深水基础加固技术

工程实例
总体施工步骤
广州海珠桥
工程实例
基础加固施工特点： 1、桥梁修建时间早，基础资料缺失；
广州海珠桥
2、人行边桥施工期间照常使用，常规围堰整体安装施工方法不适用；
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。围堰平面尺寸按人行边桥+主桥基础大小设计。
广州海珠桥
中墩基础加固方法：因人行桥未拆除，采用分体式双壁钢围堰施工方法
工程实例
南昌大桥29号墩基础加固前
八一大桥2号墩基础加固前
工程实例
桩基加固方法：扩大截面法
南昌大桥、八一大桥
桩基础加固流程
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施工水位确定
南昌大桥、八一大桥
1、根据2011年至2013年三年水位情况对比，2012年水位较其它两个年度偏高。 如钢围堰设计控制水位设定过高,则势必造成工程造价偏高,如钢围堰设计控制水位设定 过低,则可施工时间可能较短，考虑赣江水文年度波动的因素，围堰设计按2012年度月 平均值作为设计控制水位。
施工关键技术
广州海珠桥
围堰平衡分体
施工 关键 技术
围堰单体浮运
围堰对接合拢
工程实例
关键技术之一：围堰平衡分体
广州海珠桥
分体单个U形围堰重心与浮心不重合，围堰分体瞬间可能前倾或后倒。分体 前采用分仓加水调节，无线应变传感器实施监控，实现了安全平衡分体。
工程实例
关键技术之二：围堰单体浮运
广州海珠桥
单个U形围堰自浮稳定性差，U形围堰浮运过程中水流阻力作用点与围堰
南昌大桥、八一大桥
南昌大桥于1994年建成通车，大桥全长2780m，桥面宽23米。大桥共有墩台41个，墩 台均采用混凝土钻孔灌注桩基础。 八一大桥于1997年9月29日建成通车，由主桥、南引桥、北引桥三部分组成。主桥全长 1040m，采用双独塔2×160m斜拉桥，副孔采用50米跨连续梁。八一大桥主桥共有桥墩12 个，其中2号墩和10号墩为主塔墩，主塔墩采用大直径钻孔桩群桩基础，“H”型承台，每个承 台有直径4m桩基4个。其余桥墩为上、下游分离式桥墩，每个墩有直径2m钻孔桩2个。 南昌大桥、八一大桥桩基在使用过程中受到水流，泥砂冲蚀，病害主要表现为露粗骨料 及露筋。
比内河深水基础大得多，其允许在海上施工作业时间长短，
也主要决定于气象而不是水位，因而在施工方案制定时，要 重视飓风、巨浪及大潮的影响。
概述 4、深水基础加固影响因素
影响因素之四：环境条件 环境条件主要包括桥位处河道宽度、地形地貌、通航、交
通运输、现有构筑物等条件。
现有构筑物主要指驳岸、码头、防汛墙、堤岸及抛石护坡 等。对于深水基础施工方案选择，有时环境条件变成控制条件
定义为深水基础。
概述 2、深水基础加固现状
目前，深水基础加固工程案例较多，且有加速发展趋势。 主要是因为有些早年修建的桥梁达到其设计使用年限，但因为
种种原因需超期服役；或者是桥梁虽然未达到设计年限，但因
种种因素，桥梁基础受河流的冲蚀，漂浮物的撞击力等作用， 桥墩基础出现病害，影响其耐wk.baidu.com性甚至承载力。
深水基础加固技术
汇报人：祝文光 中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司
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目 录
ONTENTS
1 概述 2 常用基础加固方法 3 工程实例
4 结论与展望
概述 1、深水基础定义
基础工程中的所谓“浅水基础”或“深水基础” 目前尚没有明确的定量界限，一般将水深在5m-6m以
上，不能采用一般的土围堰、木板桩围堰施工的基础
水位涨落幅度、船只及漂流物冲击力等。
地质条件主要为覆盖层厚度、覆盖层土质类别、覆盖 层土质透水性能、岩面高程及岩石风化程度等。
概述 4、深水基础加固影响因素
影响因素之三：气象条件 气象条件主要为：风浪、气温及降水。
施工时所使用的作业平台、工作船舶、起吊设备以及锚
碇靠驳设施等等，无不是处于风力及波浪力之下。特别是海 上深水基础，由于其恶劣的海象、气象所产生的环境荷载力
概述 3、深水基础加固特点
1、加固施工与原结构设计、水文地质条件、气象条件和施工工 期有关。
2、因维修加固一般是在原桥结构不拆除的前提下进行，施工条
件更为复杂。 3、部分修建较早桥梁，其基础设计及施工资料往往缺失；
概述 4、深水基础加固影响因素
基础设计情况 水文地质条件 深水 基础 加固 影响 因素
加桩+原基础维修
常用基础加固方法
二、基础维修施工方法
夹克法 不排水作业 纤维网格法 基础 维修 施工 方法 排水作业
土石堰
钢板（管）桩围堰
钢套（吊）箱围堰
常用基础加固方法
夹克法： 夹克法属水下加固施工方法，目前工程应用实践较少，查询 相关资料，浙江温州洞头窄门大桥和浅门大桥修复工程及浙江省 台州市大桥基础维修采用该法。 技术特点：水下作业、防腐性、耐久性。 主要施工步骤：
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施工条件
1、水文水位
南昌大桥、八一大桥
桥区潮汐特征属于不正规半日混合潮型，在一个大阴日内出现两次高潮和两次低潮， 平均潮差为1.56m，桥区水域20年一遇洪水最大流速为1.23m/s。 2、工程地质 桥区河床覆盖层主要由淤泥质细砂组成，下伏基岩为泥质粉砂岩。
3、通航及航道
桥区河面宽约180m，航道宽100m，航道水深8m以上，最深处超过9m。航道等级为Ⅲ 级。
加固方法： 采用排水作业法。 围堰抽水水深8m以下采用单壁钢围堰施工，水深8m以上 采用双壁钢围堰施工。最后确定南昌大桥主桥15#-16#,18#-19#墩采用双壁钢围 堰施工，南昌桥其他各墩及八一大桥所有墩均采用单壁钢围堰施工。
工程实例
双壁钢围堰施工照片
南昌大桥、八一大桥
南昌大桥15#-16#、18#-19#墩采用分体式双壁钢围堰施工。
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1 概述 2 常用基础加固方法 3 工程实例
4 结论与展望
常用基础加固方法
一、基础加固设计
原基础维修
常用 深水 基础 维修 加固 方法
仅对原基础进行维修，为最常见加固方案。一般 在原桥基础承载能力满足条件下使用
原基础加桩
原桥基础不动，新增桩基础。一般在原桥基础承 载力不足时采用，设计时考虑新增桩基承受全部 荷载，原基础承载力作为安全储备，如灵桥基础 加固原设计方案。 一般在原桥基础承载能力基本可满足要求，但又 不能承担桥梁维修时新增围堰及封底混凝土等荷 载时采用。如福州市闽江大桥基础加固。
可控
较大
不排水作业法
施工工艺先进，临时结构投入 较难控 较短 较小 较少，无需大型水上施工设备 制
较小
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1 概述 2 常用基础加固方法 3 工程实例
4 结论与展望
工程实例
工程概况
广州海珠桥
海珠桥为广州市八景之一，位于中心城区，为广州市人民心中的第一桥。大
桥始建于1929年，经历两毁三建，1999年最后一次改扩建为67.7m+49.1m+67.7m 三跨连续索桁混合结构。 海珠桥主墩基础病害较多，基础浪溅区范围内存在大量空洞。
工程实例
施工条件
1、水文水位
南昌大桥、八一大桥
赣江汛期为3～8月，主汛期为4～7月，11月至次年2月为枯水期。历年实测最大流速 为2.53m/s。一般情况下，水位14m以下，流速0.3m/s-0.6m/s，水位14m-18m以下，流速 0.6m/s-0.8m/s，水位18m以上，流速大于0.8m/s。 2、工程地质 桥区河床覆盖层主要由中粗砂组成，下伏基岩为泥质粉砂岩，南昌大桥强风化岩面标 高在2.5m左右，八一大桥强风化岩面标高在4.5m左右。 3、通航及航道
气象条件
环境条件
施工工期
概述 4、深水基础加固影响因素
影响因素之一：基础设计情况
深水基础主要有桩基础、管柱基础、沉井沉箱基
础、地下连续墙基础等。桥梁深水基础最常见的是混 凝土灌注桩基础，其承台的埋深及和外形尺寸与维修
加固设计及施工方案密切相关。
概述 4、深水基础加固影响因素
影响因素之二：水文地质条件 水文条件包括水深、流量、流速、冲刷、水流方向、
重心高度不一致，易造成围堰翻转。我们采用平板驳与U形围堰一起浮运，增 加浮运过程中稳定性。带缆点设置需满足围堰拖带力及抗倾覆要求。
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关键技术之三：围堰对接合拢
广州海珠桥
采用特殊的锁定结构进行快速对接合龙，通过在对接锁口内插打止水 型钢，并在锁口内灌注止水砂浆，达到围堰止水效果。
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工程概况
南昌大桥、八一大桥
工程实例
现场施工照片
南昌大桥、八一大桥
底节围堰下放
底节围堰拼装 顶节围堰接高
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1 概述 2 常用基础加固方法 3 工程实例
4 结论与展望
前景与展望
结论与展望 深水基础加固常用施工方法包括排水施工法与不排水施工两种，目前排水 施工加固方法因其工艺成熟，质量可控而应用较广。不排水施工方法工艺先进 ，经济性好，但对施工技术水平要求高，施工质量很大程度依赖于潜水员专业 素质，质量不易检查及控制。 桥梁深水基础加固尚属蓝海，市场前景广阔。分体式双壁钢围堰施工方法 为排水加固施工方法中的一种衍生方法，在旧桥加固中特别适用，属旧桥加固 领域创新技术。该技术在广州海珠桥首次成功应用，在南昌大桥项目得到深化 与发展，应用前景广阔。
围堰码头拼装
围堰单体浮运
围堰单体起吊下水
围堰单体浮运至墩位
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单壁钢围堰
南昌大桥、八一大桥
除南昌大桥15#-16#、18#-19#墩之外，其余墩采用单壁钢围堰施工。围堰板
块间螺栓连接，以便充分利用。由于桥梁净空限制，围堰分上下两节。
施工步骤一：底节围堰拼装
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施工步骤二：顶节围堰拼装及围堰整体下放
主通航孔17#-20#三个主孔， 船只过往较为繁忙。航道等级为Ⅲ级。
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基础加固施工特点：
南昌大桥、八一大桥
1、加固墩数量多，包括31个桥墩共216根混凝土灌注桩需要加固。且全部为水下 桩基础加固施工，安全控制要求高。 2、赣江水位变化大，年中最高水位与最低水位大于10m，水位变化无规律可循，施工 水位确定与施工工期、施工成本密切相关。 3、原桥施工时遗留大量的废弃物，河床清理较困难，且需等到枯水期施工，影响工期。
。例如：围堰浮运时，围堰的下水方案直接受地形地貌所控制
，在航运繁忙河道不可压缩之处，施工方案有可能因锚碇设置 不当被航道主管部门所否定。
概述 4、深水基础加固影响因素
影响因素之五：施工工期 施工方案的制定与施工工期密切相关。只有把施工工期
和现场实际情况紧密结合起来，才能制定出既满足施工工期
，符合现场情况较为经济合理的施工方案。
1、表面处理；
2、玻纤套筒安装； 3、底部密封条安装 4、环氧灌浆料灌注 5、封倒角 纤维网格加固法与夹克法工艺类似，属于新型不排水加固方 法，目前工程实践亦较少。
常用基础加固方法
排水作业法类型及适用条件
常用基础加固方法
方案比较：
加固方法
施工特点
工期 成本
质量 通航影响
排水作业法
施工工艺成熟，临时结构投入 较长 较大 较多，需大型水上施工设备