橋梁在復雜水文條件下水上基礎施工技術研究

張艷艷 劉士銃

（登封市公路工程處，河南 登封 452470）

橋梁在復雜水文條件下水上基礎施工技術研究

張艷艷 劉士銃

（登封市公路工程處，河南 登封 452470）

隨著經濟的進步，我國橋梁施工技術無論是在技術層面還是在理論層面都取得了突飛猛進的快速發展。橋梁結構的水上基礎作為橋梁工程中的重要組成部分。由于其屬于隱蔽結構的自身特性，所以在施工過程中經常會遇到一些突發性事件，對橋梁工程施工產生一定的影響。本文通過對橋梁水上基礎施工技術理論的研究以及對自身長期工作經驗進行總結，對橋梁在復雜水文條件下的水上基礎施工技術進行了一定的研究。本文主要的研究內容有：（1）總結研究了橋梁水上基礎現有的施工技術以及施工方法，并總結了各種技術方法的優缺點；（2）橋梁水上基礎施工方案在特殊地質條件下如何進行選擇；（3）復雜水文地質條件下，由于環境對施工條件造成的制約，如何合理有效地搭建施工平臺，方便具體施工；（4）對今后我國橋梁在復雜水文地質條件下水上基礎施工技術進行總結以及展望。

橋梁施工；施工技術；復雜地質條件；水上基礎；復雜水文條件

0 緒論

近些年來，我國經濟社會得到了長遠的發展，無論在經濟、科技還是文化方面我國均取得了舉世矚目的成就。隨著我國國家綜合國力的快速發展，大規模的橋梁建設也可是如火如荼的進行。由于我國國土面積廣闊，水文地質的多樣化，關于橋梁工程在復雜水文地質條件下的水上基礎施工技術方面的研究的重要性也開始凸現出來。

1）發展現狀

早期我國在進行橋梁水上基礎施工時，常用的施工方法為氣壓沉箱法[1]。但隨著解放后，我國在橋梁施工方面的技術取得了巨大的進步。逐漸開始在一些國家重點工程中以鋼板樁圍堰技術替代原有的氣壓沉箱法[2]。近些年來，隨著國家綜合實力的快速發展，橋梁施工技術也取得了長足的進步。在2007年的江蘇泰州長江大橋的施工中，我國采用了大型的深水沉井系統[3]。這一技術的使用標志了我國的橋梁水上基礎施工技術走在了世界橋梁技術的最前沿。實現了我國橋梁建設由經驗判斷向科技先導的跨時代轉變。

2）橋梁水上基礎施工技術現狀

我國現有的橋梁基礎主要分為深基礎與淺基礎兩個大類型。由于淺基礎其自身結構存在著埋深淺、承載力薄弱以及基礎穩定性差等一系列先天性不足。所以我國現有的橋梁施工中常使用深基礎來保證橋梁可以長期進行工作。深基礎主要有以下幾種：

（1）管柱基礎：管柱基礎主要有嵌巖柱塞、承臺以及管柱柱身三部分構成。管柱具體受力是由管壁進行，其他結構物主要是用來為管柱提供抗彎彎矩。

（2）樁基礎：樁基礎主要在形式上面可以分為鉆孔灌注樁以及打入樁兩種。樁基礎與其他深基礎相比，橋梁水上基礎施工中使用較為廣泛，特別是鉆孔灌注樁是先進橋梁工程中最主要的基礎形式。

（3）沉井基礎：沉井基礎主要依靠自身重力下沉至設計標高的一種深基礎。因為需要極大的重力進行下沉，所以沉井基礎的底部一般會制作成為鋒利的刃型結構。

現如今我國在橋梁工程方面，水上基礎這一結構主要采用的是鉆孔灌注樁作為主要的水上基礎形式。沉井基礎以及管柱基礎由于其較高的造價以及施工難度大等原因，使用范圍較為有限。

1 復雜水文條件下橋梁基礎施工技術研究

橋梁工程作為一個涉及面廣泛、相關專業多以及施工難度大的綜合性工程，常常會收到多方面的因素影響。特別是在橋梁水上基礎方面，經常會收到工程造價、水文條件、氣象條件、設備裝備條件以及施工人員素質等等各個方面的影響。在以上諸多影響中，水文以及地質條件更是決定了基礎施工的主要因素。

1.1 復雜條件下水上基礎施工技術研究

隨著科技的快速發展，現在的橋梁施工技術已經形成了一定范圍內的固定模式。關于水上基礎施工主要使用的施工技術有以下幾點：

（1）土圍堰以及鋼圍堰：圍堰由于其自身性質的獨特，在施工中是經常使用的一種形勢。無論是土圍堰還是鋼圍堰，施工原理基本相同，均是采用其他介質將水隔開，形成一個安全的施工面。但是兩者之間也存在著交大的差異。鋼圍堰在使用以及性能方面要遠遠優于土圍堰，但是由于其造價過高以及施工技術要求較高的缺點在一定程度上限制了鋼圍堰的使用范圍。土圍堰雖然造價較低但是由于性能較差，在一些施工質量較高的工程中使用較少。

（2）雙臂鋼套箱：雙臂鋼套箱主要應用在深水高樁承臺中。其實本質上也是一種鋼圍堰，但是形制略有不同。

1.2 具體施工工藝選擇技術研究

雖然以上幾種施工技術均可以滿足橋梁工程中水上基礎施工的技術要求，但是由于各方面因素的限制，在使用時需要進行一定的選擇，確保所選用的施工技術既滿足工程質量要求也可以保證造價目標控制以及進度控制。通過在實際工作中的經驗總結以及經過對上述各種基礎施工技術理論研究分析后我們可以得到一下幾點結論：

（1）由于鋼吊箱在工藝方面不但節省時間而且相對的節省造價，所以如果技術條件滿足要求，應當盡量選擇鋼吊箱施工。

（2）淺水少水地區應當盡量選擇筑島圍堰施工。這樣既可以滿足施工技術要求也可以節省造價。

（3）深水地區有限選擇鋼圍堰進行施工。

（4）對于一些水量大，潮水猛的施工地區應進行先下樁在圍堰的施工辦法進行施工。

（5）軟弱地質條件下，應當選擇鋼板樁圍堰。

2 復雜條件下鉆孔樁施工技術研究

鉆孔樁是當今橋梁工程中常用的一種基礎施工技術。鉆孔樁可以使用絕大部分地質條件下的基礎施工而且可以不受預制條件限制，根據需要制定樁體直徑。所以鉆孔樁具有相當大的優勢。鉆孔樁由于其自身技術性能的優勢使用面較廣。但是在遇到一些特殊地質條件時會由于在鉆孔過程中發生一定的事故造成較大的人身以及財產安全損失，所以在復雜條件下對于鉆孔樁的使用一定要極為重視。否則發生較大的工程事故。

2.1 深厚砂層地區施工技術分析

在深厚砂層地質條件下施工時，由于深厚砂層地質條件的獨特性質應當注意以下幾點施工難點：

（1）難以保證垂直度：由于深厚砂層地質條件下，地質穩定性較差，所以一旦樁長較長時，會難以保證樁的垂直度。

（2）泥漿雜質過大：由于地質條件特殊在成孔時容易產生孔底泥漿雜質過多的現象，難以保證樁的強度。

對于上述的幾點施工難點應當選用優質泥漿，在泥漿中摻加一定含量的外加劑。用以保證泥漿雜質含量符合工藝要求。并且在鉆控制要保證鋼護筒施工質量，保證穩定性以及垂直度。

2.2 沙卵石地區施工技術分析

在砂卵石地區進行施工時，由于沙卵石地區復雜的地質條件鉆孔施工常會遇到例如易塌孔和管孔涌砂等施工事故。所以為了避免以下幾點施工事故的出現，在該地區進行施工時應當注意以下幾點：

（1）采用優質泥漿并保證鋼護筒全斷面如巖的技術方法保證避免塌孔故的發生。該過程中，保證泥漿質量以及鋼護筒鉆入技術是施工關鍵。

（2）保證泥漿濃度合理，保證優質的泥漿濃度可以有效的保證避免管孔涌砂事故的發生，在這一過程中，泥漿濃度的保證是技術關鍵。

3 結論

經過對基礎施工技術的理論研究與經驗總結我們可以認為在復雜水文條件下鉆孔樁可以有效的滿足施工技術要求，保證施工質量。但是泥漿以及鉆孔工藝中質量控制必須高標準要求方可滿足施工技術的要求。所以泥漿質量以及鉆孔工藝必須要得到有效保證。

［1］劉自明.橋梁深水基礎[M].北京:人民交通出版社,2003.04.

［2］周一橋.橋梁深水基礎的新動向[J].公路交通技術,2000(4).

［3］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊:橋涵[M].北京:人民交通出版社,1999,11.

［4］張鴻,劉先鵬,王海懷,肖文福,徐偉.特大型橋梁深水高樁承臺基礎施工技術[M].北京:中國建筑工業出版社,2005,06.

［5］張耀輝,牛淘明.特殊地質條件下鉆孔樁施工方法的探討[J].西部探礦工程,2004(1).

book=65,ebook=65

楊玉潔］