深水基础施工技术.ppt

深水基础施工技术铁道建筑研究设计院v一、前言v二、国内深水桥梁发展概况v三、桥梁深水基础施工的关键技术v（一）水上施工运输方式v1、施工栈桥运输方式v2、船运方式v3、综合运输方式v4、水上施工运输方式总结v（二）钻孔平台v1、固定工作平台v2、浮动工作平台v3、钻孔平台总结v（三）钻孔桩施工v1、钻机选型v2、护筒v3、泥浆的配制v4、成孔工艺v5、灌注工艺v6、钻孔灌注桩施工工艺流程v7、深水钻孔桩施工控制措施v8、钻孔桩的质量检验v9、钻孔桩基础施工小结v（四）围堰施工v1、低桩承台的围堰施工v2、高桩承台的围堰施工v3、围堰施工总结v（五）封底及承台的大体积混凝土施工v1、水下大体积封底混凝土的施工v2、承台大体积混凝土的施工v四、深水基础施工所需要的主要机具设备v五、深水基础施工存在的问题v（一）我系统深水基础施工状况v（二）存在的问题v一、前言v在我国，随着经济的发展，大型深水桥梁建设逐渐增多，深水基础的施 工技术水平亦有了突飞猛进的发展深水基础的施工一直是深水桥梁施 工中的重点和难点，是深水桥梁施工中制约工期的主要因素发达国家 ，由于施工设备先进，深水基础的施工技术得到不断发展。

随着我国基 础建设投资的增加，跨越长江、海峡的铁路、公路桥梁会越来越多，进 行深水基础施工技术的研究是非常必要的v二、国内深水桥梁发展概况v我国深水桥梁大多数分布在长江中、下游及其支流，以及沿海海峡等流 域国内的深水桥梁的基础设计形式多数为桩基础，沉井基础已很少采 用根据桩基础形式按施工方法可分为钻孔桩基础和打入桩两种，桩基 础按承台的位置又分为低桩承台桩基础和高桩承台桩基础v进入90年代，由于长江经济带和沿海经济的发展，我国跨长江、海峡的 大型桥梁建设逐渐增多，特别是由于长江中、下游的水文、地质特点， 其桥梁的建设基本代表了我国的桥梁建设的最新水平和发展趋势，下表 为近十几年来长江中、下游及跨海部分大桥建设及深水基础施工情况和 发展趋势v长江中、下游部分桥梁建设及深水基础施工概况桥名竣工年份结构形式及跨径基础形式基础施工方案重庆长江二桥1991169+444+169m双塔双索面PC梁 斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰犍为岷江大桥1991118+240+118m双塔双索面PC梁 斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰云南中旬县伏龙桥1992主跨110m混凝土拱桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰九江长江大桥1993主跨216m连续钢桁梁桥低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰江苏扬中桥1994主跨100m预应力混凝土T形刚构低桩承台钻孔桩 Φ200cm钢套箱围堰黄石长江公路大桥1995162.5+3×245+162.5m连续刚构低桩承台钻孔桩 Φ300cm外径28m、内径25m 双壁钢套箱铜陵长江大桥1995主跨432m斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ280cm、 Φ400cm、 Φ460cm外径31m、内径28m 双壁钢围堰钻 孔平台及承台 施工武汉长江二桥1995180+400+180m斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm、 Φ200cm双壁钢围堰钻孔平台 及承台施工丰都长江大桥1996主跨490m双铰钢桁梁悬索桥低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰湖北西陵长江大桥1996主跨500m悬索桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰万县长江大桥1997主跨420m钢筋混凝土拱桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰涪陵长江大桥1997149+330+149m双塔双索面PC梁斜 拉桥低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰江津长江大桥1998主跨240m连续刚构低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰江阴长江公路大桥1999369+1385+369m悬索桥低桩承台钻孔桩 Φ300cm双壁钢围堰钻孔平台及 承台施工南京长江二桥2000628m斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ300cm双壁钢围堰钻孔平台及 承台施工芜湖长江大桥2000180+312+180m双塔双索面钢桁梁 斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ300cm钢套箱围堰泸州长江二桥在建145+252+49.5m连续刚构低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰杭州钱塘江下沙大桥在建127+3×232+127m连续刚构低桩承台钻孔桩 Φ280cm钢套箱围堰湖北荆州长江公路大桥在建200+500+200m双塔双索面PC梁斜 拉桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰湖北鄂黄长江公路大桥在建55+200+480+200m双塔双索面PC 梁斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ300cm钢套箱围堰湖北军山长江公路大桥在建48+204+460+204+48m双塔双索面 钢箱梁斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ250cm钢套箱围堰新长铁路长江轮渡靖江 岸栈桥在建5×48m简支钢桁梁低桩承台打入桩 Φ55cm钢套箱围堰、钢板桩围 堰承台施工、专业打桩 船、拼装式打桩船v部分跨海桥梁建设及深水基础施工概况桥名竣工年份结构形式及跨径基础形式基础施工方案汕头海湾大桥1996154+452+154m混凝土箱梁悬索桥高桩承台钻孔桩 Φ250cm钢吊箱围堰承台施工、固定 支架平台钻孔 朱家尖海峡大桥199780+128+80m连续梁桥高桩承台钻孔桩 Φ250cm钢吊箱围堰承台施工、固定 支架平台钻孔 南澳跨海大桥1998130+205+130m连续刚构钻孔桩Φ250cm钢套箱围堰 珠海琪淇澳大桥199940.5+136+320+136+40.5m斜拉桥钻孔桩Φ250cm钢套箱围堰 岑港大桥在建50+50+50m简支梁高桩承台 Φ120cm预 应力管桩钢吊箱围堰响礁门大桥在建80+150+80m连续梁高桩承台钻孔桩 Φ250cm钢吊箱围堰承台施工、固定 支架平台钻孔 桃夭门大桥在建2×48+50+580+50+2×48m斜拉桥低桩承台钻孔桩 Φ220cm钢吊箱围堰承台施工、固定 支架平台钻孔v从以上表中可以看出，深水桥梁的发展趋势是：由于通航要求、梁部技 术以及桩工机械的进步，使得为减少深水基础施工的工程量和满足通航 要求而设计的大跨度深水桥梁得以不断发展。

v自90年代以来，随着桩工机械的不断研制，钻孔桩已朝着大直径、多样 化、变截面、空心桩方向发展，目前，钻孔灌注桩的最大直径已达 500cm伴随着桩基的应用，为通航需要和抗冲刷而设计的低桩承台正 在普遍应用v三、桥梁深水基础施工的关键技术v随着我国大型桥梁建设的跨径增长，深水基础的施工技术已成为大型桥 梁建设的关键技术深水基础施工包括桩基础和承台的施工，分析深水 基础的施工，其关键技术包括水上施工运输方式、水上施工平台的结构 形式、水上钻孔桩的施工、围堰的施工以及封底及承台大体积混凝土的 施工等方面v（一）水上施工运输方式v水上施工的关键就是如何进行设备、材料的运输以及混凝土的施工，目 前水上施工运输的方式主要有三种：施工栈桥运输方式、船运方式、综 合运输方式v1、施工栈桥运输方式v一般情况下，深水基础施工的环境多为大江大河，其风大浪大，自然条 件对施工影响较大，施工多采用栈桥方式搭设临时栈桥作为深水基础 施工的便桥，利用栈桥进行钻孔灌注桩的施工的材料及机械设备的运输 通道另外，水中墩越多，跨度越小，水深越浅，落潮时大船难以进入 的深水基础施工，采用栈桥作为陆上运输方式越合理v栈桥的形式有如下几种：浮式栈桥和固定式栈桥，浮式栈桥和固定式栈 桥均可分为单线或双线栈桥两种。

v（1）浮式栈桥方式v在水位较深、流速较小、不受台风影响的深水基础施工中，可采用浮式 栈桥作为交通运输便道浮式栈桥施工避免了风险性较大船只运输，施 工进度快，减少了临时工程的时间但由于使用水上设备较多，一般较 少采用v浮式栈桥一般采用铁路六四式标准舟节组拼作为浮体，在浮体上架设铁 路六四式军用梁作为桥跨结构承受上部运输荷载，利用锚碇锚固定位v（2）固定式栈桥方式v在水深流急、河床覆盖层较厚、受台风及潮汐影响的深水基础施工时， 可搭设固定式栈桥作为交通运输便道搭设临时施工栈桥所用的时间虽 然较长，但可为后续工程的施工提供一劳永逸的交通运输便道，较安全 经济v固定式栈桥一般采用钢管桩打入覆盖层一定深度作为临时支墩，在临时 支墩上安装横梁和上部桥跨结构，上部桥跨一般采用六四式铁路军用梁 等制式器材固定栈桥结构图示见附图一）v无论浮式栈桥还是固定式栈桥，均要根据工程量的大小和工期的长短以 及运输时的大小选择采用单线或双线栈桥具体采用何种方式的栈桥还 要根据具体的自然条件、河床地质条件和工程情况确定v（3）栈桥施工方法v浮式栈桥施工与铁路浮桥的施工相似，需专业的水上施工队伍进行v固定式栈桥施工时，先利用打桩船将钢管桩按设计的桩位打入河床覆盖 层足够承载的深度，根据桥跨的不同可以采用浮吊架设和悬臂法架设桥 跨结构。

根据河床地质情况布置钢管桩的长度、根数和桥跨的跨径根 据施工能力确定栈桥的桥跨结构和施工方法v2、船运方式v在深水基础施工中，船运方案主要采用大型水上设备，如浮吊、混凝土 拌和船、运输船、方驳等，使水上施工更加机动灵活，此方式需要的水 上设备昂贵，需要一套技术完整和设备齐全的专业化施工队伍v3、综合运输方式v深水基础工程中，在通常情况下，不仅有深水区基础还有浅水区基础， 在施工中，单独采用一种水上施工运输方式难以满足施工要求一般情 况下，在浅水区采用施工栈桥运输方式，在深水区采用船运方案，采用 两种运输方式的相互配合是深水基础桥梁建设的最佳方案但要根据设 备的配备情况酌情处理v4、水上施工运输方式总结v从我国长江流域及跨海桥梁建设情况看，一座大桥的深水桥梁建设，都 会涉及到深水区与浅水区桥梁施工运输方式组织问题，一般情况下采用 综合运输方案在浅水区由于水深较浅，大型水上设备容易搁浅，难以 进入，通常在浅水区采用施工栈桥运输方案进行浅水区基础施工利用 栈桥延伸至深水区，作为船运码头，在深水区采用大型水上设备进行基 础施工 v（二）钻孔平台v在深水基础钻孔施工时，必须在桩位设置为钻机设置工作平台。

深水基 础钻孔桩施工工作平台的形式可分为固定工作平台和浮动工作平台两种 v1、固定工作平台v固定工作平台即工作平台支撑于河床的覆盖层或基岩之上，平台的稳定 性及刚度较大，抗潮水和台风的能力较强在受潮水及台风影响的深水 基础施工中，河床的覆盖层较厚的情况下，一般采用固定平台v固定工作平台多种多样，从支撑形式可分为支架工作平台和围堰工作平 台两种支架工作平台形式多种，大多是在打入的临时桩上部架设梁体 作为工作平台，包括木桩工作平台、钢筋混凝土桩工作平台或型钢、钢 管桩等工作平台围堰工作平台包括钢套箱围堰工作平台、钢板桩围堰 工作平台、浮运薄壳沉井工作平台v（1）支架工作平台v常见的支架工作平台是利用已下的钢护筒加少量临时钢管桩作为支撑的 钻孔平台v在受潮水及台风影响的深水基础施工中，河床的覆盖层较厚的情况下， 在水中墩、台位置处，用锤击或振动法沉入若干根露出水面的木桩、钢 筋混凝土桩或型钢、钢管桩等作为支架桩将各桩连接起来，并在桩顶 设置纵、横梁，铺上木板或薄钢板，在水面上造成一个工作平台工作 平台的高度应高出施工最高水位50cm以上工作平台的平面尺寸根据 桥墩的桩孔数量和排列进行规划按施工需要确定。

支架桩的入土深度应 根据土层的支承能力和对钻孔操作时的稳定要求决定，一般不小于3mv按组成平台的构造可分为型钢平台、桁架平台和型钢与桁架组合平台 常用的桁架有万能杆件、贝雷梁或六四式军用梁，根据钻机设备大小和 已有设备情况选用桁架与型钢组合形式以桁架做纵梁，型钢做横梁， 应用较广v按流水方向、钻机布置可分为：横置形式，其钻机布置方向与水流方向 垂直；直置形式，其钻机布置方向与水流方向平行钻机直置形式防船 碰撞的能力和平台稳定性较好，一般采用平台上钻机直置形式为宜v钢管桩直径一般为60～120cm，常用6～10mm厚的钢板卷制，管的最 大长度可达30m，钢管桩一般打入河床深度8～15m如承载力不够， 一般用增加根数来满足钢管桩支架工。