程的成敗。

　　參考文獻(xiàn)：

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