马鞍山长江大桥群桩基础的施工与潜在风险分析报告

2020-08-04唐振

青年生活 2020年23期

摘要：桥梁在我们日常生活中的应用比较广泛，桥梁的分类也比较多，常见的有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥，而桥梁是建设在基础之上的，桩基础用于桥梁历史极为久远，在桥梁工程中基础主要承受竖向荷载，但是在水中也会有横向荷载的作用（船舶碰撞，水流冲击…）。所以在水中建造群桩基础的施工难度还是很大，以及我们还需要考虑的危险和外界因素影响。本文主要讲述桩基础水下无封底混凝土套箱建造技术的施工方法和此方法的优缺点以及柱基础所受的外界影响和对环境危害。

关键词：马鞍山长江大桥;无封底套箱技术;危险;环境

一、绪论

1.桥梁上部承受的各种荷载。通过墩台身传至桥下基础，再由基础传递给地基。桥梁基础是桥梁结构物直接與地基接触的最下面部分，而地基是承受基础传来荷载那一部分岩层或土层。桥梁基础是桥梁下部结构的重要组成部分。地基与基础都必须有足够的强度和稳定性。且变形在容许范围之内。桩基础一般为深基础，在建造时也需要考虑所在地其地质条件，水文情况，桥梁的荷载形式，结构形式和使用要求，以及施工材料的性能和施工技术，工程造价等因素。

二、施工方法与检测

（一）工程概况

1.马鞍山长江公路大桥位于长江三矶采石矶附近，路线起于马鞍山市和县姥桥镇206省道，与规划中的北沿江高速公路相接，终点止于马鞍山市当涂县牛路口大桥全长36.14公里，其中南岸接连大地长19.49公里，在长江主体上11公里长，北边全长5.65公里。

2.工程地质和水文条件。沿长江的地质分布还是比较均匀的，水体底部主要是泥沙层，厚度10多米，而砂层比较松散，透水性较好，但是不稳定易被流水冲刷，所以在打桩的时候就必须达到底部岩层，河岸两边大多是由石英砂和岩石组成，硬度较大稳定，不易被冲刷。马鞍山江心洲的存在还可以对水流起缓冲作用，但是其表面是3-6米疏松的淤泥，易被冲刷，下面又是砂岩。

（二）混凝土套箱建造技术施工方法

1.钢筋混凝土套箱预制。

1）实测桩位

由于桩基础施工存在水平方向和竖直方向的角度偏差，为确保混凝土套箱顺利安装并且在设计标准满足的误差范围内。套箱预制前，首先在现场实测桩位及倾斜度。用GPS定位来确定底板预留孔的平面位置，方便后续工作进行。

2）钢筋绑扎及支立模板

预留孔位置确定后，在现场按设计图纸的要求绑扎套箱钢筋，要注意架立筋，箍筋，纵向钢筋的距离要求。绑扎过程中同时进行预件预埋件安装。

2.套箱混凝土浇筑及养护。

对所有要浇筑的混凝土进行编号记录，等模板支立检查合格后就开始浇筑混凝土。模板拆除后混凝土采用洒水或湿布覆盖的养护方式。因为混凝土凝固时释放水化热，且收缩，所以要保证混凝土湿润，避免开裂。

3.钢围堰制作及陆上安装

钢围堰加工制作完成后，利用专门的吊船安装钢围堰，在两个围堰间设置止水条止水条，利用混凝土套箱上面预埋的螺母将其连接。

4.混凝土套箱和钢围堰现场安装

1）首先在钢护筒上焊接一个井字形支撑，用来固定安装的位置。钢围堰与混凝土套箱在岸上提前安装好，然后用拖船拉到现场直接拼装。

2）当运输船就位后由起重船利用吊架进行安装，同时进行微调。检查合格后，由起重船安装套餐。套箱安装后，为了保证中心高程和要求一样，并且安装的竖直位置正确无偏差，为了防止其上浮和再水中动，需要安装反压牛腿来固定。

3）以上工作完成后，在套箱底部用胶囊止水，胶囊止水是施工的关键技术。因为只有箱内止水成功。将套箱中的水排出，进行焊接施工。焊接完成后将钢筋绑扎，然后在钢筋网中安装冷凝管进行混凝土浇筑。

4）检验混凝土套箱侧壁与承台混凝土之间缝隙抗水侵蚀的效果，进行了承台与混凝土套箱内壁抗渗水实验。为了控制套箱中可能产生的收缩裂缝，防止泡沫板上口处老化，承台钢筋绑扎前在套箱上口处预埋遇水膨胀封条防止水进入缝隙。使用遇水膨胀的止水条，遇水吸收膨胀后彻底堵塞缝隙，并具能够自行愈合和达到平整，达到止水效果。膨胀率最大可达到200%-500%。同时要在套箱内壁贴防水卷材，一般用SBS改性沥青防水卷材。它延伸性，柔韧性都比较强。施工时可用喷灯法，热沥青法。至此施工完成。

（三）桩基承载力检测

我们使用静载试验检测静压实验的实验方法，若设计无特殊要求时，用单循环加载实验。加载装置采用千斤顶液压机加载，将将两端固定后加载，记录荷载值。实验开始后每间隔时间进行位移测量。然后绘制荷载沉降曲线，沉降-时间曲线。最后对其用理论公式计算看是否符合要求。

三、潜在风险

（1）由于桩基础是在水中建造，在通航情况下就会有船舶撞击桩基础，所以在建造时应该考虑他的抗撞能力。还有因水中杂质引起的撞击等。一般在主航道的桩抗撞能力大于非航道桩抗撞能力。一般要抗千吨货轮撞击和七级地震以及台风。

（2）防止混凝土被侵蚀。因为混凝土主要组成物质是碳酸钙，还有一些硫磷等物质，碳酸钙遇水和空气会分解成氢氧化钙，导致失效，在水流作用下会流失，溶解，单只混凝土强度减小。长时间在水中的混凝土PH降低，孔隙率增大更容易被腐蚀。

（3）地震作用对基础破坏很大，会导致基础偏移原来位置。超重车辆也会加重基础荷载，减少使用寿命。

四、对生态环境影响

（1）桩基的建造会对江水底部泥沙造成扰动，使水流变浑浊从而影响长江水域动植物的生长，也会影响鱼类的交配和产卵。对鱼类的栖息地也是一种很大的破坏。

（2）施工时会产生较大的噪音和振动，也会对周围生态环境游破坏。

五、结论

经过分析得出这种施工方法最大的问题是如何有效的解决防渗水问题，在以后的研究中应该加大研发力度。在设计中要考虑碰撞，侵蚀，沉降的影响。柱直径应适当加大，保护层厚度也要比陆地桩基础厚来减少侵蚀。在施工中尽量低噪音，低扰动，减少对水生生物的影响。

参考文献