跨海大桥深水基础施工技术.ppt

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 目目 录录 绪论绪论一一二二三三四四五五大型深水基础施工平台设计大型深水基础施工平台设计台州湾跨海大桥基础施工技术信息台州湾跨海大桥基础施工技术信息钢套箱围堰施工钢套箱围堰施工钻孔桩基础施工技术钻孔桩基础施工技术一、绪一、绪 论论正式拉开了我国跨海长桥建设的正式拉开了我国跨海长桥建设的序幕序幕绪绪 论论 随着随着国家经济发展和桥梁设计和施工方法的日趋成熟国家经济发展和桥梁设计和施工方法的日趋成熟,本世纪初期开本世纪初期开始修建的东海大桥和杭州湾跨海始修建的东海大桥和杭州湾跨海大桥，正式大桥，正式拉开了我国跨海长桥建设的拉开了我国

2、跨海长桥建设的序序幕。目前幕。目前我国深水长桥的建设正处于蓬勃发展的阶段，大量的江河、海湾、我国深水长桥的建设正处于蓬勃发展的阶段，大量的江河、海湾、岛屿、海峡上即将架设起一道道岛屿、海峡上即将架设起一道道“人间彩虹人间彩虹”。随着一些大型跨海、随着一些大型跨海、跨江桥梁的设计标准和跨江桥梁的设计标准和技术含量的提高，其桥技术含量的提高，其桥梁跨度越来越大，对基梁跨度越来越大，对基础的要求也就越来越高，础的要求也就越来越高，从而使深水基础承台的从而使深水基础承台的施工成为这类大型项目施工成为这类大型项目的控制性工程。的控制性工程。1 1、跨海长桥的背景、现状及发展：、跨海长桥的背景、现状及发展

3、：渤海湾大桥渤海湾大桥 厦彰大桥厦彰大桥 珠港澳大桥珠港澳大桥 杭州湾大桥杭州湾大桥 台湾海峡大桥台湾海峡大桥 琼州海峡大桥琼州海峡大桥 东海大桥东海大桥 金塘大桥金塘大桥 上海长江大桥上海长江大桥 绪绪 论论 我国我国早期早期深水深水桥的基础主要是采用沉井桥的基础主要是采用沉井和沉箱和沉箱基础基础。近年来，由。近年来，由于深水桥梁的设计和施工技术取得了新突破，使得深水于深水桥梁的设计和施工技术取得了新突破，使得深水钻孔灌注桩基钻孔灌注桩基础础的施工技术也取得不断的发展，的施工技术也取得不断的发展，超长、大直径的钻孔灌注桩已被超长、大直径的钻孔灌注桩已被广泛应用于大型深水桥梁建设中广泛应用于大

4、型深水桥梁建设中。跨海大桥跨海大桥的建设面临多变的气象的建设面临多变的气象环境、环境、复杂的海底地质与水文条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的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，础施工的难题，绪绪 论论 跨海大桥跨海大桥的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，当跨海、改的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，当跨海、改沟、改河、截流与防水围堰相比已不经济，甚至不可能时，从而使深水基沟、改河、截流与防水围堰相比已不经济，甚至不可能时，从而使深水基础防水围堰的施

5、工成为这类桥梁施工成败的关键。础防水围堰的施工成为这类桥梁施工成败的关键。下面下面重点重点结合台州结合台州湾跨海大桥湾跨海大桥对深水基础对深水基础施工做简要介绍施工做简要介绍。从所。从所处的自然环境以及基础处的自然环境以及基础施工的技术难度来讲，施工的技术难度来讲，跨海大桥基础施工跨海大桥基础施工主要主要从以下几方面采取措施：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、海域的气象、水文资料，详查工程地水文资料，详查工程地质质情况情况。钢钢套套箱箱湍急的水流湍急的水流钢栈桥钢栈桥钢钢平台平台绪绪 论论 2 2选择最恰当的技术方案，对施工方案要反复比对，不仅

6、要考虑材选择最恰当的技术方案，对施工方案要反复比对，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。料的造价，还要求综合考虑施工与将来运营的成本。3 3选用合理施工工艺，要求其工艺尽量简单，选用先进的大型专业选用合理施工工艺，要求其工艺尽量简单，选用先进的大型专业的施工设备。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；对钢结构构件采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，以达到年设计基准期的要求。取有效的防腐蚀措施，以达到年设计基准期的要求。5 5做好施工组织设计，对施工材料和设备的协作和调配进行优化。做好施工组织设计，对施工材料和

7、设备的协作和调配进行优化。绪绪 论论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：早期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，成为优先考虑的基础类型。二十世纪七纪三十年代，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，各国在修建跨海大桥时都有各自偏爱十年代后，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，形成了独特的技术风格。的基础类型，形成了独特的技术风格。美国纽约布鲁克林大桥 绪绪 论论2 2、国外桥梁大型深基础的发展：、国

8、外桥梁大型深基础的发展：基于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。沉井基础。19361936年建成的著名的美国旧金山年建成的著名的美国旧金山-奥克兰大桥在水深奥克兰大桥在水深32m32m、覆、覆盖层厚盖层厚54.754.7的条件下，采用的条件下，采用60m60m28m28m浮运沉井，射水、吸泥下沉，入土浮运沉井，射水、吸泥下沉，入土深度达深度达73.28m73.28m。绪绪 论论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：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

9、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。19661966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。19941994年切萨比克年切萨比克-特拉华运河

10、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预应力混凝土方桩和混凝土方桩做为分别采用预制的预应力混凝土方桩和混凝土方桩做为桥桥梁基础。梁基础。绪绪 论论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：欧洲的桥梁大国丹麦，建桥历史悠久，很有代表性：欧洲的桥梁大国丹麦，建桥历史悠久，很有代表性：19351935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43.5m43.5m22m22m的钢筋混凝土沉箱，的钢筋混凝土沉箱，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的设置基础

11、。的设置基础。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个引桥个引桥全部采用设置基础，其主塔墩设置基础长全部采用设置基础，其主塔墩设置基础长37m37m、宽、宽35m35m、高高22.5m22.5m，自重，自重20000t20000t。绪绪 论论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：在在 19701970年至年至20002000年间，日本所建的众多桥梁中很大比年间，日本所建的众多桥梁中很大比例采用了例采用了沉箱基础沉箱基础，如浦户大桥、日本港大桥、神户的，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

12、用了波特彼河大桥等。还有一部分采用了沉井基础沉井基础，如广岛，如广岛大桥、早漱大桥等。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用了日本所建的世界第一大跨度的明石海峡大桥采用了圆形的设置圆形的设置沉井基础沉井基础，其尺寸直径达，其尺寸直径达80m80m，高，高79m79m，是，是前所未有的庞然大物前所未有的庞然大物 。绪绪 论论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：日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥绪绪 论论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：在在我国真正开展桥梁建设直到解放后才开始，其整个桥梁基我国真正开展桥梁建设直到解放后才开

13、始，其整个桥梁基础形式大致经历了从管柱基础、础形式大致经历了从管柱基础、沉井基础沉井基础到大力发展到大力发展钻孔灌钻孔灌注桩基础注桩基础的过程。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从上世纪8080年代开始的，年代开始的，19871987年动年动工并于工并于19911991年年5 5月建成通车的厦门大桥，它也是我国首次采用月建成通车的厦门大桥，它也是我国首次采用海上大直径嵌岩钻孔灌注桩海上大直径嵌岩钻孔灌注桩。19971997年的广东虎门大桥，其主年的广东虎门大桥，其主通航跨的跨度达到了当时我国桥梁跨度最大的通航跨的跨度达到了当时我国桥梁跨度最大的888m888m，所用的，所用的

14、基础形式也是钻孔灌注桩基础。基础形式也是钻孔灌注桩基础。绪绪 论论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：在在下面列举几个国内近几年施工的代表性桥梁工程大型深水下面列举几个国内近几年施工的代表性桥梁工程大型深水基础运用情况：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钻孔灌注桩，钻孔灌注桩，桩长桩长125m125m，创国内跨海大桥超长钻孔灌注桩桩基础施工新纪，创国内跨海大桥超长钻孔灌注桩桩基础施工新纪录（录（20052005年中国企业新纪录）；基础承台为哑铃型结构，长年

15、中国企业新纪录）；基础承台为哑铃型结构，长81.4m81.4m，宽，宽23.7m23.7m，厚，厚6.0m6.0m，采用海工高性能混凝土，单个承，采用海工高性能混凝土，单个承台方量台方量11000m11000m3 3。引桥主要采用引桥主要采用打入钢管桩基础打入钢管桩基础。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的变径钻孔灌注的变径钻孔灌注桩，桩长为桩，桩长为115m115m，基础承台结构尺寸为，基础承台结构尺寸为56.7856.7834.0234.026.5m6.5m，单个承台方量，单个承台方量109

16、6010960m m3 3。绪绪 论论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：绪绪 论论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：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为双壁钢壳混凝为双壁钢壳混凝土沉井，上部土沉井，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深水和深水和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。绪绪 论论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)江苏苏通长江大桥江苏苏通长江大桥 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1