馬鞍山長江大橋群樁基礎(chǔ)的施工與潛在風(fēng)險分析報告

摘要：橋梁在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用比較廣泛，橋梁的分類也比較多，常見的有梁式橋、拱橋、剛架橋、懸索橋，而橋梁是建設(shè)在基礎(chǔ)之上的，樁基礎(chǔ)用于橋梁歷史極為久遠(yuǎn)，在橋梁工程中基礎(chǔ)主要承受豎向荷載，但是在水中也會有橫向荷載的作用（船舶碰撞，水流沖擊…）。所以在水中建造群樁基礎(chǔ)的施工難度還是很大，以及我們還需要考慮的危險和外界因素影響。本文主要講述樁基礎(chǔ)水下無封底混凝土套箱建造技術(shù)的施工方法和此方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及柱基礎(chǔ)所受的外界影響和對環(huán)境危害。

關(guān)鍵詞：馬鞍山長江大橋;無封底套箱技術(shù);危險;環(huán)境

一、緒論

1.橋梁上部承受的各種荷載。通過墩臺身傳至橋下基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳遞給地基。橋梁基礎(chǔ)是橋梁結(jié)構(gòu)物直接與地基接觸的最下面部分，而地基是承受基礎(chǔ)傳來荷載那一部分巖層或土層。橋梁基礎(chǔ)是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分。地基與基礎(chǔ)都必須有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。且變形在容許范圍之內(nèi)。樁基礎(chǔ)一般為深基礎(chǔ)，在建造時也需要考慮所在地其地質(zhì)條件，水文情況，橋梁的荷載形式，結(jié)構(gòu)形式和使用要求，以及施工材料的性能和施工技術(shù)，工程造價等因素。

二、施工方法與檢測

（一）工程概況

1.馬鞍山長江公路大橋位于長江三磯采石磯附近，路線起于馬鞍山市和縣姥橋鎮(zhèn)206省道，與規(guī)劃中的北沿江高速公路相接，終點(diǎn)止于馬鞍山市當(dāng)涂縣牛路口大橋全長36.14公里，其中南岸接連大地長19.49公里，在長江主體上11公里長，北邊全長5.65公里。

2.工程地質(zhì)和水文條件。沿長江的地質(zhì)分布還是比較均勻的，水體底部主要是泥沙層，厚度10多米，而砂層比較松散，透水性較好，但是不穩(wěn)定易被流水沖刷，所以在打樁的時候就必須達(dá)到底部巖層，河岸兩邊大多是由石英砂和巖石組成，硬度較大穩(wěn)定，不易被沖刷。馬鞍山江心洲的存在還可以對水流起緩沖作用，但是其表面是3-6米疏松的淤泥，易被沖刷，下面又是砂巖。

（二）混凝土套箱建造技術(shù)施工方法

1.鋼筋混凝土套箱預(yù)制。

1）實(shí)測樁位

由于樁基礎(chǔ)施工存在水平方向和豎直方向的角度偏差，為確保混凝土套箱順利安裝并且在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)滿足的誤差范圍內(nèi)。套箱預(yù)制前，首先在現(xiàn)場實(shí)測樁位及傾斜度。用GPS定位來確定底板預(yù)留孔的平面位置，方便后續(xù)工作進(jìn)行。

2）鋼筋綁扎及支立模板

預(yù)留孔位置確定后，在現(xiàn)場按設(shè)計(jì)圖紙的要求綁扎套箱鋼筋，要注意架立筋，箍筋，縱向鋼筋的距離要求。綁扎過程中同時進(jìn)行預(yù)件預(yù)埋件安裝。

2.套箱混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)。

對所有要澆筑的混凝土進(jìn)行編號記錄，等模板支立檢查合格后就開始澆筑混凝土。模板拆除后混凝土采用灑水或濕布覆蓋的養(yǎng)護(hù)方式。因?yàn)榛炷聊虝r釋放水化熱，且收縮，所以要保證混凝土濕潤，避免開裂。

3.鋼圍堰制作及陸上安裝

鋼圍堰加工制作完成后，利用專門的吊船安裝鋼圍堰，在兩個圍堰間設(shè)置止水條止水條，利用混凝土套箱上面預(yù)埋的螺母將其連接。

4.混凝土套箱和鋼圍堰現(xiàn)場安裝

1）首先在鋼護(hù)筒上焊接一個井字形支撐，用來固定安裝的位置。鋼圍堰與混凝土套箱在岸上提前安裝好，然后用拖船拉到現(xiàn)場直接拼裝。

2）當(dāng)運(yùn)輸船就位后由起重船利用吊架進(jìn)行安裝，同時進(jìn)行微調(diào)。檢查合格后，由起重船安裝套餐。套箱安裝后，為了保證中心高程和要求一樣，并且安裝的豎直位置正確無偏差，為了防止其上浮和再水中動，需要安裝反壓牛腿來固定。

3）以上工作完成后，在套箱底部用膠囊止水，膠囊止水是施工的關(guān)鍵技術(shù)。因?yàn)橹挥邢鋬?nèi)止水成功。將套箱中的水排出，進(jìn)行焊接施工。焊接完成后將鋼筋綁扎，然后在鋼筋網(wǎng)中安裝冷凝管進(jìn)行混凝土澆筑。

4）檢驗(yàn)混凝土套箱側(cè)壁與承臺混凝土之間縫隙抗水侵蝕的效果，進(jìn)行了承臺與混凝土套箱內(nèi)壁抗?jié)B水實(shí)驗(yàn)。為了控制套箱中可能產(chǎn)生的收縮裂縫，防止泡沫板上口處老化，承臺鋼筋綁扎前在套箱上口處預(yù)埋遇水膨脹封條防止水進(jìn)入縫隙。使用遇水膨脹的止水條，遇水吸收膨脹后徹底堵塞縫隙，并具能夠自行愈合和達(dá)到平整，達(dá)到止水效果。膨脹率最大可達(dá)到200%-500%。同時要在套箱內(nèi)壁貼防水卷材，一般用SBS改性瀝青防水卷材。它延伸性，柔韌性都比較強(qiáng)。施工時可用噴燈法，熱瀝青法。至此施工完成。

（三）樁基承載力檢測

我們使用靜載試驗(yàn)檢測靜壓實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，若設(shè)計(jì)無特殊要求時，用單循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)。加載裝置采用千斤頂液壓機(jī)加載，將將兩端固定后加載，記錄荷載值。實(shí)驗(yàn)開始后每間隔時間進(jìn)行位移測量。然后繪制荷載沉降曲線，沉降-時間曲線。最后對其用理論公式計(jì)算看是否符合要求。

三、潛在風(fēng)險

（1） 由于樁基礎(chǔ)是在水中建造，在通航情況下就會有船舶撞擊樁基礎(chǔ)，所以在建造時應(yīng)該考慮他的抗撞能力。還有因水中雜質(zhì)引起的撞擊等。一般在主航道的樁抗撞能力大于非航道樁抗撞能力。一般要抗千噸貨輪撞擊和七級地震以及臺風(fēng)。

（2）防止混凝土被侵蝕。因?yàn)榛炷林饕M成物質(zhì)是碳酸鈣，還有一些硫磷等物質(zhì)，碳酸鈣遇水和空氣會分解成氫氧化鈣，導(dǎo)致失效，在水流作用下會流失，溶解，單只混凝土強(qiáng)度減小。長時間在水中的混凝土PH降低，孔隙率增大更容易被腐蝕。

（3）地震作用對基礎(chǔ)破壞很大，會導(dǎo)致基礎(chǔ)偏移原來位置。超重車輛也會加重基礎(chǔ)荷載，減少使用壽命。

四、對生態(tài)環(huán)境影響

（1）樁基的建造會對江水底部泥沙造成擾動，使水流變渾濁從而影響長江水域動植物的生長，也會影響魚類的交配和產(chǎn)卵。對魚類的棲息地也是一種很大的破壞。

（2）施工時會產(chǎn)生較大的噪音和振動，也會對周圍生態(tài)環(huán)境游破壞。

五、結(jié)論

經(jīng)過分析得出這種施工方法最大的問題是如何有效的解決防滲水問題，在以后的研究中應(yīng)該加大研發(fā)力度。在設(shè)計(jì)中要考慮碰撞，侵蝕，沉降的影響。柱直徑應(yīng)適當(dāng)加大，保護(hù)層厚度也要比陸地樁基礎(chǔ)厚來減少侵蝕。在施工中盡量低噪音，低擾動，減少對水生生物的影響。

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作者簡介：唐振，1996.07.23-，男，漢，研究方向土木工程，皖江工學(xué)院學(xué)生