桥梁在复杂水文条件下水上基础施工技术研究

张艳艳　刘士铳

（登封市公路工程处，河南 登封 452470）

【摘　要】随着经济的进步，我国桥梁施工技术无论是在技术层面还是在理论层面都取得了突飞猛进的快速发展。桥梁结构的水上基础作为桥梁工程中的重要组成部分。由于其属于隐蔽结构的自身特性，所以在施工过程中经常会遇到一些突发性事件，对桥梁工程施工产生一定的影响。本文通过对桥梁水上基础施工技术理论的研究以及对自身长期工作经验进行总结，对桥梁在复杂水文条件下的水上基础施工技术进行了一定的研究。本文主要的研究内容有：（1）总结研究了桥梁水上基础现有的施工技术以及施工方法，并总结了各种技术方法的优缺点；（2）桥梁水上基础施工方案在特殊地质条件下如何进行选择；（3）复杂水文地质条件下，由于环境对施工条件造成的制约，如何合理有效地搭建施工平台，方便具体施工；（4）对今后我国桥梁在复杂水文地质条件下水上基础施工技术进行总结以及展望。

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关键词 桥梁施工；施工技术；复杂地质条件；水上基础；复杂水文条件

0　绪论

近些年来，我国经济社会得到了长远的发展，无论在经济、科技还是文化方面我国均取得了举世瞩目的成就。随着我国国家综合国力的快速发展，大规模的桥梁建设也可是如火如荼的进行。由于我国国土面积广阔，水文地质的多样化，关于桥梁工程在复杂水文地质条件下的水上基础施工技术方面的研究的重要性也开始凸现出来。

1）发展现状

早期我国在进行桥梁水上基础施工时，常用的施工方法为气压沉箱法[1]。但随着解放后，我国在桥梁施工方面的技术取得了巨大的进步。逐渐开始在一些国家重点工程中以钢板桩围堰技术替代原有的气压沉箱法[2]。近些年来，随着国家综合实力的快速发展，桥梁施工技术也取得了长足的进步。在2007年的江苏泰州长江大桥的施工中，我国采用了大型的深水沉井系统[3]。这一技术的使用标志了我国的桥梁水上基础施工技术走在了世界桥梁技术的最前沿。实现了我国桥梁建设由经验判断向科技先导的跨时代转变。

2）桥梁水上基础施工技术现状

我国现有的桥梁基础主要分为深基础与浅基础两个大类型。由于浅基础其自身结构存在着埋深浅、承载力薄弱以及基础稳定性差等一系列先天性不足。所以我国现有的桥梁施工中常使用深基础来保证桥梁可以长期进行工作。深基础主要有以下几种：

（1）管柱基础：管柱基础主要有嵌岩柱塞、承台以及管柱柱身三部分构成。管柱具体受力是由管壁进行，其他结构物主要是用来为管柱提供抗弯弯矩。

（2）桩基础：桩基础主要在形式上面可以分为钻孔灌注桩以及打入桩两种。桩基础与其他深基础相比，桥梁水上基础施工中使用较为广泛，特别是钻孔灌注桩是先进桥梁工程中最主要的基础形式。

（3）沉井基础：沉井基础主要依靠自身重力下沉至设计标高的一种深基础。因为需要极大的重力进行下沉，所以沉井基础的底部一般会制作成为锋利的刃型结构。

现如今我国在桥梁工程方面，水上基础这一结构主要采用的是钻孔灌注桩作为主要的水上基础形式。沉井基础以及管柱基础由于其较高的造价以及施工难度大等原因，使用范围较为有限。

１　复杂水文条件下桥梁基础施工技术研究

桥梁工程作为一个涉及面广泛、相关专业多以及施工难度大的综合性工程，常常会收到多方面的因素影响。特别是在桥梁水上基础方面，经常会收到工程造价、水文条件、气象条件、设备装备条件以及施工人员素质等等各个方面的影响。在以上诸多影响中，水文以及地质条件更是决定了基础施工的主要因素。

1.1　复杂条件下水上基础施工技术研究

随着科技的快速发展，现在的桥梁施工技术已经形成了一定范围内的固定模式。关于水上基础施工主要使用的施工技术有以下几点：

（1）土围堰以及钢围堰：围堰由于其自身性质的独特，在施工中是经常使用的一种形势。无论是土围堰还是钢围堰，施工原理基本相同，均是采用其他介质将水隔开，形成一个安全的施工面。但是两者之间也存在着交大的差异。钢围堰在使用以及性能方面要远远优于土围堰，但是由于其造价过高以及施工技术要求较高的缺点在一定程度上限制了钢围堰的使用范围。土围堰虽然造价较低但是由于性能较差，在一些施工质量较高的工程中使用较少。

（2）双臂钢套箱：双臂钢套箱主要应用在深水高桩承台中。其实本质上也是一种钢围堰，但是形制略有不同。

１．２　具体施工工艺选择技术研究

虽然以上几种施工技术均可以满足桥梁工程中水上基础施工的技术要求，但是由于各方面因素的限制，在使用时需要进行一定的选择，确保所选用的施工技术既满足工程质量要求也可以保证造价目标控制以及进度控制。通过在实际工作中的经验总结以及经过对上述各种基础施工技术理论研究分析后我们可以得到一下几点结论：

（1）由于钢吊箱在工艺方面不但节省时间而且相对的节省造价，所以如果技术条件满足要求，应当尽量选择钢吊箱施工。

（2）浅水少水地区应当尽量选择筑岛围堰施工。这样既可以满足施工技术要求也可以节省造价。

（3）深水地区有限选择钢围堰进行施工。

（4）对于一些水量大，潮水猛的施工地区应进行先下桩在围堰的施工办法进行施工。

（5）软弱地质条件下，应当选择钢板桩围堰。

２　复杂条件下钻孔桩施工技术研究

钻孔桩是当今桥梁工程中常用的一种基础施工技术。钻孔桩可以使用绝大部分地质条件下的基础施工而且可以不受预制条件限制，根据需要制定桩体直径。所以钻孔桩具有相当大的优势。钻孔桩由于其自身技术性能的优势使用面较广。但是在遇到一些特殊地质条件时会由于在钻孔过程中发生一定的事故造成较大的人身以及财产安全损失，所以在复杂条件下对于钻孔桩的使用一定要极为重视。否则发生较大的工程事故。

2.1　深厚砂层地区施工技术分析

在深厚砂层地质条件下施工时，由于深厚砂层地质条件的独特性质应当注意以下几点施工难点：

（1）难以保证垂直度：由于深厚砂层地质条件下，地质稳定性较差，所以一旦桩长较长时，会难以保证桩的垂直度。

（2）泥浆杂质过大：由于地质条件特殊在成孔时容易产生孔底泥浆杂质过多的现象，难以保证桩的强度。

对于上述的几点施工难点应当选用优质泥浆，在泥浆中掺加一定含量的外加剂。用以保证泥浆杂质含量符合工艺要求。并且在钻控制要保证钢护筒施工质量，保证稳定性以及垂直度。

２．２　沙卵石地区施工技术分析

在砂卵石地区进行施工时，由于沙卵石地区复杂的地质条件钻孔施工常会遇到例如易塌孔和管孔涌砂等施工事故。所以为了避免以下几点施工事故的出现，在该地区进行施工时应当注意以下几点：

（1）采用优质泥浆并保证钢护筒全断面如岩的技术方法保证避免塌孔故的发生。该过程中，保证泥浆质量以及钢护筒钻入技术是施工关键。

（2）保证泥浆浓度合理，保证优质的泥浆浓度可以有效的保证避免管孔涌砂事故的发生，在这一过程中，泥浆浓度的保证是技术关键。

３　结论

经过对基础施工技术的理论研究与经验总结我们可以认为在复杂水文条件下钻孔桩可以有效的满足施工技术要求，保证施工质量。但是泥浆以及钻孔工艺中质量控制必须高标准要求方可满足施工技术的要求。所以泥浆质量以及钻孔工艺必须要得到有效保证。

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参考文献

［1］刘自明.桥梁深水基础[M].北京:人民交通出版社,2003.04.

［2］周一桥.桥梁深水基础的新动向[J].公路交通技术,2000(4).

［3］交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵[M].北京:人民交通出版社,1999,11.

［4］张鸿,刘先鹏,王海怀,肖文福,徐伟.特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2005,06.

［5］张耀辉,牛淘明.特殊地质条件下钻孔桩施工方法的探讨[J].西部探矿工程,2004(1).

［责任编辑：杨玉洁］