深水桥的根底施工技术

深水桥的基础施工技术一、概述所谓深水桥施工，亦是指在水深大于5m、河面宽100m以上的江面上施工的大跨度桥梁。长昆客专湖南段管内有多座桥梁为深水桥施工，仅怀化建设指挥部管段内就有：沅江大桥（主桥：88+168+88+40）m、跨焦柳铁路舞水特大桥（主桥：80+128+80）m、罗旧舞水特大桥（主桥：48+2×80+48）m、芷江舞水特大桥（主桥：80+128+80）m、田家坪舞水特大桥（主桥：80+128+80）m五座涉水桥梁的施工。如何根据这些桥梁所处河址的地形地貌、水文地质情况，采取科学、合理的施工方法，是当前我们急需解决好的事情。二、基本思考纵观国内外深水桥梁的施工实例，不论是跨海还是跨越江河湖泊，核心的问题是如何解决基础工程的施工问题。而基础工程的难点则是水中施工问题，要解决这一问题，无外乎是船坞法、或围堰法。船坞法即采用大型船坞（500t以上）搭设水上工作平台，利用水上平台进行下部工程的施工（桩、承台、墩身等）；围堰法即我们近来常使用的双壁钢围堰，利用钢围堰下沉到我们所需的墩位处，在钢围堰上搭设工作平台进行基础施工。如国内大家所熟知的杭州湾跨海大桥、山东青岛的黄岛大桥、浙江宁波的舟山大桥，以及近年来建成的天兴洲大桥、南京大胜关长江大桥等，均不同型式的采用了上述两种施工方法。船坞法需要大吨位的船驳及相应马力的牵引装置和水上配套设施，投入较大、要求较高；我国的大桥工程局、中交系统的中国港湾等常有使用。而围堰法对于水深30m以下、流速在5m/s以下的河流或湖泊中，常被广大的施工单位所采用，不失为一种经济、简便的深水桥梁施工方法。下面，我们将结合围堰法的特点，重点进行讲述。三、围堰法围堰分土围堰和钢围堰、钢筋混凝土围堰等三种。钢围堰则分钢板桩围堰、单壁钢围堰、双壁钢围堰、混合型钢围堰（即下层双壁、上层单壁钢围堰）等。至于采用哪种型式为好，应根据承台结构形式、底面高程、工程数量、河床面高程、地质情况、冲刷情况及施工期的水位流速变化、围堰安装的方法等因素综合考虑。对于水深小于3m、流速小于3m/s的河中或岸边施工时，可采用筑岛土围堰或钢筋混凝土围堰或钢板桩围堰或单壁钢围堰施工。而对于水深大于5m、流速大于5m/s且有通航要求的水中墩施工，则宜采用双壁钢围堰施工。下面，重点讲双壁钢围堰的设计与施工。四、双壁钢围堰的设计与施工㈠、双壁钢围堰的设计1、基本数据的采集要设计双壁钢围堰，首先要搞清楚需设计一个怎样的双壁钢围堰？它是什么形状？圆形？矩形？而或是两端为圆形、中间为矩形？它的平面尺寸、立面尺寸如何确定？等等。这就要求收集一些必要的基本资料和数据。⑴、要测绘桥址处的平面图（或搜集），以便了解施工场地的情况，为施工场地的布置提供依据。⑵、要测量桥轴线的河床地形断面图，搜集地质断面图，特别是水中墩墩位处的地质情况。⑶、要搜集河流的水文情况、通航情况，要了解近五年来的水位高程、当年枯水期水位高程、丰水期水位高程、百年一遇的水位设计高程、通航水位高程及通航净空要求等。眯⑷外、要通带过施工流设计图牢准确掌每握水中庙墩的桩石基布置里，包括墨桩的根忠数、直亦径、桩皮深；承奴台的平未面、立呀面尺寸般，以及族承台底菊、承台颠顶标高询等。朝2扫、围堰天平、立唱面尺寸泛的拟定眨根据以键上搜集舞到的资新料，进孙行双壁寇钢围堰胜的几何治尺寸设洁计。首惨先是外凝形设计虚：在一售般情况父下，特秆别是要提采用双鄙壁钢围屋堰作为跌搭设桩此基或承驻台施工屡的平台秧时，宜谈采用圆住形钢围厌堰。其燥优点是体可利用瞧的平面款空间尺征寸较大疫、整体肤受力较发大、过劲水能力盯较强；册但缺点答是要耗仪费较多醋的钢材翅，组拼手工作量扩较大，举焊接工亩作量大械等。实虏际施工防中，采配用圆形唇或两端妙为圆形耗、中间玩为矩形蜘的较多等。进⑴茂、圆形啊钢围堰恨内径尺州寸的拟晴定，其恢内径为票：D1=DEFINED(a2+b2)+2×△B某公式中罢各项字库母含义管，参见钻图组1坟所示。堆图变1你睛双壁钢择围堰结谱构尺寸宣构成示先意图式中：牧D精1励—惧—损钢围堰杨的内径爹（以米举计）；溉a气血—直—败承台（丈若两层哭承台，庸则为下使层承台猫）顺桥渐向宽；醋b流党—队—锋承台横别桥向最腔大尺寸侍（以米肚计算）俘；雹△障B孙—槐—玉承台对判角线处劈距围堰获最近点匹距离，妖一般柔取针0.7携5陈～抚1.及0柴米为宜；兆L治—痰—孟湖承台（伪下层）缺对角线冲长度（吗以米计强算）；因D宝2这—疼—萌钢围堰堪的外径激（以米幅计）；胞h弄攻—碍—柏双壁钢页围堰厚太度；视锁围堰高惊度及承婆受的荷练载确定价，一般偶为蚁0.荐8扯～漫2.态0颂米。棕⑵亦、围堰终高度的矿确定混H=胃移设计水烤位高程下（或为苹五年一遥遇最高身洪水位抵）谜-叼赵封底混泥凝土高凭程尤+真季安全废高处△封H喘式中：守安全胃高就△座H多一般宽为纪1.桑5绑米；扰封底混洽凝土高匪程督=晨丹承台底袜高妙程丰-货宣封底混笨凝土厚左度；性封底混珍凝土厚培度的确获定：一承般应大丽于麻2芽米，并赌保证在炎抽水、续进行承议台施工勾时增加孕围堰抗俭浮力及鸭底部不岂漏（渗掌）水的绒需要。旗⑶霸、围堰捡上浮浮羽力的计尘算见围堰上专浮力计碑算原理粉很简单耐，即根云据阿基锄米德定伍律，浮遣力大小押等于物凑体排开赏液体的衬重量。刮即：览式中坚：去W泛f屿—族—纸纵水的浮菠力列（呢t拨）；叮D杆2抄—晴—避久围堰外备径舌（绍m飞）；烛H盈t垒—唇—谷观围堰抽耀水后内围外的水矮头差殖（拐m顶）；怎γ鸽1再—投—阶掘水的容佛重胖（万t/m勾3必）。涉⑷斜、抵抗幕浮力的缓计算：妹W塞抵牌升=W吨自链+W锐台厉+W容填胡+W狼摩式中：胀W兰抵拌—乖—摘排围堰抵虹抗水的叉浮力撑（断t打）；专W漏自善—虑—槽及钢围堰也的自重它（偿t泉）；慌W罢台宇—广—禁谢围堰上情搭设工贴作平台鼻及设备策重起（奔t帝）；凳W醉填园—既—废怎围堰内歉注水或锐灌入混足凝土的民重量角（柄t臭）；异W屋摩驰—依—底窃围堰内炊壁及桩德护筒与螺封底混政凝土的补摩擦力晴（雅t摩）；疫W戴摩蓄拦=暑扩（浊π寸D王1肯+寒n旋π绘d咬）锡×H塑封阴×仗φ砌美血式中：煎D办1且—绍—离妈围堰内盐径顽（欠m踪）；树n瘦摩—搜—租梯桩的根福数；督d黎摩—们—药计桩的钢克护筒外哈径书（计m凶）；迹H塑封星—弄—难封底混班凝土厚奋度丹（蚊m诞）；竭φ—窗—信炉钢与混挖凝土的秀粘着系躁数。艳由此计精算，协若绕W粥抵查≥悦1.3统W理f求品则封底出混凝土警厚度符脖合要求见；如不颗满足要铸求，则库修正封林底混凝字土的厚素度，直杜至满足泊要求为涂止。蚂注意：效有人曾畜在计算觉抵抗浮搜力时，坐将整个芦封底混阻凝土的够自重均垒计入，玻这是不疤够科学址的；除猜非能保归证封底笔混凝土跑与钢围勿堰形成谱一个结午构整体牲。渔图矮2恐维双壁钢手围堰结棚构示意骂图阀3侧、钢围瓣堰的结仅构设计横⑴难、钢围仅堰的结础构设计敬应按钢嚷结构设蝴计原理努进行计万算。其芦整体设备计组成年如灭图祥2是所示。嫩⑵钥、在计溪算出围击堰总高框度后，色应根据水自身的果起吊能弊力对围填堰总高责进行分舰节。为途下沉及叨接高的蹲需要，寻底节高虚不宜小哗于掩4.5枪m染，其它宪节的高照度北在芦3劝～叨5聚m虫均可。孝为减少培焊接、茄拼装的馆工作量抖，不宜沃分得太誉小。每吼节围堰勺又可分兄为识8骨块叉或平1字2参块组拼何。恩⑶透、围堰吗的刃脚哪部分应浇进行特武殊设计贤。一般友采用较微强的型翅钢焊接机而成，垫因要入骄岩及起纹整个围舰堰的支逝撑作用椅。你⑷虾、组成钱围堰的背竖肋、汤水平横剪（斜）耽撑、面裤板等，弹均要进凝行构件骄的计算鼠。计算龄的原则服为：竖恒肋应按箱两端固较结的杆商件或将便整个围感堰的竖情带组合贞体视为爷一桁架认结构的维弦杆进惯行检算晓；水平胀横（斜色）撑按自桁架结蚁构的杆墙件进行遣检算；雅面板则译应按四渣边嵌固女的板验写算板的顿应力及她局部变静形。计引算荷载鸡如下：肢①减、平台豪上传递鼻而来的庆竖向静酬活载（泳自重、球设备、吧人员）浮；计②狱、如作鹊为钻孔睁桩施工斤平台，纳还应考行虑钻机终的冲击垒荷载；磁③静、水压评力；俭④非、自重燥。启具体计耗算方法勤，详见锋钢结构范计算手泪册。嗓㈡、钢菌围堰的革施工猎1招、钢围牌堰的加称工及制丛作其钢围堰伯的制作康及加工肾，应在并指定的陡具备加踏工能力其的大型午钢构件染厂洗进行，唇具体的神加工工工艺，各信单位均夹有较成枯熟的工牺艺，从棍略。仔2杀、钢围平堰的就扛位、下屡沉、接柏高、落撇床角如何将跌制作好傅的钢围醉堰运到转指定墩拜位，并棒准确就荡位下沉授，是一龟个面临棒要解决洪的难题鼠。要解参决此问抄题，大沃致有以断下几种讯方法：贤⑴忠、栈类桥胆T煌接平台构法（先更堰后桩循）沿图慰3命看钢栈演桥免T定接平台钢示意图类此法的勒核心思师想是：童先在平附行于桥撞轴中心读线的上排游惧20尤m研左右的突地方修捎建栈桥捷，栈桥浴长度根午据实际朽需要决部定；然触后利用胳修好的柱栈桥向逃水中墩真位处横泄向延伸途，形川成倾T仰接工作毒平台。恳利用此全平台组品拼钢围怨堰底节因，并在南平台上申设置两程台丙50寻t英以上的狭门式吊孕机起吊刻、控制北下沉、摇接高及绪就位。极围堰下坛沉时靠谋预先在遮设计好针的位置隙插凶打凉4踪～燃6揪根钢管醉桩作为滤下沉侮的导向冷装置，多以固定景、制导帆钢围堰穴准确下拣沉。如阿图铺3解所示。素具体施朴作程序智如下：础①段、先修桂建栈桥捧。科②荐、栈而桥把T套接。杏③废、利速用奴100征t口以上打摔桩船蚊、州DZ6析0音震动锤蜻插乎打粒Φ窄630宫×6m说m伏钢管桩村，保证窑入岩深位度不小垂于愁2密m胞。入岩棉困难时支，可在摊钢管中洽先打入么不少沿于垄3付根幻Φ室10袄8篇的三个幸小孔、皇并插入烛钢管；辨待大钢腿管定位皂后浇践注匙C2谊5修水下混谎凝土、需高度不夹小飞于慰4热m裁（从岩限面起算握），共熊打陡入项4罪～浪6酱根。万④络、在钢克栈桥上推拼装龙岭门吊。劫⑤脂、利用煎拼装好摘的龙门鞋吊修建份工作平铲台，用象于底节刊钢围堰恩拼装。舟⑥茅、拼装内底节钢翅围堰时探，亦可颠将工厂沈生产并居经试拼捏的底节绩钢围堰舍先在栈广桥上拼紧成滴1/突4桌（工4节块）大源块；在页已打好钞的后4夜～河6马根定位凳钢管桩遮上搭设蛮临时工左作平台猾进行组舟拼，起潮吊整节蛛底围堰锯时再拆建除该工葡作平台卖，徐徐房下沉。瓶⑦劳、当底授节钢围外堰在导快向装置多的带动洁下，下吴沉到围迷堰能自耀浮、并硬保证干蹲弦高度龙不低陈于虾1.5妥m凯时，依训靠设定桌在钢导院管侧面律的临时虚锁定装薄置临时蠢锁定，劝以备下季节钢围艰堰的接秃高。临稻时锁定恒装置可烧设抱箍财或钢楔泄块或导速向轮等厨装置。灶大桥局响南京大两胜关长渔江大桥怪为此事伟专门设猪计了可绳水平调降节的挂椒桩装置搭，从围努堰下沉略时可控扛、可调谊，特别刘是在有缸潮汐及浅流速较哀大时，享这种设终计是必饺要的。唱⑵离、栈寒桥则T尼接法之锄二：指先桩后赵堰法，救即利用户延伸的兽栈桥在环墩位处僵先将桩目的导管我打入指悉定敏位置，夕利用导消管搭设耐工作平泼台；先饶施工桩哈基并完锁成桩后扯，再利睡用桩的症导管施集作围堰哭、下水报、接高办就位、故水下混棍凝土封眯底，之精后施工床承台、榆墩身。怀⑶夹、临时五码头加秘浮运平绑台法（斜先堰后谷桩）妹此法的慈核心思喊想是：袭在水中扁墩上尼游威30托m佩左右处相、靠工许作场地流开阔的因一岸修和建临时使码头，任码头的逆规模可寸修建圈为览6.5断m摇宽专、夹35蹦m翁长、池近控200爽0穷平方米华的场地刷，可满省足底节劫钢围堰消组拼的明要求即鼻可。参女见下殃图宪4下。淋图沫4廉担码头浮谢运法示商意图工在码头趴修建好素后，可甩按如下甲程序操蛋作：耳①事、在靠究近码头史处利用北租赁的却中热6榨0眼浮箱（杜个数由筋钢围堰旧的大小闲决定）擦或自行趁在工厂拜焊制浮厘箱组成粪一定规洗模的浮说运平台冶；诚②执、在浮记运平台饱上组拼航、焊接大底节钢始围堰；僚③都、用拖乎轮将已药组拼好笨的钢围丘堰拖到文指定的怀墩位处称；警④委、在要非下沉钢制围堰的贤水中墩玻处，事嫁先设定窃、就位搏好定位跨船；定匠位船设卵有夕50下t浊浮吊或行门式吊钢机，作宇为起吊叹底节围历堰、接悦高、就当位而用境；参见匹下扶图电5这。晶图君5土脾钢围堰吩在墩位哀处提升脚、就位木示意图捧⑤裙、待底象节围堰谢利用定乡位船上巨的吊机连起吊后恭，拖轮莫将牵引答浮运平片台至岸弟边进行电下一节呜围堰的衰组拼、弊以备接努高；大虑型组件奇如此反灶复工作批，直至纷围堰达号到全高士；勺⑥形、钢围杨堰下沉伪的控制朗靠设在漫船上的载四台卷改扬机相恋互调整回，控制宪下沉。沈此法的鸟优点是馅工序简织单，可臣不修建纲栈桥；防但需要栽较多的容水上施脾工设施许。醋⑷况、临时薪码头升桐降平台恳浮运法歉（十七摧局沅江戴桥施工跃方案）初此法与崖上述方而法基本展相同，脑不同之还处在于删：饲①义、在靠钢近码头经处修建翼一个可讽以升降醋的组拼竟平台，我组拼平影台由两农台固定叶龙门吊坐梁拖住皱，而龙昏门吊的烛起升动赵力由穿财心式千荷斤顶提奶供；每社组由四银根患Φ焰3展8榴精轧螺逮纹钢筋躬穿过小巨横梁传旧递拉力絮或下滑叹。见薯图激6章。产图没6霉脏临时码城头升降么平台浮婶运法示荐意图垦②幼、在码雷头处利庸用吊车完在升降必平台上降组拼（清组拼时捐高出水师面然1.5颈m己左右）朋，当底文节钢围杀堰组拼怨完毕后茫，利用市龙门吊检机的吊稀杆下滑筐，使围捞堰入水虏、并达强到自浮押。自浮检后，利厕用两丽艘锻200统t剥铁驳夹证住钢围释堰、用腿拖轮拖新至墩位腥处，用犁锚碇锁半定铁驳殿位置，劝并用铁菜驳上的衬浮吊匀（共60篮t歼）起吊捞钢围堰迈完成入截水、就谎位。律③遍、至于衔第二节戏……烟直至顶黑节的组购拼，需罩船将散峰件通过响水上运握输运至协定位船磁附近，睡再利用喷导向船娘上羡的借60倚t害浮吊组锈拼。于此法的反优点是饮简易可虫行，不洗需要太唐大的起陈吊设备予；但与楚浮运平遵台法相悦比，则凤需修建脆浮运升乐降式平饼台，二秀者相比秒，工期堆可能较渡长；费咳用与租内赁大中伴-6巷0咳浮箱或尼自制浮尤箱相比索，不一榨定经济科。施工些单位可肃自行详谦细核算活后取弃锅。腥⑸灿、底节蛾围堰岸决上整体虹制造、导气囊法搁断缆下场水法墙中铁大寸桥局承均接的京名沪高速构南京大热胜关长肥江大桥间，其主搞跨为：狸（乳108维+19辉2+3福36×崭2+1赢92+格10克8迹）六跨筒连续钢拐桁拱、其按六线跨设计，刺其水中互墩采用快了此法丰施工。纪此法的离要点是唯：辩①坟、在岸怀上整体忆制造底萌节钢围蔑堰，使弓钢围堰馋支承避于馆U霞型浮箱途上，并拿对刃脚骑部分采铃用气垫约加以处克理，以欣增加其纹浮力。牙②诉、底节剑围堰在婚岸上组麦拼好后遭，利纽用各1特：话2睬8老的斜坡勤滑道、飘断缆下括水，使侵其滑落亏到足以开上浮的退深水区令不至于驻搁浅。梨③自、然后哪利用拖录轮及铁络驳导向络，将其层浮运至地墩位，瓶利用重弹锚精确夸定位。社④哈、定位嚷后，插虚打定位涉钢护筒侄；利用纺钢护筒皮顶设置待提升设提备，使智钢围堰血挂于钢雀护筒上芳，形成国固定工维作平台民；进行弄钻孔灌猎注桩的勒施工。羽⑤颜、待所罪有的桩猪完成施伏工后，蝴利用此侦固定平剃台接高锤钢围堰寨；在设虚于钢护塑筒上的誉导向装松置下，词使钢围鞋堰下沉蜘、着床椒。辜⑥搭、然后鲜进行水碌下封底干混凝土弦施工。幕围堰内碧灌注一算定高度等的混凝洒土，以财满足在制围堰抽抖水后围厌堰具备赌足够的剃重力以瑞抵抗上乔浮。闲⑦绳、随后迷进行承柿台、墩鹊身施工