跨海大桥大型深水基础施工技术PPT课件

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1、跨海大桥大型深水基础跨海大桥大型深水基础 施工技术介绍施工技术介绍 李维洲20092009年年1010月月1414日日 内内 容容 简简 介介2.2.大型深基础施工技术信息大型深基础施工技术信息1.1.绪论绪论 5.5.大大体积承台基础施工体积承台基础施工3.3.大型大型深深水基础施工平台设计水基础施工平台设计4.4.钻孔钻孔桩基础施工技术桩基础施工技术6.6.结论与建议结论与建议一、绪一、绪 论论1.1.前言前言 2.2.国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 3.3.国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 4.4.跨海大桥大型深基础结构的发展趋势跨海大桥大型深基础结构的

2、发展趋势5.5.主要研究内容及意义主要研究内容及意义1 1. .前前 言言 随着国家经济发展和桥梁设计和施工方法的日趋成熟随着国家经济发展和桥梁设计和施工方法的日趋成熟, , 本本世纪初期开始修建的东海大桥和杭州湾跨海大桥正式拉开了我世纪初期开始修建的东海大桥和杭州湾跨海大桥正式拉开了我国跨海长桥建设的序幕，目前中国已建或在建的跨海大桥共有国跨海长桥建设的序幕，目前中国已建或在建的跨海大桥共有15座。正在建设的有上海崇明通道工程、山东青岛湾跨海大座。正在建设的有上海崇明通道工程、山东青岛湾跨海大桥、广东南澳跨海大桥、浙江象山港跨海大桥、以及福建厦漳桥、广东南澳跨海大桥、浙江象山港跨海大桥、以及

3、福建厦漳跨海大桥和平潭海峡大桥等。中国跨海长桥正处于蓬勃发展的跨海大桥和平潭海峡大桥等。中国跨海长桥正处于蓬勃发展的阶段，大量的海湾、江河入海口、岛屿、海峡将需要架设阶段，大量的海湾、江河入海口、岛屿、海峡将需要架设“人人间彩虹间彩虹”，即将建设的特大型跨海通道如：渤海湾大桥、港珠，即将建设的特大型跨海通道如：渤海湾大桥、港珠澳大桥、琼州海峡大桥、跨台湾海峡大桥等。澳大桥、琼州海峡大桥、跨台湾海峡大桥等。 渤海湾大桥渤海湾大桥渤海湾大桥渤海湾大桥 厦彰大桥厦彰大桥厦彰大桥厦彰大桥 珠港澳大桥珠港澳大桥珠港澳大桥珠港澳大桥 杭州湾大桥杭州湾大桥杭州湾大桥杭州湾大桥 台湾海峡大桥台湾海峡大桥台湾海

4、峡大桥台湾海峡大桥 琼州海峡大桥琼州海峡大桥琼州海峡大桥琼州海峡大桥 东海大桥东海大桥东海大桥东海大桥 金塘大桥金塘大桥金塘大桥金塘大桥 上海长江大桥上海长江大桥上海长江大桥上海长江大桥 1 1. .前前 言言 跨海大桥跨海大桥的建设面临多变的气象环境、的建设面临多变的气象环境、复杂的海底地质与复杂的海底地质与水文条件的影响和混凝土设计基准期年限长等众多不利因素。水文条件的影响和混凝土设计基准期年限长等众多不利因素。跨海大桥的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，本人跨海大桥的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，本人先后参与了荆州、安庆、润扬长江大桥和杭州湾、舟山金塘、先后参与了荆州、安

5、庆、润扬长江大桥和杭州湾、舟山金塘、平潭平潭3 3座跨海大桥项目施工。下面重点结合在建的平潭海峡大桥座跨海大桥项目施工。下面重点结合在建的平潭海峡大桥对深水基础施工做简要介绍。对深水基础施工做简要介绍。 从所处的自然环境以及基础施工的技术难度来讲，跨海大从所处的自然环境以及基础施工的技术难度来讲，跨海大桥基础施工桥基础施工主要从以下几方面采取措施：主要从以下几方面采取措施： 1 1最大程度的掌握最大程度的掌握大桥所处大桥所处海域的气象、水文资料，详查海域的气象、水文资料，详查工程地质工程地质情况情况。 2 2选择最恰当的技术方案，对施工方案要反复比选择最恰当的技术方案，对施工方案要反复比对，不

6、仅要考虑材料的造价，还要求综合考虑施工与对，不仅要考虑材料的造价，还要求综合考虑施工与将来运营的成本。将来运营的成本。 3 3选用合理施工工艺，要求其工艺尽量简单，选选用合理施工工艺，要求其工艺尽量简单，选用先进的大型专业的施工设备。用先进的大型专业的施工设备。 4 4做好特殊的海工混凝土的研制和现场配比工作；做好特殊的海工混凝土的研制和现场配比工作；对钢结构构件采取有效的防腐蚀措施，以达到年设计对钢结构构件采取有效的防腐蚀措施，以达到年设计基准期的要求。基准期的要求。 5 5做好施工组织设计，对施工材料和设备的协作做好施工组织设计，对施工材料和设备的协作和调配进行优化。和调配进行优化。2 2

7、. .国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 早期国外跨海大桥的基础主要都是采用气压沉箱基础，早期国外跨海大桥的基础主要都是采用气压沉箱基础，到了二十世纪三十年代，沉井基础的应用，成为优先考虑的到了二十世纪三十年代，沉井基础的应用，成为优先考虑的基础类型。二十世纪七十年代后，随着科学技术的发展，各基础类型。二十世纪七十年代后，随着科学技术的发展，各国在修建跨海大桥时都有各自偏爱的基础类型，形成了独特国在修建跨海大桥时都有各自偏爱的基础类型，形成了独特的技术风格。的技术风格。美国纽约美国纽约布鲁克林大桥布鲁克林大桥 国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 基于沉箱基础固有的缺

8、点，工程人员在其基础上加以改进，基于沉箱基础固有的缺点，工程人员在其基础上加以改进，发明了沉井基础。发明了沉井基础。1936年建成的著名的美国旧金山年建成的著名的美国旧金山-奥克兰大奥克兰大桥在水深桥在水深32m、覆盖层厚、覆盖层厚54.7的条件下，采用的条件下，采用60m28m浮运浮运沉井，射水、吸泥下沉，入土深度达沉井，射水、吸泥下沉，入土深度达73.28m。 国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 二战之后，美国所建桥梁的基础形式日益多样：二战之后，美国所建桥梁的基础形式日益多样： 19551955年，查蒙德年，查蒙德 圣圣 莱弗尔在莱弗尔在18m18m水深条件下先打水深条件下

9、先打H H型钢桩，然后整体安装钟形套箱，最后灌注水下混凝上，型钢桩，然后整体安装钟形套箱，最后灌注水下混凝上，首创首创钟形基础钟形基础。 19571957年，美国新奥尔良的庞加川湖桥水中基础采用年，美国新奥尔良的庞加川湖桥水中基础采用了了1.37m1.37m的的预应力管柱预应力管柱。 1966 1966年的美国班尼西亚马丁尼兹桥采用了钢筋混凝年的美国班尼西亚马丁尼兹桥采用了钢筋混凝土沉井内继续施打钢管桩的土沉井内继续施打钢管桩的组合基础组合基础。 1994 1994年切萨比克年切萨比克-特拉华运河大桥和休斯顿航道桥特拉华运河大桥和休斯顿航道桥分别采用预制的分别采用预制的预应力混凝土方桩预应力混

10、凝土方桩和混凝土方桩做为桥和混凝土方桩做为桥梁基础。梁基础。 国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 欧洲的桥梁大国欧洲的桥梁大国丹麦丹麦，建桥历史悠久，很有代表性：，建桥历史悠久，很有代表性： 1935 1935年小海带桥在水深达年小海带桥在水深达30m30m的条件下采用的条件下采用43.5m22m43.5m22m的的钢筋混凝土沉箱钢筋混凝土沉箱， 19981998年建成的大海带桥主桥主塔基础采用了重年建成的大海带桥主桥主塔基础采用了重32000t32000t的的设置基础设置基础。 20002000年建成的厄勒海峡大桥，全长年建成的厄勒海峡大桥，全长16km16km，其，其5151

11、个引桥全个引桥全部采用部采用设置基础设置基础，其主塔墩设置基础长，其主塔墩设置基础长37m37m、宽、宽35m35m、高、高22.5m22.5m，自重，自重20000t20000t。 国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 在在1970年至年至2000年间，日本所建的众多桥梁年间，日本所建的众多桥梁中很大比例采用了中很大比例采用了沉箱基础沉箱基础，如浦户大桥、日本，如浦户大桥、日本港大桥、神户的波特彼河大桥等。还有一部分采港大桥、神户的波特彼河大桥等。还有一部分采用了用了沉井基础沉井基础，如广岛大桥、早漱大桥等。，如广岛大桥、早漱大桥等。 日本所建的世界第一大跨度的明石海峡大桥采日本

12、所建的世界第一大跨度的明石海峡大桥采用了圆形的用了圆形的设置沉井基础设置沉井基础，其尺寸直径达，其尺寸直径达80m，高高79m，是前所未有的庞然大物，是前所未有的庞然大物 。 国外桥梁大型深基础的发展国外桥梁大型深基础的发展 日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥3 3. .国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 我国真正开展桥梁建设直到解放后才开始，其我国真正开展桥梁建设直到解放后才开始，其整个桥梁基础形式大致经历了从整个桥梁基础形式大致经历了从管柱基础管柱基础、沉井基沉井基础础到大力发展到大力发展钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础的过程。的过程。 我国发展跨海大桥是从上世纪我国发展跨海大桥是

13、从上世纪8080年代开始的，年代开始的，19871987年动工并于年动工并于19911991年年5 5月建成通车的厦门大桥，它月建成通车的厦门大桥，它也是我国也是我国首次采用海上大直径嵌岩钻孔灌注桩首次采用海上大直径嵌岩钻孔灌注桩。19971997年的广东虎门大桥，其主通航跨的跨度达到了年的广东虎门大桥，其主通航跨的跨度达到了当时我国桥梁跨度最大的当时我国桥梁跨度最大的888m888m，所用的基础形式也，所用的基础形式也是钻孔灌注桩基础。是钻孔灌注桩基础。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 下面列举几个国内近几年施工的代表性桥梁工程下面列举几个国内近几年施工的代表性桥梁工程大型深

14、水基础运用情况：大型深水基础运用情况： 1 1) )浙江杭州湾跨海大桥浙江杭州湾跨海大桥 通航孔南航道桥主塔基础采用通航孔南航道桥主塔基础采用3838根直径根直径2.8m2.8m钻孔钻孔灌注桩，桩长灌注桩，桩长125m125m，创国内跨海大桥超长钻孔灌注桩，创国内跨海大桥超长钻孔灌注桩桩基础施工新纪录（桩基础施工新纪录（20052005年中国企业新纪录）；基础年中国企业新纪录）；基础承台为哑铃型结构，长承台为哑铃型结构，长81.4m81.4m，宽，宽23.7m23.7m，厚，厚6.0m6.0m，采，采用海工高性能混凝土，单个承台方量用海工高性能混凝土，单个承台方量11000m11000m3 3

15、。引桥主引桥主要采用要采用打入钢管桩基础打入钢管桩基础。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展2 2) )浙江舟山金塘跨海大桥浙江舟山金塘跨海大桥 主塔基础采用主塔基础采用4242根根2.85m2.85m变径至变径至2.5m2.5m的变径钻孔灌注桩，的变径钻孔灌注桩，桩长为桩长为115m115m，基础承台结构尺寸为，基础承台结构尺寸为56.7834.026.5m56.7834.026.5m，单个，单个承台方量承台方量1096010960m3m3。 国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 3 3) )江苏泰州长江大桥江苏泰州长江大桥( (世界上最大的三塔两跨世界上最大的三塔两

16、跨2X1080m2X1080m悬索桥悬索桥) ) 中塔采用沉井基础，沉井长中塔采用沉井基础，沉井长58m58m，宽，宽44m44m，总高度为，总高度为76m76m，相当于半个足球场大、，相当于半个足球场大、2525层楼高，其下部层楼高，其下部38m38m为双壁钢壳为双壁钢壳混凝土沉井，上部混凝土沉井，上部38m38m为钢筋混凝土沉井。沉井沉入为钢筋混凝土沉井。沉井沉入19m19m深水深水和和55m55m河床覆盖层，为河床覆盖层，为世界上入土最深的水中沉井基础世界上入土最深的水中沉井基础。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 4 4) )江苏苏通长江大桥：江苏苏通长江大桥： 苏通大桥

17、是世界最大跨径斜拉桥，主墩基础为世界最大规模苏通大桥是世界最大跨径斜拉桥，主墩基础为世界最大规模桥梁超大型群桩基础，由桥梁超大型群桩基础，由131131根长根长120m120m、直径、直径2 28m8m变至变至2 25m5m的的变径钻孔灌注桩组成，承台平面为哑铃形，长变径钻孔灌注桩组成，承台平面为哑铃形，长113.75m113.75m、宽、宽48.10m48.10m厚厚6.0m6.0m，混凝土为，混凝土为C35C35，方量，方量42271m342271m3，钢筋总重达，钢筋总重达7020t7020t。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 5 5) )江苏润扬长江大桥：江苏润扬长江大

18、桥： 悬索桥北锚碇基础为悬索桥北锚碇基础为矩形箱式结构矩形箱式结构，长，长69m69m，宽，宽50m50m，深，深50m50m，三纵四横隔墙将箱体结构分为，三纵四横隔墙将箱体结构分为2020个隔个隔舱，仓内充填砂和砼。穿过舱，仓内充填砂和砼。穿过35m35m厚粉细砂，地连墙计厚粉细砂，地连墙计4242个槽段平均深度个槽段平均深度54m54m，最大深度，最大深度57m57m，单幅，单幅6.0m6.0m宽宽槽段钢筋笼重量槽段钢筋笼重量102t102t，创国内施工行业穿过粉细砂，创国内施工行业穿过粉细砂最厚、支护结构嵌岩地连墙最深、单榀钢筋笼重量最厚、支护结构嵌岩地连墙最深、单榀钢筋笼重量最大新纪录

19、。最大新纪录。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展润扬长江大桥润扬长江大桥润扬长江大桥润扬长江大桥国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 6)6)江苏南京江苏南京长江长江四四桥：桥： 南京长江四桥为双塔三跨悬索桥，南京长江四桥为双塔三跨悬索桥，主跨主跨14181418米，世界排名第四，其中主塔基础采用米，世界排名第四，其中主塔基础采用4848根根D3.2mD3.2mD2.8mD2.8m变直径变直径钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础。 主塔主塔承台基础为哑铃形结构，平面尺寸承台基础为哑铃形结构，平面尺寸80.535m80.535m，厚度，厚度9.0m9.0m，混凝土方量达，混凝土

20、方量达1750017500m3m3。南京长江四桥钻孔灌注桩基础 悬索桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式，平悬索桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式，平悬索桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式，平悬索桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式，平面形状为面形状为面形状为面形状为“”“”形，长形，长形，长形，长82.00m82.00m，宽，宽，宽，宽59.00m59.00m，由两个外，由两个外，由两个外，由两个外径径径径59m59m的圆和一道隔墙组成，壁厚为的圆和一道隔墙组成，壁厚为的圆和一道隔墙组成，壁厚为的圆和一道隔墙组成，壁厚为1.50m1.50m。地连墙嵌。地连墙嵌。地连墙嵌。地连墙嵌入中风化

21、砂岩入中风化砂岩入中风化砂岩入中风化砂岩3.00m3.00m，总深度达，总深度达，总深度达，总深度达50.0m50.0m。国内桥梁大型深基础的发展国内桥梁大型深基础的发展 7)7)平潭海峡大桥平潭海峡大桥 平潭海峡大桥引桥为平潭海峡大桥引桥为50m50m跨等截面连续梁桥，主桥为跨等截面连续梁桥，主桥为100m+2180m+100m100m+2180m+100m的的变截面预应力混凝土变截面预应力混凝土T T型刚构桥。型刚构桥。下部下部结构为带圆端的矩形承台，结构为带圆端的矩形承台，钻孔灌注桩基础，钻孔灌注桩基础，采用采用2.8m2.8m2.5m2.5m变截面钻孔灌注桩。变截面钻孔灌注桩。3 3个

22、主个主墩各有钻孔桩墩各有钻孔桩2222根，根，最长桩长最长桩长约约9 90m0m；承台尺寸为；承台尺寸为34.721.5m34.721.5m，为海工高性能混凝土。，为海工高性能混凝土。 平潭海峡大桥因特殊地质条件和恶劣施工环境，主桥钻平潭海峡大桥因特殊地质条件和恶劣施工环境，主桥钻孔桩施工遇到了各种困难和前所未有的技术难题，例如：钢孔桩施工遇到了各种困难和前所未有的技术难题，例如：钢护筒变形、孤石、串孔、塌孔、深水无覆盖层的海槽区域钻护筒变形、孤石、串孔、塌孔、深水无覆盖层的海槽区域钻孔桩施工。时间跨度达孔桩施工。时间跨度达1 1年，目前已全部施工完成。年，目前已全部施工完成。平潭海峡大桥钻孔

23、桩布置及承台图4 4. .跨海大桥大型深基础发展趋势跨海大桥大型深基础发展趋势 跨海大桥大型深基础发展趋势有：跨海大桥大型深基础发展趋势有： 1 1新的结构形式新的结构形式 2 2创新的施工技术创新的施工技术 3 3不断加大的基础结构尺寸不断加大的基础结构尺寸 4 4大型化、专业化的施工机械大型化、专业化的施工机械 5. 5. 采用信息化施工技术采用信息化施工技术本文论述的主要重点本文论述的主要重点在对国内外桥梁大型基础施工技术调研与分析的基础上，在对国内外桥梁大型基础施工技术调研与分析的基础上，结合结合平潭海峡大桥以及国内的其他大型海上桥梁的平潭海峡大桥以及国内的其他大型海上桥梁的建设工程建

24、设工程特点，特点，对其大型深水基础施工进行以下几个部分的总结归纳：对其大型深水基础施工进行以下几个部分的总结归纳：1 1跨海跨海大桥大型深水基础施工平台的设计与施工；大桥大型深水基础施工平台的设计与施工；2 2海上大直径超长钻孔桩基础施工；海上大直径超长钻孔桩基础施工；3 3海上大型深水基础结构的防腐海上大型深水基础结构的防腐技术；技术；4 4跨海大桥大型套箱制作、安装和大体积承台基础的跨海大桥大型套箱制作、安装和大体积承台基础的 施工技术。施工技术。一、平潭大桥基础施工技术信息一、平潭大桥基础施工技术信息 福州平潭岛为全国第五大岛，岛上常住人口福州平潭岛为全国第五大岛，岛上常住人口4040万

25、，万，平潭是距台湾最近的县，平潭岛在规划中的京台线对平潭是距台湾最近的县，平潭岛在规划中的京台线对台通道中占据桥头堡的关键角色。平潭海峡大桥全长台通道中占据桥头堡的关键角色。平潭海峡大桥全长3510m3510m，是进入平潭岛唯一的直接通道，该桥对于地方是进入平潭岛唯一的直接通道，该桥对于地方经济乃至海西经济发展有着至关重要的作用。经济乃至海西经济发展有着至关重要的作用。 1 1 1 1、气象信息气象信息 平潭海峡大桥平潭海峡大桥地处我国东地处我国东南南部沿海地区部沿海地区的海的海坛海峡坛海峡，属典型的亚热带季风湿润气候区，属典型的亚热带季风湿润气候区，桥区季桥区季风显著，多台风风显著，多台风，

26、气候特征温和、湿润、多雨。气候特征温和、湿润、多雨。冬冬季的季的1010月至次年的月至次年的2 2月为季风的多发期，风速大，月为季风的多发期，风速大，时间长，海浪高，多年平均风速为时间长，海浪高，多年平均风速为9.09.0米米/ /秒。秒。0808年年经历影响施工的台风经历影响施工的台风7 7次，次，0909年已经历年已经历8 8次。次。0808年统年统计全年计全年7 7级以上大风天数占级以上大风天数占75%75%，实际年有效作业时，实际年有效作业时间不到间不到200200天。天。2 2. .水文条件水文条件 1 1）潮汐特征）潮汐特征 平潭大桥海湾潮汐类型为正规半日潮，据附近平潭海洋平潭大桥

27、海湾潮汐类型为正规半日潮，据附近平潭海洋站统计近期实测资料潮汐特征值如下站统计近期实测资料潮汐特征值如下( (潮位基准面采用潮位基准面采用1956 1956 黄海平均海平面黄海平均海平面) )： 实测最高潮位实测最高潮位+4.23m +4.23m 实测最低潮位实测最低潮位-3.67m-3.67m 平均高潮位平均高潮位+2.27m +2.27m 平均低潮位平均低潮位-1.97m-1.97m 最大潮差最大潮差+6.69m +6.69m 平均潮差平均潮差+4.24m+4.24m 设计高潮位设计高潮位+5.18m +5.18m 设计低潮位设计低潮位-4.16m-4.16m水文条件水文条件 2 2）波浪

28、）波浪 平潭大桥施工设计波浪取值参照如下表：主桥采用平潭大桥施工设计波浪取值参照如下表：主桥采用D D 点设计波要素，西浅水区引桥采用点设计波要素，西浅水区引桥采用A A 点设计波要素，西深水点设计波要素，西深水区引桥采用区引桥采用B B 点设计波要素，西平台区引桥采用点设计波要素，西平台区引桥采用C C 点设计波点设计波要素。要素。20 20 年重现期波要素年重现期波要素如下表如下表位置位置方向方向H1%（m）T（s）AN3.535.5BSE4.245.5CN3.855.7DN3.995.8EN3.685.63 3 3 3. .地质条件地质条件 东、西两侧桥台处的基岩强风化层直接裸露，东、西

29、两侧桥台处的基岩强风化层直接裸露，岩性为凝灰熔岩。岩性为凝灰熔岩。多数桥墩覆盖层较薄（或没有覆多数桥墩覆盖层较薄（或没有覆盖层），基岩岩性为凝灰熔岩；盖层），基岩岩性为凝灰熔岩；其余各墩的覆盖层其余各墩的覆盖层为粉砂、含砂淤泥、含淤泥砂、粉砂、中粗砂、亚为粉砂、含砂淤泥、含淤泥砂、粉砂、中粗砂、亚粘土和粘土等，粘土和粘土等，但中间夹杂较多孤石，给护筒沉放、但中间夹杂较多孤石，给护筒沉放、钻进成孔造成较大的困难，基岩岩性为凝灰熔岩，钻进成孔造成较大的困难，基岩岩性为凝灰熔岩，岩石强度极高（达岩石强度极高（达200MPa)200MPa)，桩基设计嵌岩深度深，桩基设计嵌岩深度深，对钻机性能要求高。对

30、钻机性能要求高。不良地质及其对钻孔桩施工的影响不良地质及其对钻孔桩施工的影响工程不良地质主要表现为：工程不良地质主要表现为： 覆盖层不稳定不利于钻孔，易出现覆盖层不稳定不利于钻孔，易出现塌孔塌孔、串孔串孔等问题等问题。 孤石存在易出现孤石存在易出现钢护筒不能沉放到位钢护筒不能沉放到位以及钢以及钢护筒底口变护筒底口变形形的问题的问题。 基岩强度高达基岩强度高达200MPa200MPa，钻进速度缓慢，钻进速度缓慢成孔周期长成孔周期长，而覆，而覆盖层又不稳定，更加容易出现塌孔事故。盖层又不稳定，更加容易出现塌孔事故。 无覆盖层的深槽区对钻孔平台以及无覆盖层的深槽区对钻孔平台以及钢护筒沉放钢护筒沉放带

31、来了极带来了极大困难。大困难。施工测量施工测量 1.1.施工测量坐标系统施工测量坐标系统 根据工程的特点，施工测量运用的坐标系统根据工程的特点，施工测量运用的坐标系统如下：如下： 1 1）WGS-84WGS-84坐标系统：主要应用于坐标系统：主要应用于GPSGPS测量。测量。 2 2）平面坐标系统：建立了大桥独立坐标系，）平面坐标系统：建立了大桥独立坐标系，独立坐标系的椭球定位、定向。独立坐标系的椭球定位、定向。 3 3）高程系统：）高程系统：19851985年国家高程系统。年国家高程系统。施工测量施工测量 2.2.施工测量控制网施工测量控制网 1 1）施工测量平面控制网）施工测量平面控制网

32、根据大桥工程的特点、特殊要求及施工方法，根据大桥工程的特点、特殊要求及施工方法，控制网分为首级网、首级加密网、一级加密网和二控制网分为首级网、首级加密网、一级加密网和二级加密网四个等级。次一级网由高一级网点作起算级加密网四个等级。次一级网由高一级网点作起算数据。数据。 2 2）高程施工控制网）高程施工控制网 与平面控制网类似，高程控制网分为首级网、与平面控制网类似，高程控制网分为首级网、海中首级加密网、一级加密网三个等级。次一级网海中首级加密网、一级加密网三个等级。次一级网由高一级网点作起算数据。由高一级网点作起算数据。施工测量施工测量3.3.桥墩基础施工测量桥墩基础施工测量1 1）基础施工测

33、量控制技术、控制方法）基础施工测量控制技术、控制方法2 2）GPSGPS全球卫星定位全球卫星定位3 3）施工平台施工测量技术）施工平台施工测量技术4 4）钻孔桩施工测量）钻孔桩施工测量5 5）承台施工测量）承台施工测量6 6）基础沉降观测）基础沉降观测小小 结结 1 1详细如实的收集大量基础信息对大型基础工详细如实的收集大量基础信息对大型基础工程结构设计、施工具有重要的指导意义。程结构设计、施工具有重要的指导意义。 2 2GPSGPS测量技术随着海上大型工程的建设，尤测量技术随着海上大型工程的建设，尤其是桥梁工程建设，目前运用已经成熟，精度能达其是桥梁工程建设，目前运用已经成熟，精度能达到设计

34、的要求，具有选点灵活，作业方便，工作量到设计的要求，具有选点灵活，作业方便，工作量小等传统方法无法与之比拟的优点，成果可靠。小等传统方法无法与之比拟的优点，成果可靠。GPSGPS短基线测量能够代替传统导线测量方法进行加密点短基线测量能够代替传统导线测量方法进行加密点的测设工作。的测设工作。三、三、跨海大桥深水基础跨海大桥深水基础 施工平台设计施工平台设计1.1.概述概述2.2.施工平台设计思路施工平台设计思路3.3.钢平台的主要设计参数钢平台的主要设计参数4.4.钢平台计算工况类型及最不利工况确定钢平台计算工况类型及最不利工况确定5.5.钢平台施工钢平台施工6.6.钢平台处的冲刷与防护钢平台处

35、的冲刷与防护7.7.小结小结1.1.概概 述述 钻孔桩在旱地进行施工非常方便易行，平整场钻孔桩在旱地进行施工非常方便易行，平整场地后，钻机即可就位并开钻作业，地后，钻机即可就位并开钻作业，但是由于海上桥但是由于海上桥梁基础都位于水深、流急、潮差大、强腐蚀的环境梁基础都位于水深、流急、潮差大、强腐蚀的环境中，因此在进行钻孔桩施工前首要为钻机、沉放钢中，因此在进行钻孔桩施工前首要为钻机、沉放钢筋笼及灌注设备筋笼及灌注设备等提供一个作业场地，以满足钻孔、等提供一个作业场地，以满足钻孔、灌注水下混凝土的需要，并保证人员及机具的安全，灌注水下混凝土的需要，并保证人员及机具的安全，这就产生了大型桥梁施工所

36、用的这就产生了大型桥梁施工所用的施工平台。施工平台。概概 述述 平潭平潭大桥地处大桥地处海坛海峡海坛海峡，水深，水深、浪高、风疾、浪高、风疾，施工水文条件恶劣，地质条件差，台风活动频繁施工水文条件恶劣，地质条件差，台风活动频繁，冬季季风时间长冬季季风时间长。钻孔施工平台的施工、钢护筒的。钻孔施工平台的施工、钢护筒的准确定位和沉放难度很大，经过多次专题讨论，最准确定位和沉放难度很大，经过多次专题讨论，最后确定为后确定为以钢护筒为主要支撑桩以钢护筒为主要支撑桩的平台结构形式，的平台结构形式，选用起始平台选用起始平台利用利用移动悬挑式导向架移动悬挑式导向架和整体式简支和整体式简支导向架两种工艺导向架

37、两种工艺进行钢护筒沉放。进行钢护筒沉放。这两工工艺钢护这两工工艺钢护筒的沉放精度非常高。筒的沉放精度非常高。杭州湾大桥海上施工平台杭州湾大桥海上施工平台施工平台设计思路施工平台设计思路 1 1）平潭大桥）平潭大桥海域施工条件恶劣，需要设计海域施工条件恶劣，需要设计抗抗风、浪、流、潮以及抗冲刷风、浪、流、潮以及抗冲刷能力很强的大型钻孔施能力很强的大型钻孔施工平台。工平台。2 2）要充分利用）要充分利用钢护筒钢护筒入土深的特点，将钢管入土深的特点，将钢管桩和钢护筒共同作为钻孔平台的支撑桩。桩和钢护筒共同作为钻孔平台的支撑桩。3 3）施工平台不但要为钻孔桩施工提供作业区，）施工平台不但要为钻孔桩施工

38、提供作业区，配置电力系统和起重设备，还要为施工人员提供生配置电力系统和起重设备，还要为施工人员提供生活、办公、构件加工区。活、办公、构件加工区。施工平台设计思路施工平台设计思路4 4）在平台的北侧以及东西两侧）在平台的北侧以及东西两侧分别布分别布置起始平台置起始平台。利用起始平台及已经沉放的钢利用起始平台及已经沉放的钢护筒作为支撑，移动护筒作为支撑，移动悬挑式导向架悬挑式导向架进行钢护进行钢护筒沉放。筒沉放。5 5）在东西两侧平台上架设整体式导向）在东西两侧平台上架设整体式导向架进行钢护筒沉放架进行钢护筒沉放。钢平台的主要设计参数钢平台的主要设计参数施工用钢平台是比较重要的临时结构，对一些施工

39、用钢平台是比较重要的临时结构，对一些设计参数的确定按照设计参数的确定按照2020年一遇的标准进行取值。对年一遇的标准进行取值。对平台标高的确定则选用了两种标准：钻孔区平台按平台标高的确定则选用了两种标准：钻孔区平台按照照5 5年一遇高潮位，并满足钻孔桩施工中水头高度要年一遇高潮位，并满足钻孔桩施工中水头高度要求，按照求，按照2020年一遇高潮位确定其顶标年一遇高潮位确定其顶标、同时还要海、同时还要海浪的影响、考虑平台的下部焊接的可行性，标高确浪的影响、考虑平台的下部焊接的可行性，标高确定为定为为为+ +6 6. .5 5m m。表表3.1 3.1 钻孔钢平台主要设计参数钻孔钢平台主要设计参数表

40、表序号序号设计参数参数取取值1 1设计高潮位高潮位3 3. .2929m(20m(20年一遇年一遇) )2 2设计低潮位低潮位3.3.0000m(50m(50年一遇年一遇) )3 3设计垂垂线平均平均流速流速涨潮：潮：1.551.55m/sm/s4 4允允许冲刷深度冲刷深度5 5m(m(超过即进行防护超过即进行防护) )5 5设计风速速台台风期期:30.:30.9 9m/sm/s6 6设计波高波高台台风期期: : 2.492.49m m7 7平台平台标高高钻孔平台孔平台为+7.0m+7.0m；两端的；两端的辅助平台助平台为+9.26m+9.26m8 8钻机荷机荷载考考虑4 4台台钻机同机同时作

41、作业、隔孔布置，、隔孔布置，单机重量机重量1250kN1250kN，动力系数力系数1.31.39 9平台均平台均载按按10KN/m210KN/m2考考虑1010起重起重设备布置一台布置一台250t-m250t-m塔吊塔吊和一台和一台80t80t龙门吊龙门吊1111船舶荷船舶荷载平台两平台两侧各考各考虑200kN200kN系系缆力力钢平台计算工况类型钢平台计算工况类型 及最不利工况确定及最不利工况确定 根据钢平台的施工工艺、海床冲刷及使用期间可能根据钢平台的施工工艺、海床冲刷及使用期间可能出现台风侵袭，平台设计考虑出现台风侵袭，平台设计考虑以下以下工况：工况：1 1单桩稳定单桩稳定验算；验算；2

42、 2平潭大桥水流速不算太大，平潭大桥水流速不算太大，冲刷深度冲刷深度5m5m考虑考虑；3 3成桩前成桩前抗台风抗台风；4 4平台未全部完成时的平台未全部完成时的抗台风抗台风情况情况；5 5整个平台在整个平台在最大最大冲刷深度时抵抗台风冲刷深度时抵抗台风；6 6整个平台在整个平台在最大最大冲刷深度时正常工作冲刷深度时正常工作。第第4 4种为最不利工况种为最不利工况。钢平台施工钢平台施工 整个上下游平台及护筒区平联、梁系等施工均整个上下游平台及护筒区平联、梁系等施工均是比较常规的施工方法，钢护筒沉放施工才是整个是比较常规的施工方法，钢护筒沉放施工才是整个钢平台施工的重点，也是难点。钢平台施工的重点

43、，也是难点。1.1.起始平台施工起始平台施工起始平台位于钻孔平台下游侧，其主要作用是起始平台位于钻孔平台下游侧，其主要作用是为沉放钢护筒，安装移动悬挑式定位导向架，提供为沉放钢护筒，安装移动悬挑式定位导向架，提供具有足够刚度的工作平台，施工流程见图具有足够刚度的工作平台，施工流程见图3.33.3。搭设上游侧施工平台及两侧辅助桩搭设上游侧施工平台及两侧辅助桩安装下游侧桅杆吊安装下游侧桅杆吊钻孔桩施工钻孔桩施工平台上设施设备安装调试平台上设施设备安装调试整体钢平台的形成整体钢平台的形成重复以上步骤完成护筒区平台的搭设重复以上步骤完成护筒区平台的搭设打桩船抛锚定位打桩船抛锚定位沉放起始平台钢管桩沉放

44、起始平台钢管桩运桩船就位运桩船就位桩间连接形成起始平台桩间连接形成起始平台悬臂式定位导向架安装、定位悬臂式定位导向架安装、定位沉放第一排钢护筒沉放第一排钢护筒起重船就位起重船就位钢护筒制作、运输钢护筒制作、运输导向架前移及精确定位导向架前移及精确定位沉放第二排钢护筒沉放第二排钢护筒导导向向架架制制作作平联及支撑梁的安装平联及支撑梁的安装平联及支撑梁的安装平联及支撑梁的安装图图3.3 3.3 钻孔施工平台搭设施工工艺流程图钻孔施工平台搭设施工工艺流程图钢平台施工钢平台施工2.2.护筒区平台施工护筒区平台施工护筒区平台是钻孔桩施工平台最核心的部分，护筒区平台是钻孔桩施工平台最核心的部分，是主要的受

45、力结构，也是施工难度最大的部分。护是主要的受力结构，也是施工难度最大的部分。护筒区平台施工中最重要的是钢护筒沉放施工，沉放筒区平台施工中最重要的是钢护筒沉放施工，沉放质量不但关系到护筒区平台的安全，而且还关系到质量不但关系到护筒区平台的安全，而且还关系到钻孔桩施工能否顺利进行，如何保证钢护筒的沉放钻孔桩施工能否顺利进行，如何保证钢护筒的沉放精度精度( (包括平面位置及垂直度包括平面位置及垂直度) )，又是钢护筒沉放施，又是钢护筒沉放施工中的关键。护筒沉放工艺流程见图工中的关键。护筒沉放工艺流程见图3.63.6示。示。 1、安装导向梁、安装导向梁2、安装定位调整装置、安装定位调整装置3、插入钢护

46、筒、插入钢护筒4、振沉钢护筒、振沉钢护筒钢护筒沉放施工整体式导向架沉放工艺 a、导向架就位 b、护筒起吊 c、护筒进龙口 d、测量定位 e、振动下沉 f、沉放设计标高 移动式导向架沉放工艺g、移导向架，依次沉放杭州湾大桥杭州湾大桥钢平台处的海底防护钢平台处的海底防护 平潭大桥由于水流速小，冲刷不大，故此没有平潭大桥由于水流速小，冲刷不大，故此没有采取海底防护措施。杭州湾大桥、在建的嘉绍大桥采取海底防护措施。杭州湾大桥、在建的嘉绍大桥因因流速大、冲刷快流速大、冲刷快，为了确保钢平台施工以及钻孔为了确保钢平台施工以及钻孔桩施工期间的安全，在钢平台施工期间同时进行平桩施工期间的安全，在钢平台施工期间

47、同时进行平台处台处海底防护海底防护。具体的防护方法为如下：。具体的防护方法为如下：由于钢平台及钢护筒是按照从下游至上游的推由于钢平台及钢护筒是按照从下游至上游的推进法施工，所以抛填维护工作也是按照此方法进行。进法施工，所以抛填维护工作也是按照此方法进行。每沉放完一根护筒后，在高平潮或低平潮时段流速每沉放完一根护筒后，在高平潮或低平潮时段流速较小时，利用多功能作业驳上的起重设备将较小时，利用多功能作业驳上的起重设备将袋装砂袋装砂用大型网兜吊运至该护筒周围进行用大型网兜吊运至该护筒周围进行抛填抛填。待推。待推钢平台处的海底防护钢平台处的海底防护进至两排护筒后，再对已经形成平台的区域进进至两排护筒后

48、，再对已经形成平台的区域进行补抛找平，保证抛填厚度达到行补抛找平，保证抛填厚度达到1.5m1.5m以上。当钢平以上。当钢平台施工全部完成后，再将抛填的范围扩大，对平台台施工全部完成后，再将抛填的范围扩大，对平台边缘向外侧边缘向外侧15m15m的范围进行抛填的范围进行抛填，抛填厚度仍然按照，抛填厚度仍然按照不小于不小于1.5m1.5m控制。控制。在钻孔桩施工期间，还要求对平台处海底标高在钻孔桩施工期间，还要求对平台处海底标高进行进行定期测量定期测量，了解冲刷情况了解冲刷情况，使钢平台始终处于，使钢平台始终处于设计的安全受控状态。设计的安全受控状态。小小 结结 平潭海峡平潭海峡大桥大桥三个三个主墩

49、主墩和两个交界墩和两个交界墩施施工平台，从工平台，从2002008 8年初开始进行搭设，年初开始进行搭设，2002009 9年年3 3月份完成桩基施工，平台开始拆除。在搭设月份完成桩基施工，平台开始拆除。在搭设过程中及后续进行的钻孔桩基础施工过程中过程中及后续进行的钻孔桩基础施工过程中经受了多次台风、大潮汛、大波浪的考验，经受了多次台风、大潮汛、大波浪的考验，状况良好，对此施工平台下面谈几点体会：状况良好，对此施工平台下面谈几点体会：小小 结结1 1采用入土深度达采用入土深度达2727m m的钢护筒作为支撑桩的的钢护筒作为支撑桩的平台结构形式平台结构形式, ,能够满足流急、浪高、台风等条件下能

50、够满足流急、浪高、台风等条件下平台平台整体稳定性整体稳定性要求，同时节约要求，同时节约施工成本施工成本。2 2采用采用移动悬挑式导向架移动悬挑式导向架以及以及整体式导向架整体式导向架进进行海行海上上钢护筒的沉放，能够满足钢护筒沉放钢护筒的沉放，能够满足钢护筒沉放精度要精度要求求，是一种行之有效的施工方法，导向架刚度设计，是一种行之有效的施工方法，导向架刚度设计时尽量考虑大刚度。时尽量考虑大刚度。小小 结结3 3钢护筒沉放完成后，要及时与已行成平台进钢护筒沉放完成后，要及时与已行成平台进行连接，保证钢护筒在水流力、波浪力作用下不发行连接，保证钢护筒在水流力、波浪力作用下不发生偏位。生偏位。4 4

51、在钢护筒沉放过程中以及后期平台使用中，在钢护筒沉放过程中以及后期平台使用中，定期进行海底定期进行海底泥面观测泥面观测，掌控海底泥面冲刷情况和，掌控海底泥面冲刷情况和发展动态，制定出海底防护的预案；并定期进行平发展动态，制定出海底防护的预案；并定期进行平联焊缝检查，保证平台的使用安全。联焊缝检查，保证平台的使用安全。 小小 结结5 5施工平台在施工过程中证明了平台的一些技施工平台在施工过程中证明了平台的一些技术参数如平台顶标高、平台尺寸等，以及设计条件术参数如平台顶标高、平台尺寸等，以及设计条件的确定是合适的，为其他海上桥梁施工平台设计提的确定是合适的，为其他海上桥梁施工平台设计提供了借鉴。供了

52、借鉴。6 6此施工平台采用的结构形式决定了现场焊接此施工平台采用的结构形式决定了现场焊接工作量很大，由于工作量很大，由于恶劣海况气候影响恶劣海况气候影响，有效工作时，有效工作时间比较少，间比较少，工效低工效低，所以还有可以改进的部分。例，所以还有可以改进的部分。例如由于焊接工作量大，应该尽量将一些构件在陆地如由于焊接工作量大，应该尽量将一些构件在陆地上加工成品，运到现场安装，减小现场焊接工作量。上加工成品，运到现场安装，减小现场焊接工作量。四、四、跨海大桥深水基础跨海大桥深水基础 钻孔桩施工技术钻孔桩施工技术1.1.施工平台及孔位布置施工平台及孔位布置2.2.施工工艺及设备的选择施工工艺及设备

53、的选择3.3.桩底注浆桩底注浆4.4.施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术5.5.小结小结施工平台及孔位布置施工平台及孔位布置 平潭大桥平潭大桥主墩桩基主墩桩基按梅花型布置按梅花型布置、承台为长方承台为长方形形型，承台平面尺寸为型，承台平面尺寸为34.721.5m34.721.5m。钻孔施工平台。钻孔施工平台是利用是利用钢护筒钢护筒作为整个平台的作为整个平台的支承受力桩支承受力桩，护筒区，护筒区外侧设置靠船桩外侧设置靠船桩及龙门吊轨道平台及龙门吊轨道平台，护筒之间及护，护筒之间及护筒与桩之间用平联联结，护筒上设搁置牛腿，牛腿筒与桩之间用平联联结，护筒上设搁置牛腿，牛腿上

54、布置分配梁，并铺设面板形成钻孔桩施工平台。上布置分配梁，并铺设面板形成钻孔桩施工平台。钻孔桩钻孔桩钢护筒钢护筒直径为直径为3.3.0 0m m，壁厚，壁厚2525mmmm，长，长5 55 5m m，入土，入土深度深度2 27 7m m。因外海施工的需要，在护筒区上下游搭设。因外海施工的需要，在护筒区上下游搭设生活区平台和生产区平台，整个施工平台尺寸为生活区平台和生产区平台，整个施工平台尺寸为58.558.5mm3939m m，平台布置见图，平台布置见图4.14.1。 图图4.1 4.1 施工平台及孔位布置图施工平台及孔位布置图施工工艺及设备的选择施工工艺及设备的选择1.1.施工工艺流程施工工艺

55、流程主墩桩基施工机械采用大功率主墩桩基施工机械采用大功率回转钻回转钻机机钻进、钻进、气举反循环气举反循环的成孔工艺，交界的成孔工艺，交界墩采用墩采用冲击钻冲击钻工艺。混凝土采用工艺。混凝土采用水上拌水上拌和船和船搅拌、泵送水下混凝土灌注的方法。搅拌、泵送水下混凝土灌注的方法。施工工艺及设备的选择施工工艺及设备的选择2.2.施工设备施工设备钻机的扭矩钻机的扭矩是影响钻进成孔进度的关键因素，是影响钻进成孔进度的关键因素，根据本工程的地层情况和距施工平台面钻孔深度达根据本工程的地层情况和距施工平台面钻孔深度达9 90m0m的特点，施工中还要穿过的特点，施工中还要穿过含砂含砂淤泥质土层淤泥质土层、砂土

56、砂土层、粘土层、层、粘土层、强风化、弱风化、微风化强风化、弱风化、微风化等地层，对等地层，对钻机的钻杆质量、扭矩要求较高，选用了技术先进、钻机的钻杆质量、扭矩要求较高，选用了技术先进、扭矩较大、提升能力较大的扭矩较大、提升能力较大的全液压钻机全液压钻机，选用的钻，选用的钻机性能参数见表机性能参数见表4.14.1。对于交界墩桩基较短（钻孔深对于交界墩桩基较短（钻孔深度近度近80m80m），采用了），采用了冲击钻冲击钻钻孔工艺，也非常成功。钻孔工艺，也非常成功。名名 称称最大最大钻孔口径孔口径(m)(m)最大最大钻孔深度孔深度(m)(m)扭矩扭矩(t.m)(t.m)最大最大钻速速( (转/min)

57、/min)芯管直芯管直径径(mm)(mm)最大提最大提升力升力(t)(t)排渣方式排渣方式中昇中昇300030003.03.01401402 24 41616321321150150气气举反循反循环上探上探GD-GD-3 35 53.53.51501502 28 82020351351160160气气举反循反循环表表4.1 4.1 钻机性能参数钻机性能参数桩底注浆桩底注浆1.1.桩底压浆的机理桩底压浆的机理钻孔灌注桩后压浆是在桩基钢筋笼内预置压浆管钻孔灌注桩后压浆是在桩基钢筋笼内预置压浆管路，待混凝土达到一定强度后，通过压浆管路采用高路，待混凝土达到一定强度后，通过压浆管路采用高压注浆泵注入水

58、泥浆液，使一部分水泥浆液进入桩底压注浆泵注入水泥浆液，使一部分水泥浆液进入桩底土层，另一部分水泥浆液沿桩壁的四周向上走，最终土层，另一部分水泥浆液沿桩壁的四周向上走，最终达到一定的高度。所以，进行桩底注浆可以使桩底沉达到一定的高度。所以，进行桩底注浆可以使桩底沉渣及桩壁一定高度范围内的泥皮隐患渣及桩壁一定高度范围内的泥皮隐患。 桩底注浆工艺在平潭大桥并未采用，但因为其对于提高桩基承载力有显著作用，并在杭州湾、东海大桥、苏通大桥、上海长江大桥等多做著名的桥梁上成功应用，是一种非常使用的一种工艺，在此进行简单介绍。桩底注浆桩底注浆得到改善，提高桩底土层的承载力以及桩与桩壁土得到改善，提高桩底土层的

59、承载力以及桩与桩壁土层之间的极限摩阻力，最终层之间的极限摩阻力，最终提高钻孔灌注桩承载力提高钻孔灌注桩承载力、减小桩的沉降量。减小桩的沉降量。 2.2.压浆回路布置压浆回路布置 在桩底压浆管的形式中有两种，即直管法和在桩底压浆管的形式中有两种，即直管法和“U”“U”管法，在东海大桥应用的是直管法，而苏通大管法，在东海大桥应用的是直管法，而苏通大桥应用的是桥应用的是“U”“U”管法，杭州湾大桥总结了东海大桥管法，杭州湾大桥总结了东海大桥和苏通大桥的经验，注浆管的形式采用和苏通大桥的经验，注浆管的形式采用“U”“U”管法。管法。共布置共布置8 8根注浆管，形成四个回路根注浆管，形成四个回路。桩底注

60、浆桩底注浆其中四根其中四根603.5603.5注浆管兼作声测管，四根注浆管兼作声测管，四根33.53.2533.53.25钢管为专用注浆管，相邻两根钢管为专用注浆管，相邻两根声测管及两根注浆管之间互成声测管及两根注浆管之间互成9090角，注浆角，注浆管在桩底形成管在桩底形成“U”“U”回路。回路。“U”“U”回路桩底直回路桩底直线段布置向下和向水平方向的注浆孔，并与线段布置向下和向水平方向的注浆孔，并与钢筋笼底端平齐。钢筋笼底端平齐。 注浆管的布置见图注浆管的布置见图4.34.3。图图4.3 4.3 钢筋笼注浆管的布置钢筋笼注浆管的布置桩底注浆桩底注浆3.3.浆液配合比浆液配合比借鉴杭州湾先期

61、施工标段的施工经验，浆液的借鉴杭州湾先期施工标段的施工经验，浆液的性能性能( (特别是浆液的水灰比和初凝时间特别是浆液的水灰比和初凝时间) )直接影响到直接影响到注浆质量，所以浆液的配合比十分重要，其注浆质量，所以浆液的配合比十分重要，其配合比配合比如表如表4.34.3。表表4.3 4.3 压浆液配合比压浆液配合比材料用料材料用料水泥水泥膨膨润土土水水减水减水剂 初凝初凝时间 7 7天天强强度度重量重量(kg)(kg)86686687876936938.668.665h5h5MPa5MPa水灰比水灰比0.850.85桩底注浆桩底注浆4 .4 .工程实施及效果分析工程实施及效果分析利用两根工程桩

62、进行了钻孔桩工艺试验及承载利用两根工程桩进行了钻孔桩工艺试验及承载力试验，其中一根桩又进行了注浆前后承载力对比力试验，其中一根桩又进行了注浆前后承载力对比试验，另外一根桩只做注浆后的承载力试验，试验，另外一根桩只做注浆后的承载力试验，23#试桩压浆后承载力较压浆前提高了试桩压浆后承载力较压浆前提高了43.5%。提高幅。提高幅度基本上与东海大桥度基本上与东海大桥(注浆后承载力提高注浆后承载力提高60%左右左右)和苏通大桥和苏通大桥(注浆后承载力提高注浆后承载力提高40%左右左右)接近。接近。表表表表4.4 4.4 杭州湾大桥杭州湾大桥杭州湾大桥杭州湾大桥压浆前后试桩结果汇总压浆前后试桩结果汇总压

63、浆前后试桩结果汇总压浆前后试桩结果汇总桩桩 号号 设计单桩承设计单桩承载力载力(kN) 桩端最大桩端最大承载力承载力(kN)桩端位移桩端位移(mm)桩顶位移桩顶位移4mm时对应时对应的承载力的承载力(kN) 23#试桩试桩(压浆前压浆前) 30000 2160010550134 23#试桩试桩(压浆后压浆后)288001071958 25#试桩试桩(压浆后压浆后)2818222.462918 施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术1.1.护筒变形及处理护筒变形及处理平潭海峡大桥由于非常不利的特殊地质条件，平潭海峡大桥由于非常不利的特殊地质条件，也出现了也出现了杭州湾大桥杭

64、州湾大桥一样钢护筒一样钢护筒底口严重变形底口严重变形的情的情况。主况。主桥主墩钢护筒的规格相同桥主墩钢护筒的规格相同( (均为均为330 00020025 5mm)mm)、入土深度为、入土深度为2727m m左右；虽然钢护筒左右；虽然钢护筒的沉放工艺的沉放工艺采用了采用了移动悬挑式导向架移动悬挑式导向架和整体式和整体式大跨大跨度简支桁架度简支桁架两种工艺。两种工艺。利用利用激振力大激振力大720t720t的液压的液压振动锤振动锤将钢护筒将钢护筒拔出拔出泥面，底口变形成泥面，底口变形成丁字丁字型，如图示。型，如图示。平潭海峡大桥钢护筒变形图平潭海峡大桥钢管桩变形图图图4.4 4.4 杭州湾大桥杭

65、州湾大桥护筒底口护筒底口变形实例图变形实例图施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术1 1）钢护筒变形的原因分析）钢护筒变形的原因分析 钢护筒下沉过程内、外土压力不均衡钢护筒下沉过程内、外土压力不均衡的影响的影响 钢护筒刚度影响钢护筒刚度影响 钢护筒加工精度的影响钢护筒加工精度的影响 地层变化以及孤石影响。地层变化以及孤石影响。施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术2 2）变形钢护筒的处理）变形钢护筒的处理变形钢护筒处理采取以下二种方法，即变形钢护筒处理采取以下二种方法，即水下切水下切割割变形钢护筒和变形钢护筒和千斤顶顶撑千斤顶顶撑变形钢护筒。由于千斤

66、变形钢护筒。由于千斤顶顶撑的施工方法无法解决顶撑后回弹的问题，所顶顶撑的施工方法无法解决顶撑后回弹的问题，所以该方法很难成功。以该方法很难成功。施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术2.2.钢护筒漏浆钢护筒漏浆串孔串孔及处理及处理钢护筒经水下切割后，在钻孔过程中发现护筒钢护筒经水下切割后，在钻孔过程中发现护筒普遍存在普遍存在漏浆漏浆现象，经过多次试验，最终确定采用现象，经过多次试验，最终确定采用护筒外注浆及沉放内护筒法，因为这两种方法能够护筒外注浆及沉放内护筒法，因为这两种方法能够有效解决漏浆问题。有效解决漏浆问题。串孔在平潭大桥也很常见。主要采用钢护筒跟串孔在平潭大桥也

67、很常见。主要采用钢护筒跟进和加入水泥造浆等方式进行堵塞。进和加入水泥造浆等方式进行堵塞。施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术3.3. 钻进过程中糊钻问题及处理钻进过程中糊钻问题及处理桩基钻进成孔过程中主要地层为粘土层，桩基钻进成孔过程中主要地层为粘土层，尤其是硬塑状的粘土、亚粘土，粘性很大，尤其是硬塑状的粘土、亚粘土，粘性很大，粘土粘附在多头钻刀片上，产生抱钻、甩不粘土粘附在多头钻刀片上，产生抱钻、甩不掉、堵死出渣口的现象，造成无法正常钻进，掉、堵死出渣口的现象，造成无法正常钻进，被糊住的钻头见图被糊住的钻头见图4.84.8。图图4.8 4.8 被粘土糊住的钻头被粘土糊

68、住的钻头施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的主要问题及处理技术1 1）糊钻原因分析）糊钻原因分析 在硬塑粘土层钻进，进尺过快，钻渣大，出在硬塑粘土层钻进，进尺过快，钻渣大，出浆口堵塞，易造成糊钻。浆口堵塞，易造成糊钻。 在粘性土层成孔，钻速过慢，未能将切削泥在粘性土层成孔，钻速过慢，未能将切削泥土甩开，附在钻头刀片上，将钻头抱住。土甩开，附在钻头刀片上，将钻头抱住。 与泥浆流动形式、钻头形式有关。与泥浆流动形式、钻头形式有关。 与空压机气举压力和排量有关，空压机较小与空压机气举压力和排量有关，空压机较小无法将较深的钻渣吸出。无法将较深的钻渣吸出。施工中遇到的主要问题及处理技术施工中遇到的

69、主要问题及处理技术2 2）处理糊钻的措施）处理糊钻的措施 对钻头进行优化对钻头进行优化 加强泥浆指标的控制加强泥浆指标的控制 加大空压机压力加大空压机压力 加强钻孔操作控制加强钻孔操作控制 提高钻机转速提高钻机转速小小 结结 跨海大桥钻孔桩施工因海况条件恶劣，施工难度跨海大桥钻孔桩施工因海况条件恶劣，施工难度大，对施工组织、施工设备要求极高，对海上钻孔桩大，对施工组织、施工设备要求极高，对海上钻孔桩施工基础几点认识总结如下：施工基础几点认识总结如下：1 1关于施工设备关于施工设备因海上风浪较大，尤其是季风季节，海上大风持因海上风浪较大，尤其是季风季节，海上大风持续数日，一旦钻孔桩成孔后，受风影

70、响很难进行钢筋续数日，一旦钻孔桩成孔后，受风影响很难进行钢筋笼下放及混凝土施工，因此海上施工设备的配备一定笼下放及混凝土施工，因此海上施工设备的配备一定要尽量选用大型的抗风、抗浪、稳性好的设备。要尽量选用大型的抗风、抗浪、稳性好的设备。小小 结结 2 2关于海水泥浆关于海水泥浆 使用海水泥浆钻进成孔孔壁稳定，质量使用海水泥浆钻进成孔孔壁稳定，质量有保证，环节少，经济效益明显，值得推广有保证，环节少，经济效益明显，值得推广运用。运用。在东海大桥、杭州湾大桥、青岛海湾在东海大桥、杭州湾大桥、青岛海湾大桥、金塘大桥等多座桥梁中成功应用。大桥、金塘大桥等多座桥梁中成功应用。小小 结结3 3关于钢护筒关

71、于钢护筒钢护筒除了要满足合适的入土深度，还要考虑钢护筒除了要满足合适的入土深度，还要考虑要有适当的刚度，根据经验总结壁厚应不小于直径要有适当的刚度，根据经验总结壁厚应不小于直径的的1/11/15 50 0，同时护筒底口，同时护筒底口10m10m段应采用增加材质强度段应采用增加材质强度级别或采取加强措施，如设置环向箍、竖向肋等措级别或采取加强措施，如设置环向箍、竖向肋等措施，避免护筒下沉过程中底口产生变形，在福建平施，避免护筒下沉过程中底口产生变形，在福建平潭海峡大桥施工中经过对比，取得较好的经验。潭海峡大桥施工中经过对比，取得较好的经验。小小 结结福建平潭海峡大桥大型深水基础结构是福建平潭海峡

72、大桥大型深水基础结构是2222根直根直径径2.8m2.8m的群桩基础，钢护筒直径的群桩基础，钢护筒直径3.0m3.0m，长，长55m55m，壁厚，壁厚2 25 5mmmm，Q Q345C345C材质。材质。前期前期2222根下沉的护筒未采取任何加强措施，大根下沉的护筒未采取任何加强措施，大部分发生变形，直径部分发生变形，直径2m2m钻头穿不过护筒。钻头穿不过护筒。后期对护筒底部后期对护筒底部10m10m范围设置三道范围设置三道环向加强箍环向加强箍和和竖向加强肋竖向加强肋（壁厚及材质不变），增强底节段的整（壁厚及材质不变），增强底节段的整体刚度，结果没有护筒发生变形。底部加强护筒见体刚度，结果没

73、有护筒发生变形。底部加强护筒见图图4.104.10。 环向箍环向箍1竖向肋竖向肋环向箍环向箍2环向箍环向箍3 图图4.10 4.10 钢护筒底节部分加固图片钢护筒底节部分加固图片五、跨海大桥深水基础五、跨海大桥深水基础 大体积承台施工技术大体积承台施工技术1.1.概述概述2.2.钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工3.3.大体积承台混凝土施工大体积承台混凝土施工4.4.小结小结概概 述述 平潭大桥处平潭大桥处在自然条件在自然条件恶劣的海况条件下恶劣的海况条件下，受，受风、流、潮的影响比较大。尤其是风、流、潮的影响比较大。尤其是主桥墩钢吊箱施主桥墩钢吊箱施工处在冬季季风盛行的季节。工处在冬季季风盛行

74、的季节。在海中间，在海中间，最大最大潮差潮差达达7m7m，施工条件极端恶劣。因海况条件制约，施工条件极端恶劣。因海况条件制约，安装安装定位要求在短时间内快速精确的完成，以避开潮差、定位要求在短时间内快速精确的完成，以避开潮差、风浪等各种因素的影响。风浪等各种因素的影响。平潭平潭钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工1.1.钢吊箱的设计钢吊箱的设计1 1）设计思路）设计思路钢吊箱是为承台施工而设计的临时钢吊箱是为承台施工而设计的临时阻水结构阻水结构，其作用是通过吊箱侧板壁体和底板封底混凝土共同其作用是通过吊箱侧板壁体和底板封底混凝土共同围水，为承台施工提供无水的围水，为承台施工提供无水的干施工干施工环

75、境环境和兼作承和兼作承台施工台施工模板模板。为了解决快速定位安装问题，采用了设置调梁为了解决快速定位安装问题，采用了设置调梁牛腿的方式进行定位。牛腿的方式进行定位。平潭大桥平潭大桥钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工2 2）主要设计条件）主要设计条件 1 1、钢吊箱顶标高、钢吊箱顶标高+5.80m+5.80m 2 2、钢吊箱底标高、钢吊箱底标高-2.00m-2.00m 3 3、钢吊箱底板标高、钢吊箱底板标高-1.00m-1.00m 4 4、承台底标高、承台底标高+0.00m+0.00m 5 5、封底砼厚度、封底砼厚度1.0m1.0m 6 6、封底砼标号、封底砼标号C C3030 7 7、承台顶标高

76、、承台顶标高+5.00m+5.00m 第一次浇筑承台厚度第一次浇筑承台厚度 2.00m2.00m。钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工8 8、水位：、水位：设计高潮位：设计高潮位：3.29m 3.29m 设计低潮位：设计低潮位：-3.0m-3.0m防台验算高潮位：防台验算高潮位：4.23m 4.23m 防台验算低潮位：防台验算低潮位：-3.67m-3.67m9 9、波浪：、波浪：钢吊箱安装、就位、封底砼及承台砼施钢吊箱安装、就位、封底砼及承台砼施工工：H H1.52m1.52m，T T4.7S4.7S钢吊箱吊装定位、吊箱抽水钢吊箱吊装定位、吊箱抽水：H H2.03m2.03m，T T5.1S5.1

77、S防台工况防台工况：H H2.81m2.81m，T T5.8S5.8S1010、护筒与封底砼间的粘结力、护筒与封底砼间的粘结力 f=300kN/m2 f=300kN/m2 钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工2.2.钢吊箱的加工制作钢吊箱的加工制作由于由于施工钢吊箱时只能找到施工钢吊箱时只能找到500t500t起重船，而主起重船，而主桥墩钢吊箱总重近桥墩钢吊箱总重近800t800t，若采用整体安装钢吊箱施，若采用整体安装钢吊箱施工，则工，则浮吊起浮吊起重量达重量达10001000多吨。考虑施工成本和吊多吨。考虑施工成本和吊装安全，采用了钢吊箱在平潭东澳码头装安全，采用了钢吊箱在平潭东澳码头码头码头

78、分两块分两块整体制作的方式。这样就可以分整体制作的方式。这样就可以分两次各吊装一半两次各吊装一半钢钢吊箱，又可以满足吊箱，又可以满足尺寸大尺寸大钢吊箱钢吊箱加工精度高加工精度高的的要求要求。钢吊箱设计与施工钢吊箱设计与施工3.3.钢吊箱吊装施工钢吊箱吊装施工钢吊箱在钢吊箱在码头码头码头码头分两块整体制作好以后分两块整体制作好以后，利，利用浮吊起吊用浮吊起吊一块一块钢吊箱并运至钢吊箱并运至现场现场安装安装，然后再回，然后再回头吊另一块钢吊箱头吊另一块钢吊箱。因为优化了安装定位方式，在全天任何时段均因为优化了安装定位方式，在全天任何时段均可安装定位，但内部的拉杆以及封孔等加固焊接工可安装定位，但内

79、部的拉杆以及封孔等加固焊接工作仍需在低潮位时段进行。作仍需在低潮位时段进行。两块钢吊箱的拼缝采用高强螺栓连接。两块钢吊箱的拼缝采用高强螺栓连接。 1 1有关钢吊箱施工有关钢吊箱施工随着大跨径桥梁的不断涌现，桥梁基础的规模随着大跨径桥梁的不断涌现，桥梁基础的规模越来越大，钢吊箱作为桥梁大型深水基础承台施工越来越大，钢吊箱作为桥梁大型深水基础承台施工的主要隔水结构，尺寸也越来越大，因钢吊箱比混的主要隔水结构，尺寸也越来越大，因钢吊箱比混凝土吊箱具有自重轻、可拆卸、可周转等优点，应凝土吊箱具有自重轻、可拆卸、可周转等优点，应用较多。钢吊箱的施工工艺也在不断推陈用较多。钢吊箱的施工工艺也在不断推陈出新

80、，超出新，超大型钢吊箱施工方法主要有如下几种：大型钢吊箱施工方法主要有如下几种：方法一方法一 为减少主线施工时间，首节钢吊箱为减少主线施工时间，首节钢吊箱工厂内制工厂内制作作, ,船运船运至施工现场至施工现场, ,采用大型采用大型浮吊整体吊装浮吊整体吊装就位。就位。 例如舟山金塘大桥钢吊箱：金塘大桥钢吊箱长例如舟山金塘大桥钢吊箱：金塘大桥钢吊箱长60.88m,60.88m,宽宽38.12m,38.12m,高高9.858m,9.858m,重约重约1623t1623t，安装施工，安装施工下图下图5.165.16示。示。 图图5.16 5.16 金塘大桥钢吊箱安装图片金塘大桥钢吊箱安装图片方法二方法

81、二 在钻孔桩施工结束后，在钻孔平台上搭建钢在钻孔桩施工结束后，在钻孔平台上搭建钢吊箱拼装平台，然后在吊箱拼装平台，然后在平台上组拼平台上组拼钢吊箱，钢吊箱钢吊箱，钢吊箱组拼完毕，采用组拼完毕，采用浮吊或千斤顶浮吊或千斤顶等设备将钢吊箱整体等设备将钢吊箱整体下放到位。下放到位。例如苏通大桥主桥墩基础钢吊箱施工即采例如苏通大桥主桥墩基础钢吊箱施工即采用千用千斤顶整体下放到位。斤顶整体下放到位。南京四桥南主塔钢南京四桥南主塔钢吊箱采用浮吊箱采用浮吊下放。吊下放。南京四桥南主塔钢吊箱重重1700吨，浮吊抬吊。吨，浮吊抬吊。图图5.17 苏通桥主苏通桥主4 4号墩钢吊箱设计为双壁有底自浮式钢号墩钢吊箱设

82、计为双壁有底自浮式钢吊箱，安装完后形状为哑铃形，外壁长吊箱，安装完后形状为哑铃形，外壁长117.950m117.950m，外壁宽为外壁宽为52.300m52.300m，壁间宽度为，壁间宽度为2m2m，高度，高度18.5m18.5m，总，总重约重约6180t6180t。国内国内没有大型起重船没有大型起重船能够整体起吊，钢吊箱采能够整体起吊，钢吊箱采用工厂分块分节段制作，现场散拼、逐节沉放的技用工厂分块分节段制作，现场散拼、逐节沉放的技术方案。首节吊箱重术方案。首节吊箱重3120t3120t，钢吊箱采用，钢吊箱采用连续千斤顶连续千斤顶多点起吊、同步下放，入水自浮后，通过加配重沉多点起吊、同步下放，

83、入水自浮后，通过加配重沉放吊箱至指定位置。下图放吊箱至指定位置。下图5.15.18 8示示。千斤顶千斤顶 图图5.15.18 8 苏通大桥钢吊箱安装图片苏通大桥钢吊箱安装图片方法三方法三 钢吊箱预先分几大块工厂进行制作，钢吊箱预先分几大块工厂进行制作，在钻孔桩施工结束后，分三部分先后现场用在钻孔桩施工结束后，分三部分先后现场用浮吊安装，最后在现场连接成整体。例如杭浮吊安装，最后在现场连接成整体。例如杭州湾钢吊箱施工，每部分重约州湾钢吊箱施工，每部分重约600600吨，下图吨，下图5.15.19 9示。示。 图图5.15.19 9 杭州湾大桥钢吊箱安装图片杭州湾大桥钢吊箱安装图片方法四方法四 钢

84、吊箱在船厂船台上制作完毕，解除钢吊箱在船厂船台上制作完毕，解除钢吊箱固定装置，牵引钢吊箱沿滑道下滑入钢吊箱固定装置，牵引钢吊箱沿滑道下滑入水水自浮，自浮，浮运浮运现场利用现场利用浮吊吊装浮吊吊装就位，优点就位，优点是可以克服桥区无大型构件加工场地的难题。是可以克服桥区无大型构件加工场地的难题。上海隧桥工程主塔承台基础钢吊箱采用上上海隧桥工程主塔承台基础钢吊箱采用上述方法施工。述方法施工。上海隧桥主塔承台基础钢吊箱长上海隧桥主塔承台基础钢吊箱长72.472.4m m，宽，宽37.437.4m m，高，高10m10m，吊箱重约，吊箱重约14801480t t，在江苏靖江某船，在江苏靖江某船厂加工，

85、由靖江八圩汽渡上游厂加工，由靖江八圩汽渡上游5050米处船台出发，米处船台出发，浮运至上海长江隧桥浮运至上海长江隧桥B5B5标施工现场，利用起重船标施工现场，利用起重船安装就位，安装就位，其浮运里程达其浮运里程达220220余公里余公里，经过长江江，经过长江江苏省、上海市两地，下图苏省、上海市两地，下图5.195.19示。示。 图图5.20 上海隧桥工程钢吊箱浮运、吊装上海隧桥工程钢吊箱浮运、吊装平潭大桥钢套箱施工平潭大桥钢套箱施工分块整体制作。既可以保证制作安装的精度，分块整体制作。既可以保证制作安装的精度，又可以解决安装设备起重量不足的难题。平潭海又可以解决安装设备起重量不足的难题。平潭海

86、峡大桥主桥墩，采用此种方式完美的实现了快速峡大桥主桥墩，采用此种方式完美的实现了快速精确的防撞钢吊箱安装任务。主桥墩防撞钢吊箱精确的防撞钢吊箱安装任务。主桥墩防撞钢吊箱尺寸长尺寸长40.5m40.5m、宽、宽26.1m26.1m、高、高7.8m7.8m，重量近，重量近800t800t。分两块制作分两块制作，采用，采用500t500t起重船分两次安装。起重船分两次安装。 平潭海峡大桥平潭海峡大桥钢吊箱钢吊箱制作制作浮运浮运 平潭海峡大桥平潭海峡大桥钢吊箱吊装钢吊箱吊装大体积承台混凝土施工大体积承台混凝土施工1.1.高性能海工混凝土配制高性能海工混凝土配制2.2.承台混凝土浇注承台混凝土浇注3.3

87、.承台大体积混凝土的裂缝控制承台大体积混凝土的裂缝控制4.4.钢筋防腐技术：钢筋防腐技术：环氧钢筋、外加电流阴环氧钢筋、外加电流阴极防护技术极防护技术2 2海洋环境下混凝土耐久性结构防腐研究海洋环境下混凝土耐久性结构防腐研究海洋环境下，必须考虑结构物的防腐，对于钢海洋环境下，必须考虑结构物的防腐，对于钢管桩基础结构，首先选择较大的壁厚，以牺牲壁厚管桩基础结构，首先选择较大的壁厚，以牺牲壁厚达到防腐蚀；其次采用多层复合熔溶结合改性环氧达到防腐蚀；其次采用多层复合熔溶结合改性环氧涂层为主，辅以牺牲阳极联合防护方案；对于混凝涂层为主，辅以牺牲阳极联合防护方案；对于混凝土基础结构腐蚀，主要防止钢筋锈蚀

88、，环境恶劣、土基础结构腐蚀，主要防止钢筋锈蚀，环境恶劣、保护层不足、氯离子渗透是导致混凝土结构破坏的保护层不足、氯离子渗透是导致混凝土结构破坏的主要原因。混凝土结构腐蚀情况见下页图示。主要原因。混凝土结构腐蚀情况见下页图示。海洋环境混凝土基础结构腐蚀情况海洋环境混凝土基础结构腐蚀情况海洋环境混凝土基础结构腐蚀情况海洋环境混凝土基础结构腐蚀情况基础的防腐基础的防腐 为达到混凝土结构设计基准期为达到混凝土结构设计基准期100100年内钢年内钢筋不锈蚀，筋不锈蚀，跨海桥梁一般采用跨海桥梁一般采用了如下措施：了如下措施： 结构措施：加大保护层厚度，要求见结构措施：加大保护层厚度，要求见表表5.45.4

89、，并严格控制混凝土结构裂纹宽度。，并严格控制混凝土结构裂纹宽度。结构部位结构部位保护层厚度（保护层厚度（mmmm）钻孔桩钻孔桩8 85 5海上承台海上承台85桥桥 墩墩7575箱箱 粱粱4040表表5.4 5.4 各部位混凝土保护层厚度各部位混凝土保护层厚度基础的防腐基础的防腐 采用海工耐久性混凝土，使用采用海工耐久性混凝土，使用P.P.水泥，控水泥，控制最大水胶比和胶凝材料最小用量。制最大水胶比和胶凝材料最小用量。 氯离子扩散系数是海洋环境桥梁混凝土判定耐氯离子扩散系数是海洋环境桥梁混凝土判定耐久性主要监控指标，久性主要监控指标，平潭平潭大桥大桥设计设计规定：钻孔桩混规定：钻孔桩混凝土凝土1

90、2W12W龄期要求龄期要求2 2. .5 51010-12-12m m2 2/s/s，承台混凝土，承台混凝土12W12W龄期要求小于龄期要求小于2.5102.510-12-12m m2 2/s/s，其他海上桥梁基础工，其他海上桥梁基础工程基本上采用此标准。程基本上采用此标准。 基础的防腐基础的防腐 海洋环境下的混凝土承台、墩身结构表面采用封海洋环境下的混凝土承台、墩身结构表面采用封闭型涂装体系进行防护，涂层设计使用寿命闭型涂装体系进行防护，涂层设计使用寿命2020年，使用年，使用具有湿固化和快固结性能的油漆涂料，干膜厚度平均厚具有湿固化和快固结性能的油漆涂料，干膜厚度平均厚400um400um

91、。 承台钢筋采用环氧涂层钢筋。承台钢筋采用环氧涂层钢筋。 （5 5）采用）采用SAVCORSAVCOR计算机自动监控外加电流阴极保护计算机自动监控外加电流阴极保护系统（系统（EPSEPS系统）对海洋环境下钢筋进行防护。系统）对海洋环境下钢筋进行防护。 上述各项措施中，加厚保护层和采用海工耐久性混上述各项措施中，加厚保护层和采用海工耐久性混凝土，是海洋深水基础结构防腐最基本的措施。凝土，是海洋深水基础结构防腐最基本的措施。六、结论与探讨的问题六、结论与探讨的问题 1.1.主要结论主要结论2.2.跨海大桥施工与公路定额的相适应性跨海大桥施工与公路定额的相适应性1 1、主要结论主要结论 通过平潭海峡

92、大桥通过平潭海峡大桥和其他海上和其他海上大型大型桥梁建设工桥梁建设工程，对大型深水基础施工进行程，对大型深水基础施工进行总结，有如下结论：总结，有如下结论： 1 1）、建立在科学研究基础上的设计创新）、建立在科学研究基础上的设计创新 平潭海峡大桥和杭州湾、金塘大桥等项目的施平潭海峡大桥和杭州湾、金塘大桥等项目的施工平台采用了以钢护筒为主要支撑桩的工平台采用了以钢护筒为主要支撑桩的平台结构形平台结构形式式，能够满足流急、浪高、台风等条件下平台整体，能够满足流急、浪高、台风等条件下平台整体稳定性要求稳定性要求，同时节约，同时节约施工成本施工成本。这种平台能够快。这种平台能够快速的形成整体以抵抗风浪

93、，且整体面积大，适宜作速的形成整体以抵抗风浪，且整体面积大，适宜作为大型基础的工作平台。为大型基础的工作平台。主要结论主要结论 2 2）、跨海大桥）、跨海大桥的基础防腐蚀方案中的基础防腐蚀方案中一般一般采用了采用了涂覆防渗涂覆防渗耐腐蚀涂料耐腐蚀涂料以及以及外加电流阴极防护外加电流阴极防护的保护的保护方法方法。加电。加电这种工艺是近几年出现的一种比较新的这种工艺是近几年出现的一种比较新的工程防腐工艺，防护系统使用工程防腐工艺，防护系统使用LIDASP100LIDASP100活性钛网活性钛网带带作为作为阳极阳极材料，钢筋为材料，钢筋为阴极阴极材料，同过外加电流材料，同过外加电流牺牲阳极材料钛网，

94、保护钢筋，以达到工程防腐的牺牲阳极材料钛网，保护钢筋，以达到工程防腐的目的。目的。相比采用常用的环氧钢筋方案，此技术有较相比采用常用的环氧钢筋方案，此技术有较好的好的经济优势经济优势和便于施工、便于控制的特点。和便于施工、便于控制的特点。主要结论主要结论 3 3）、平潭海峡大桥借鉴和发展了我局在杭州湾、）、平潭海峡大桥借鉴和发展了我局在杭州湾、金塘大桥等项目研制的金塘大桥等项目研制的海工混凝土海工混凝土，它具有效果好、，它具有效果好、费用低、能最大限度提高混凝土的密实性，阻挡费用低、能最大限度提高混凝土的密实性，阻挡氯氯离子离子的渗入，减缓氯离子的扩散速度，从而延长了的渗入，减缓氯离子的扩散速

95、度，从而延长了氯离子到达钢筋表面并达到氯离子到达钢筋表面并达到“临界值临界值”的时间等特的时间等特性。性。 另外，在杭州湾大桥首次成功运用了另外，在杭州湾大桥首次成功运用了海水泥浆海水泥浆钻孔工艺钻孔工艺，替代了淡水，节约成本，方便施工，成，替代了淡水，节约成本，方便施工，成孔质量也能得到保证孔质量也能得到保证，这种工艺值得推广。，这种工艺值得推广。主要结论主要结论 4 4）、在平潭海峡大桥基础施工中遇到的困难主）、在平潭海峡大桥基础施工中遇到的困难主要在桩基上，主要问题是要在桩基上，主要问题是钢护筒变形钢护筒变形。其主要原因。其主要原因有三方面，一是对地层勘察的不够详细；二是钢护有三方面，一

96、是对地层勘察的不够详细；二是钢护筒的制作误差导致其环向临界应力降低；三、地层筒的制作误差导致其环向临界应力降低；三、地层变化非常频繁复杂，并且地层中的孤石非常多变化非常频繁复杂，并且地层中的孤石非常多。 处理变形护筒投入了大量的人力、物力及财力，处理变形护筒投入了大量的人力、物力及财力，并且严重的影响了工程进度；造成的损失是很大的。并且严重的影响了工程进度；造成的损失是很大的。2 2、跨海大桥项目与公路定额的相适应性、跨海大桥项目与公路定额的相适应性 随着全国各地公路网的完善，更多的连岛工程正在兴建，随着全国各地公路网的完善，更多的连岛工程正在兴建，跨海大桥建设项目正趋于高峰期，虽然跨海大桥建

97、设项目正趋于高峰期，虽然20072007年年1010月月出版了新出版了新的的公路概预算定额公路概预算定额，完善了部分概预算子目，但，完善了部分概预算子目，但仍不能仍不能满足满足大型跨海桥梁施工大型跨海桥梁施工成本及投资控制成本及投资控制的需要。结合平潭海峡大的需要。结合平潭海峡大桥项目谈几点体会：桥项目谈几点体会： 1 1、因为跨海大桥施工工期长，且海水腐蚀性极强，对、因为跨海大桥施工工期长，且海水腐蚀性极强，对钻孔平台的钢管桩、平联管及型钢等临时性钢结构，长期处钻孔平台的钢管桩、平联管及型钢等临时性钢结构，长期处于海水浸泡中，施工损耗和周转次数远低于定额中的于海水浸泡中，施工损耗和周转次数远

98、低于定额中的1414次，次，按定额进行测算投资或成本，均导致投资额或成本偏小。定按定额进行测算投资或成本，均导致投资额或成本偏小。定额中可增加临时结构防腐或调整周转次数以弥补其不足。额中可增加临时结构防腐或调整周转次数以弥补其不足。跨海大桥施工与公路定额的相适应性跨海大桥施工与公路定额的相适应性 2 2、跨海大桥施工过程中，现场采用的船舶等机、跨海大桥施工过程中，现场采用的船舶等机械设备均为大型设备，船机等设备费用占工程造价械设备均为大型设备，船机等设备费用占工程造价比重达比重达35-45%35-45%左右，新版概预算定额中虽然较左右，新版概预算定额中虽然较9696版版定额增加了部分设备，但仍

99、不能满足海上施工的需定额增加了部分设备，但仍不能满足海上施工的需要，特别是对桥梁基础施工，经常涉及大型起重船、要，特别是对桥梁基础施工，经常涉及大型起重船、打桩船、大吨位驳船等船舶，而定额中大型打桩设打桩船、大吨位驳船等船舶，而定额中大型打桩设备较少，导致费用估算偏低。备较少，导致费用估算偏低。跨海大桥施工与公路定额的相适应性跨海大桥施工与公路定额的相适应性 3 3、跨海桥梁施工对结构防腐要求较高，目前出现很多、跨海桥梁施工对结构防腐要求较高，目前出现很多新的防腐工艺，特别是基础部分，新的防腐工艺，特别是基础部分，防腐费用防腐费用占的比重还不小，占的比重还不小，但概预算定额中却没有相关的工程细

100、目，编制预算时所采用但概预算定额中却没有相关的工程细目，编制预算时所采用的其他定额又太适用于大型跨海桥梁的施工环境，导致的其他定额又太适用于大型跨海桥梁的施工环境，导致防腐防腐费用估算费用估算严重不足。严重不足。 4 4、基于跨海桥梁建设的特殊性，一般的公路定额均不、基于跨海桥梁建设的特殊性，一般的公路定额均不能满足投资及成本控制的要求，很多大桥施工过程中或施工能满足投资及成本控制的要求，很多大桥施工过程中或施工完成后会根据本项目大桥建设的特点，编制适合完成后会根据本项目大桥建设的特点，编制适合跨海大桥跨海大桥施施工的工的补充定额补充定额，用于后期的跨海桥梁的造价及成本控制。，用于后期的跨海桥梁的造价及成本控制。欢迎批评指正 谢 谢！中交二航局 李维洲联系电话：