摘要：本文對公路橋梁深水基礎施工常見技術方案進行了探討和分析，具有較強的指導性和價值性，供參考。

　　關鍵詞：深水基礎：施工方案：關鍵技術

　　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： TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

　　近年來，我國橋梁建設取得了飛躍發(fā)展，跨越大江大河和海灣的工程不斷增多，其主要特點是工程規(guī)模宏大，施工工期緊，水深流急、水文條件復雜，河床沖刷大、高差大，樁基嵌巖深、地質條件復雜，航運航道繁忙、施工干擾大等，給橋梁基礎施工帶來非常大的難度。作者將結合一些代表性工程，針對深水基礎實施過程中，所碰到的關鍵技術問題進行一些探討和總結，供同仁參考和借鑒。

　　1　深水基礎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。對于高樁承臺，則一般選用鋼吊箱圍堰的方式，代表工程有：蕪湖長江大橋副航道墩承臺，杭州錢塘江大型橋梁四橋8號、9號主墩承臺，五橋12號、13號墩承臺，杭州灣跨海大橋南航道橋主塔和南灘涂區(qū)承臺，蘇通長江大橋北索塔承臺等。

　　1.2　施工方案的選擇

　　目前，橋梁深水基礎多采用鉆孔灌注群樁基礎，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。由于基礎施工位于水下，受水位影響較大，直接制約著承臺和墩塔的施工，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)

　　先搭設鉆孔平臺，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，下沉至設計高程，再封底、抽水，進行承臺施工。

　　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，使鋼套箱和鋼護筒形成鉆孔平臺，進行鉆孔樁施工，然后進行承臺施工。

　　此方法是針對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構剛度、良好的自浮能力和鋼護筒較大的自身剛度，對第一種施工方法進行了優(yōu)化。目前，該方法在南京三橋、京滬高鐵大勝關橋和武漢天心洲公鐵兩用橋上應用，取得良好效果。

　　1.3　方案選擇依據

　　根據工程的特點，橋址地質狀況，氣候、水文、潮位變化，河床面與承臺高程及沖刷深度，河道通航要求等，以及施工技術難度、工期、安全性、經濟指標等方面的分析與比較。

　　(1)如無覆蓋層或覆蓋層較淺時，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，鋼圍堰應避開洪水期施工，則需要根據工期確定合適的方案。對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，方案一成樁時間早，承臺施工期長;方案二成樁時間晚，但承臺施工期短。

　　(4)工程費用相比，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)費用較大。

　　2　施工過程中涉及方案關鍵技術問題

　　2.1　圍堰結構設計與計算問題

　　結構設計條件：(1)水文、地質情況，包括水位、涌潮、地質條件及沖刷等資料;(2)設計參數，鋼圍堰的平面尺寸與節(jié)段，設計抽水水位，沖刷深度等;(3) 設計荷載取值及設計工況。

　　計算方法：由于鋼圍堰結構為環(huán)形封閉結構，在水壓力環(huán)向徑向作用下，變形將產生二次應力分配，常規(guī)的平面計算偏安全，但忽略了環(huán)向結構力的傳遞作用，發(fā)現不出局部桿件力的變化，在現有的條件下采用常規(guī)的平面計算方法。采用SAP空間有限元計算綜合程序或ANSYS有限元程序對鋼吊箱結構進行三維模擬計算。

　　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，可根據工程具體情況來定，一般對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拼裝平臺，進行拼裝。

　　但有些由于受施工條件的影響，需采用下水、浮運的方案。常見的有：(1)在岸邊設拼裝船或浮箱，在其上拼裝，整體浮運，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，浮運至墩位，如京滬高鐵大勝關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

　　一般來講，鋼圍堰拼裝和接高采用起吊設備來起吊，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，常見方案又分為2種。

　　(1)大型起吊設備吊裝就位，如宜昌夷陵長江大橋4號墩采用“浮式門吊整體吊放圍堰就位法”，在岸邊組拼浮式門吊，浮運至墩位處，通過錨索定位后，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“固定吊點下沉法”，即在墩位平臺拼裝鋼圍堰，接高鋼護筒，在其頂面設起吊分配梁，再由起吊系統(tǒng)滑車組起吊鋼圍堰(也可直接在鋼護筒頂部設鋼牛腿，用多根吊桿起吊鋼圍堰下放就位)，并將鋼圍堰臨時吊掛于鋼護筒支撐鋼牛腿上，拆除墩位平臺，解除臨時吊掛，由起吊滑車組將圍堰緩緩下放就位，最后轉換吊點，由多根吊桿將圍堰吊掛于鋼護筒支撐鋼牛腿上。如北京官廳湖特大橋吊箱圍堰施工。

　　2.4　鋼圍堰的定位系統(tǒng)

　　對于方案一情況，充分利用鉆孔平臺鋼管樁及鋼護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、導向船以及確定和調節(jié)他們位置的錨、纜系統(tǒng)和調纜設備組成。在導向船上有固定圍堰位置導向、糾扭設施，還有起重設備。根據不同情況，定位錨碇系統(tǒng)的組成可以變化。如在有雙向水流時，應在上、下游均設定位船;在水流平緩，條件受限時，可以不設定位船;當圍堰體積龐大時，可以只設定位船而不設導向船等等。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、導向船錨碇系統(tǒng)定位;雙向定位船、導向船錨碇系統(tǒng)定位。主要代表工程有：蕪湖長江大橋采用雙向定位船、導向船錨碇系統(tǒng)定位;武漢軍山長江公路大橋采用單向定位船、導向船錨碇系統(tǒng)定位;京滬高鐵大勝關長江大橋主墩采用定位船錨碇系統(tǒng)定位等。

　　近年來，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+導向船+錨系”的柔性體系，改進為“錨墩+錨系”的剛性體系，其工藝先進，剛度大、變形小，定位時可施加較大的預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無需調整定位系統(tǒng)，結構受力明確，操作簡便，定位效率高，而且還具有占用航道少、施工干擾小，錨墩可兼作防撞設施，施工安全風險相對較小等優(yōu)點。此方案曾在武漢天心洲公鐵兩用橋2號主墩鋼吊箱施工和泰州長江公路大橋鋼沉井定位施工中成功地應用。

　　2.5　水下混凝土封底

　　封底混凝土厚度設計是關鍵，應通過不利工況計算確定;混凝土澆筑應采用多導管分期分批、整體一次澆筑的方法，封底原則為先低后高，先周圍后中部。封底的質量好壞會直接影響到承臺正常施工。

　　結語

　　深水基礎施工方案確定前，由于設計方提供的資料有限，施工方需對現場地質、水文、氣候和通航等條件進一步詳細調查和勘測清楚后，方能進行施工方案的設計。

　　施工方案選擇應結合整個工期安排和關鍵節(jié)點進行多方案的分析與比較。對于方案一和方案二，各有優(yōu)缺點，應根據不同環(huán)境和條件來選取更為適合的方案。

　　整個基礎施工方案中某個環(huán)節(jié)出現問題，都可能引起工程的工期、質量和安全的問題，以致于影響到整個工程的成敗。

　　參考文獻：

　　【1】劉愛林. 寧安鐵路安慶長江大橋主塔墩深水基礎施工技術[J]. 鐵道標準設計,2012(2)

　　【1】岳海飛. 深水基礎整體圍囹鋼板樁圍堰施工技術 [J]. 公路交通科技(應用技術版),2011(7)