摘要：近年来，我国公路建设事业在不断发展，公路桥梁方面的建设也有了很大进步。公路桥梁修建成功的关键是深水桩的基础施工，它关系到整个工程施工的时间与质量，也关系到工程预计目标的达成。从当前实际来看，我国的公路桥梁深水工程仍是以桥梁桩为基础形式的居多。本文就公路桥梁深水桩基础施工技术进行了阐述与分析。
关键词：公路桥梁；深水桩；施工技术
公路桥梁深水桩基础施工是一项复杂而重要的施工环节，要想对深水桩基础施工预案作出准确的判断，必须掌握施工地区相关水文、地理条件。跟国外发达地区类似，当前我国公路桥梁深水基础以高桩承台结构为主。施工方法选择确定的依据是桥梁基础结构、桥梁附近水域情况、墩位离岸距离，水深及水位变幅、水流速度和流态、施工期通航要求，墩位处水下地形、覆盖层厚度和土层性质、基岩埋深及表面状况等方面。
一、深水桩基础平台设计及搭设
1.平台设计
公路桥梁深水桩基础所处的环境对其设计和施工方面都有很大影响。在设计过程中无论是基础类型选择、外荷载或作用力计算、基础埋深确定等方面都要考虑到所处环境的特性。由于在深水环境中桥梁深水桩基础所受的水平力比陆地上或浅水环境中要大很多，而且深水桩基础属于水下隐蔽工程，在对其设计与施工时，必须将水的流速、深度等方面进行综合考虑，并采取相应的技术措施。
2.开挖平台基槽
深水桩基槽所需平台要保证施工水深能达到数十米的要求，现代桥梁一般采用双壁钢围堰止水工艺。在搭设施工平台前必须将钢围堰范围内河床面清平至水面以下一定深度，之后才能根据当地河床岩层情况，采用特定的施工机械进行开槽作业。，施工过程中要尽量减少爆破作业以免对周围环境造成破坏。采用该种方法能同时节省开槽作业时间和整个深水桩基础施工费用。
3.搭设平台
平台搭设一般采用平板船、浮吊及驳船配合施工。浮吊上设钢管桩简易导向装置，按照从上游侧至下游侧顺序打入钢管桩，钢管桩完成插打后，再用竖面剪刀撑型钢和水平两层型钢将钢管桩连接，形成固定插打钢护筒平台。平台搭设完成后利用钢护筒导向架精确定位上游钢护筒，利用浮吊和振动锤振动下沉护筒，然后利用浮吊上的钢管桩简易定位导向架定位并插打下一排钢管桩，再将其与上一排钢管桩采用竖面剪刀撑型钢和水平两层型钢连接，又形成固定插打钢护筒的平台。依次类推，按照从上游至下游顺序进行施工。
二、深水桩基础的钢围堰施工
本文分析讨论的，是指有定位锚碇系统定位下沉的无底双壁钢围堰。通常情况下，这种围堰在高度上被分成若干节，每一节在平面上又被分为若干块，若干个互不连通的水密舱室就由数个隔舱板将围堰分隔出来。
1.制造、拼装和接高
在工厂或工地车间的胎架上以平卧的形式制造出围堰的分块，并且在组装后翻身。为保证焊接质量应尽量避免立焊或仰焊。但是，也有个别单位为了赶工或者实在是受限于设备条件，会将分块立式制造，甚至在墩位处就地用钢板或者型钢组拼焊接。这是不提倡甚至该被禁止的。原因是这样难以保证焊接质量和尺寸偏差都满足深水桩基础的要求。双壁钢围堰可以采用预拼分节，然后分节整体吊运接高的工艺方法，也可以用预制分块在墩位导向船外直接拼装接高。前者施工效率高，质量好，安全可靠，劳动强度较小，但是需要大型起重船进行操作。工程单位应根据工期要求、工程量大小、设备情况、成本核算以及施工单位经验和习惯等条件比较决定。
2.定位锚碇系统
一般情况下，定位锚碇系统由定位船、导向船、确定和调节他们位置的锚、缆系统和调缆设备四部分组成。在导向船上，有固定围堰位置导向、纠扭设施，必要的起重机械只有少数情况应用不到。根据不同情况，定位锚碇系统的组成可以适当变化。例如，当围堰体形特别巨大时，可以只设定位船而不设导向船；在有双向水流时，应在上、下游均设定位船；在水流平缓、条件受限之处，可以不设定位船等等。
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3.双壁钢围堰下沉允许偏差
通用的控制标准如下：如果围堰无须在覆盖层中下沉，或下沉深度小于5m，其顶面和底面中心偏差纵横方向不宜大于15cm。如果围堰在土层中下沉深度超过5m，下沉终了时，其顶面、底面中心与设计中心的偏差纵横方向不宜大于整个围堰高度的1/75，围堰最大倾斜度不宜大于1/100。
三、围堰封底施工
随着公路桥梁深水桩基础不断增大，围堰封底的最大仓面积会超过1000m2，单个围堰封底混凝土量最大能到7000m3以上，封底施工技术和组织方面的问题会更加复杂。
1.水下混凝土性能
一般说来，围堰水下封底应全断面一次连续浇筑完成。为此，除组织尽可能大的混凝土供应和浇筑强度而外，还应该研究水下混凝土配合比设计。采用低热水泥和良好的粗细不同骨料，掺加适当的外加剂和合格的粉煤灰，使混凝土拌合物可泵性好、和易性优良、坍落度损失小、初凝时间长，从而使每根导管两次灌入混凝土的时间间隔延长，整个封底在混凝土初凝前浇筑完成。
2.施工方案
在上述混凝土性能的条件下，导管作用半径可以达到5.5m甚至更大，这为全断面均匀上升封底创造了必要条件。但是，当封底仓面积过大，而浇筑强度受限时，如果封底厚度适中（2～3m），则可以采用自一端向另一端斜面推进浇筑水下封底方案，也能获得满意的效果。
3.水下不离析混凝土应用
对于抽水后工作水头不大的有底钢吊箱围堰，有些情况下封底厚度1m左右就能满足使用要求。但是，普通水下混凝土进行首批灌注时，总有一些因被水冲洗而离析，灌注完成的混凝土顶面有一层软弱层存在。因此，实际灌注厚度总要大于计算值方能保证封底质量。在这种情况下，使用水下不离析或者不分散的混凝土封底将是非常合适的。
4.重新开灌
多导管大面积水下混凝土封底施工中，可能出现导管提空导致进水，或者因为某种原因导致个别导管堵塞无法处理等特殊情况。发生此类情况时，应允许这些导管按首批混凝土灌注法再重新开灌。不过，在浇注全过程中某一导管不应超过2次，每工作班不应多于2次，每2m混凝土层内不应超过2次。
四、承台施工
1.混凝土配合比
大型深水桩基础的承台尺度往往是很大的，混凝土体积最大能达到5000m3以上，这种是典型的大体积混凝土。在进行混凝土配合比设计时，必须控制温度裂缝的相关试验研究和设计计算，采取必要的控温防裂措施。混凝土中应允许掺加粉煤灰等活性混合料，其掺量要经过试验论证和批准，还要按照规范JTJ041- 2000中的有关规定执行。此外，当掺入粉煤灰时，后期强度增长较多，按较长龄期设计也显得更为合理、有利。
2.允许偏差
处于最低水位以下的承台，特别是将围堰作为设计模板时，承台的施工偏差难以控制在JTJ041- 2000所规定的限值之内。一般情况下，对于大型深水桩基础的大体积承台，施工偏差允许值可以适当放宽，原则上要采用本文所述的钢围堰下沉允许偏差，具体尺度可以在设计者综合考虑围堰施工偏差、承台边缘与最外基桩的最小允许尺寸、承台偏差对受力影响等因素后，在公路桥梁深水桩基础施工技术设计文件中具体规定。
结语：
在我国公路交通工具与交通设施的不断发展壮大过程中，公路桥梁深水桩基础施工技术在近十年内得到了迅速发展，公路桥梁深水桩基础施工是相对于其他路面与桥面施工更加复杂与危险的工艺，因此必须掌握过硬的技术才能确保公路桥梁的安全与正常使用。
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论文作者:朱唯儿
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/11
标签：围堰论文; 深水论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 封底论文; 桩基础论文; 公路论文; 《基层建设》2016年15期论文;