姜 宏，周翰斌

(1.中交四航工程研究院有限公司，廣州，510231；2.中交第四航務(wù)工程局有限公司，廣州，510290)

0 引言

橋梁設(shè)置基礎(chǔ)由于可使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)走向大型整體化、建造走向預(yù)制化及施工裝備大型化、自動(dòng)化的發(fā)展方向，將海上大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)移到岸上作業(yè)，減少海上現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間，以較快速度完成環(huán)境惡劣的海上基礎(chǔ)的修筑，可大大減小施工難度，提高工程質(zhì)量，縮短工期，而且承載力高、整體剛度大，抗側(cè)向外力的性能好[1]，已成為深海急流、強(qiáng)震、強(qiáng)風(fēng)浪、易受巨輪撞擊等復(fù)雜惡劣海洋環(huán)境下跨海橋梁優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)形式。此類基礎(chǔ)在我國(guó)雖應(yīng)用還較少，但具有較廣闊的應(yīng)用前景，因此，研究其建造技術(shù)有著現(xiàn)實(shí)的意義。

1 國(guó)外深水設(shè)置基礎(chǔ)的建造實(shí)例及技術(shù)現(xiàn)狀

20世紀(jì)80～90年代，日本和丹麥兩個(gè)島國(guó)完成了跨海連島工程的壯舉，設(shè)置基礎(chǔ)由于具有眾多優(yōu)勢(shì)，是這一系列跨海連島橋梁工程中一種最主要的基礎(chǔ)形式，設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)也得到了很大的發(fā)展和應(yīng)用，在國(guó)外跨海橋梁工程應(yīng)用不斷增多。表1為按跨海橋梁建成年代列出的部分深水設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)例。

日本南北備贊瀨戶大橋的施工區(qū)是繁忙的國(guó)際航道，最大的7A錨墩設(shè)置基礎(chǔ)尺寸為75m×59m×55m(長(zhǎng)×寬×高)。施工時(shí)研發(fā)了大型多功能自升式海上工作平臺(tái)，在50多m水深的海底鉆孔、超聲波無(wú)線控制海底爆破、φ2.5m鉆機(jī)磨平基巖面，120t級(jí)的超重型抓斗，海底檢驗(yàn)探測(cè)地基處理質(zhì)量的潛水艇等，基礎(chǔ)浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后用計(jì)算機(jī)控制對(duì)位下沉，就位誤差15cm，然后填充石料，采用240m3/h的“世紀(jì)”號(hào)大型灌漿船壓漿[2]。這些大型機(jī)具設(shè)備同樣用于本四聯(lián)絡(luò)橋其它橋梁施工，降低了成本。多多羅大橋主墩基礎(chǔ)采用南北備贊瀨戶大橋相同的施工方法。明石海峽大橋的潮流速度比南北備贊瀨戶大橋還大，水深相差不多，主塔墩基礎(chǔ)為雙層壁的圓筒形鋼沉井，分別為外徑80m、高70m(2P墩)和外徑78m、高67m(3P墩)，施工方法與南北備贊瀨戶大橋基本相同，不同點(diǎn)在于不需要借助自升式平臺(tái)進(jìn)行海底爆破和巖面凹凸高差磨平到±10cm之內(nèi)，而是根據(jù)不同挖掘地層、部位和挖掘作業(yè)的極限潮速，采用不同重量的抓斗進(jìn)行挖掘[3-5]，挖掘平均精度在0～-10cm范圍內(nèi)，用無(wú)人潛水機(jī)進(jìn)行水下錄像拍照，確認(rèn)底面挖掘狀況；另一不同點(diǎn)在于充填混凝土不是預(yù)填骨料壓漿混凝土，而是采用了新研發(fā)的水下混凝土。日本采用的設(shè)置基礎(chǔ)主要是鋼沉井形式，一方面在于日本的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)達(dá)，另一方面考慮鋼制沉井具有壓漿混凝土施工時(shí)起模板作用以及有利于水中浮運(yùn)等兩種功能。

表1 國(guó)外部分跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)例

丹麥跨海橋梁的設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)不亞于同時(shí)代的日本。大貝爾特海峽西橋的海上沉箱基礎(chǔ)開(kāi)挖約10m深基坑，由“勃查”號(hào)海上自升式平臺(tái)完成清基、鋪設(shè)1.5～4.0m厚碎石墊層及平整夯實(shí)，用6 500t“天鵝”號(hào)大型浮吊直接運(yùn)輸及沉放(與墩身起始段一起)，碎石墊層上部0.3m未經(jīng)夯實(shí)，但碎石面要求非常平整，基礎(chǔ)下落中自然壓緊，基底以下不灌漿，基礎(chǔ)內(nèi)填砂土[2] [6]。大貝爾特海峽東橋的引橋沉箱基礎(chǔ)重量超過(guò)3 000t者浮運(yùn)安放，小于3 000t者用一艘拖船輔助一艘3 000t吊船運(yùn)輸?shù)蕉瘴缓蟮跹b就位，沉箱底的碎石層壓漿填實(shí)；主塔墩沉箱基礎(chǔ)78.1m×35m、高20m、重3.2萬(wàn)t，在離橋約56km處的干船塢制造，吃水11.5m，浮運(yùn)靠于墩位處預(yù)拋錨好的定位船灌水下沉，基礎(chǔ)底部0.5m高的裙邊放下時(shí)壓入5m厚的碎石層0.3m，沉箱底同樣壓漿填實(shí)；錨碇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)非常有特色，基礎(chǔ)水深約10m，需要承受大約600MN主纜力，浮運(yùn)時(shí)尺寸為121.5m×54.5m×16.5m，重3.6萬(wàn)t，吃水9m，沉放設(shè)置在水下V形基坑填石整平的楔槽上,以抵抗水平力[7]。由于基礎(chǔ)底部大，基底應(yīng)力可能分布不均勻，會(huì)影響到錨碇的整體穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)置前后兩個(gè)楔形碎石床使得基礎(chǔ)中段不承擔(dān)荷載，僅是前后段部分與地基接觸來(lái)進(jìn)行直接的荷載傳遞。經(jīng)這樣處理后錨碇基礎(chǔ)雖然整體預(yù)制，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)連成一體共同工作的分置沉箱，而相應(yīng)的碎石墊層分成兩部分來(lái)設(shè)置。經(jīng)試驗(yàn)研究分析取楔形碎石床的前部?jī)A角約16°，它與錨碇基礎(chǔ)自重和主纜拉力的合力大體保持垂直，從而避免錨碇基礎(chǔ)整體沿著碎石與土體交界面的滑動(dòng)破壞(圖1)。

厄勒海峽大橋的主塔墩基礎(chǔ)底面35m×37.18m、高20m、重約2萬(wàn)t，在干船塢預(yù)制后，用2艘浮箱聯(lián)結(jié)組成一個(gè)浮駁組合體提升沉箱拖出船塢，浮運(yùn)至墩位處定位下沉、支承在事先設(shè)置固定找平的3個(gè)混凝土墊塊上，底面約1m空隙壓注充填混凝土，沉箱回填壓重、防護(hù)[2][8]；邊跨引橋墩的沉箱基礎(chǔ)底面為18m×20m和18m×24m，采用改造后的8 700t長(zhǎng)頸“天鵝”號(hào)浮吊從預(yù)制廠吊運(yùn)到墩位安裝(圖2)，重量按“天鵝”號(hào)浮吊的起吊能力控制，沉箱頂面在安裝后高于海面4m。

圖1 錨碇基礎(chǔ)及楔形碎石床

圖2 長(zhǎng)頸“天鵝”號(hào)吊裝沉箱基礎(chǔ)

諾森伯蘭海峽大橋的氣候條件非常惡劣，承包商吸取了丹麥建設(shè)大貝爾特海峽西橋的經(jīng)驗(yàn)，邀請(qǐng)應(yīng)用“天鵝”號(hào)浮吊經(jīng)驗(yàn)豐富的公司參加建設(shè)，將“天鵝”號(hào)浮吊加寬、加高改造成起重量8 700t 的長(zhǎng)頸“天鵝”號(hào)浮吊，使海上基礎(chǔ)、墩身及上部結(jié)構(gòu)均采用了超大預(yù)制塊全裝配化技術(shù)，其規(guī)模之大、速度之快，實(shí)為罕見(jiàn)[9]。海上基礎(chǔ)尺寸由流冰產(chǎn)生的冰壓力決定?；A(chǔ)高31～42m，分為圓錐部分和圓柱部分，環(huán)形底板直徑22～28m，圓柱部分直徑10m，高度隨基礎(chǔ)深度變化，再上為圓錐部分以套裝墩身(圖3)。基礎(chǔ)重3 500～5 500t，由大噸位油壓式運(yùn)輸車搬運(yùn)到棧橋，再由長(zhǎng)頸“天鵝”號(hào)自行式浮吊搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)。施工時(shí)先開(kāi)挖到基巖，在基巖面挖下一圈環(huán)槽，將以鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的三塊混凝土板放入環(huán)槽內(nèi)，形成三點(diǎn)穩(wěn)定的支承點(diǎn)，然后將基礎(chǔ)吊放支承于混凝土板，應(yīng)用GPS使基礎(chǔ)安放精度在6mm以內(nèi)?；A(chǔ)底的空隙澆筑高耐久性的水下混凝土。

圖3 預(yù)制基礎(chǔ)

希臘里翁-安蒂里翁大橋改變了此前設(shè)置基礎(chǔ)應(yīng)用在淺覆蓋層、基礎(chǔ)要坐落于基巖、強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)與基巖間要固結(jié)連接的要求，將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用到水深達(dá)65m、海床下500m處仍沒(méi)有巖床的深厚覆蓋層、橫跨強(qiáng)烈地震斷層、橋址處的伯羅奔尼撒半島現(xiàn)在仍以每年8～1lmm的速度漂離希臘本土的科林斯海灣，給人們帶來(lái)難以置信的建造成果。由于建橋條件非常復(fù)雜帶來(lái)建設(shè)要求很苛刻，1992年希臘工程師協(xié)會(huì)重新研究建橋可能性時(shí)仍認(rèn)為在此建橋不可能。最終采用混凝土沉箱基礎(chǔ)，直接安放在采用直徑2m鋼管加固的地基上[10]。打入地基的鋼管長(zhǎng)25～30m、間距一般取7～8m，每個(gè)塔墩處大約打入200～250 根鋼管(圖4)，將加固土層改善為抗剪強(qiáng)度足以承受大的地震力以及在極端地震活動(dòng)中，足以承受大橋可能經(jīng)受的液動(dòng)水壓力。鋼管頂部鋪設(shè)3m厚的卵石砂礫層，與沉箱基礎(chǔ)間卻沒(méi)有連接，可使基礎(chǔ)在地震時(shí)隨土層上移或水平滑移(運(yùn)營(yíng)期及小地震時(shí)不會(huì)滑動(dòng))，起到隔震的作用[11]。這的確是一項(xiàng)設(shè)計(jì)非常新穎而大膽有趣的技術(shù)，是前所未有的嘗試。這種創(chuàng)新的土層加固方式，事先由法國(guó)國(guó)立路橋大學(xué)中心試驗(yàn)室進(jìn)行了廣泛的數(shù)字模擬研究及離心模型測(cè)試，證實(shí)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可靠性。巧合的是，在索塔和主梁施工期間的2003年8月14日，發(fā)生了一次里氏6.2級(jí)的大地震，但該橋安然無(wú)恙，基礎(chǔ)經(jīng)歷了大地震的考驗(yàn)。基礎(chǔ)底座直徑90m，厚度從中心13.5m 降到邊緣9.0m，基礎(chǔ)上半部的圓錐形構(gòu)造從底端38 m過(guò)渡到上端27m，高度37～53m。施工時(shí)，將自升式工作平臺(tái)改建成1艘專用駁船，用于海床挖掘、打設(shè)鋼管樁、砂礫層鋪設(shè)及整平等海上作業(yè)。沉箱基礎(chǔ)在干船塢澆筑到15m高后，拖至旁邊的濕船塢，完成上部的圓錐形結(jié)構(gòu)澆筑，然后拖到永久墩位沉放，座在砂礫墊層上。基礎(chǔ)浮態(tài)澆筑時(shí)利用底座的32個(gè)隔倉(cāng)灌水，用電腦微分壓艙系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行24h監(jiān)控，使基礎(chǔ)保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，避免了受風(fēng)和水流影響。橋墩施工中，基礎(chǔ)保持預(yù)載狀態(tài)，以校正細(xì)微沉降。

圖4 復(fù)合地基上設(shè)置沉箱基礎(chǔ)

里翁-安蒂里翁大橋的設(shè)置基礎(chǔ)綜合考慮了抗震特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)受力合理性、施工方便快捷等因素，是非常值得予以借鑒的基礎(chǔ)方案，其對(duì)類似條件的跨海橋梁建設(shè)的影響是巨大的。同樣處于強(qiáng)烈地震帶的土耳其伊茲米特海灣大橋[12]，準(zhǔn)備建設(shè)的丹麥-德國(guó)間的費(fèi)馬恩海峽大橋[8](后由于環(huán)保因素改為沉管隧道方案)，以及丹麥新斯托(Storstr?m)海峽橋都采用混凝土沉箱直接坐落于鋼管加固地基上的設(shè)置基礎(chǔ)。

國(guó)外一些內(nèi)河橋梁同樣采用了設(shè)置基礎(chǔ)。英國(guó)達(dá)福特橋主塔墩在石灰?guī)r上鋪以土工布包裹的碎石墊層，沉放的沉箱基礎(chǔ)底部的裙板插入碎石墊層中，沉箱底部的空隙灌漿填充[14]，裙板用于限制灌漿的外溢。塞文二橋全橋49個(gè)墩臺(tái)中的34個(gè)為混凝土沉箱基礎(chǔ)，沉箱重1 000～2 000t，用海上工作平臺(tái)的吊機(jī)起吊沉放。2018年完工的加拿大新尚普蘭大橋橫跨的圣勞倫斯河非常寬闊，最深處的水深僅9m，但流速最大達(dá)到4.6m/s，這項(xiàng)3.4km的大橋最大的挑戰(zhàn)是只有42個(gè)月的緊張工期以及嚴(yán)酷的冬季，決定采用加拿大已有的一個(gè)先例——諾森伯蘭海峽大橋，包括設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的方法來(lái)迎接挑戰(zhàn)。水中基礎(chǔ)的平面尺寸11m×11m(或9m×9m)，高2m，加上墩身起始段的高度為14m，重量在600～1 000t，采用Sarens公司研發(fā)的FFI雙體船進(jìn)行提升、運(yùn)輸，以誤差25mm沉放到位。該船類似于“天鵝”號(hào)浮吊，自帶推進(jìn)系統(tǒng)、液壓和電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但粗定位后先用定位樁將FFI錨錠(圖5)，采用可旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將基礎(chǔ)360°旋轉(zhuǎn)，利用滑移系統(tǒng)向前、向后或橫向水平移動(dòng)等將基礎(chǔ)精確定位。

圖5 FFI雙體船吊裝基礎(chǔ)

從上述工程實(shí)例可以看出，國(guó)外橋梁已經(jīng)不限于在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已掌握了在水深近70m、急流、軟弱厚覆蓋層、地震力控制設(shè)計(jì)條件下深海設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工技術(shù)，積累了豐富的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，引領(lǐng)著跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。

2 國(guó)內(nèi)深水設(shè)置基礎(chǔ)的建造實(shí)例及技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)跨江海等深水橋梁基礎(chǔ)主要采用的是樁基加承臺(tái)基礎(chǔ)和沉井兩種形式，設(shè)置基礎(chǔ)的應(yīng)用不多，如表2所示。

表2 我國(guó)深水橋梁設(shè)置基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例

澎湖望安將軍跨海大橋施工時(shí)，采用平臺(tái)船上的長(zhǎng)臂挖土機(jī)連接破碎機(jī)來(lái)破碎玄武巖，然后挖土機(jī)換上挖斗挖走石塊，用水中鑿巖機(jī)和礫石回填來(lái)處理巖面凹凸及夯實(shí)，預(yù)制好的沉箱拖至墩位處灌水沉放，沉箱底部的空隙灌漿固結(jié)[13]。遺憾的是，類似環(huán)境的臺(tái)灣金門大橋未能進(jìn)一步推廣應(yīng)用設(shè)置基礎(chǔ)，而采用全套管管柱基礎(chǔ)，該橋自2012年開(kāi)工至今仍未完成，期間停工多次的重要原因之一，在于海上惡劣的水文天氣及石灰?guī)r地質(zhì)對(duì)海上深水基礎(chǔ)施工造成了非常大的困難。

大連星海灣跨海大橋的錨碇基礎(chǔ)為國(guó)內(nèi)首例懸索橋深海設(shè)置沉箱錨碇基礎(chǔ)，海床挖掘最大15m深度，10～14m基床拋填50～200mm骨料石。沉箱船塢內(nèi)預(yù)制，起浮拖至墩位安放，采用兩個(gè)小沉箱和拖船、600t吊船輔助配合精確定位安裝。安裝就位后，骨料石基床升漿混凝土形成錨碇基礎(chǔ)[14]。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋3號(hào)墩基礎(chǔ)的基坑采用鉆爆法整層爆破成型，大型抓斗挖泥船清渣，船載多波束和側(cè)掃聲納法進(jìn)行水下測(cè)量，采用重型錨碇系統(tǒng)及調(diào)平系統(tǒng)進(jìn)行沉井基礎(chǔ)精確定位著床，然后進(jìn)行水下封底作業(yè)[15]。

目前我國(guó)跨江海橋梁深水基礎(chǔ)普遍采用的樁基加承臺(tái)形式，在水深達(dá)到50m的惡劣海洋環(huán)境下，抗側(cè)向力的能力已經(jīng)難以滿足要求，施工上也會(huì)有很大難題。而里翁-安蒂里翁大橋采用的復(fù)合地基上的設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)，則提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。張鴻等[16]結(jié)合規(guī)劃的瓊州海峽跨海工程研究，提出一種復(fù)合樁箱基礎(chǔ)形式，其實(shí)就是在里翁-安蒂里翁大橋的設(shè)置基礎(chǔ)上，將沉箱底板外周的鋼管樁與底板固結(jié)，由沉箱基礎(chǔ)底板承擔(dān)部分外荷載，鋼管樁承擔(dān)部分外荷載并控制工后沉降。這種復(fù)合樁箱基礎(chǔ)雖然考慮樁土的共同作用，發(fā)揮土體的承載能力，由樁基將荷載傳遞至地層深處，可適應(yīng)厚軟土層地基工后沉降變形的特點(diǎn)，但正是由于將鋼管樁與底板進(jìn)行了固結(jié)連接，地震時(shí)基礎(chǔ)不能隨土層有較大的上移或水平滑移，反而不利于強(qiáng)震地帶的橋梁結(jié)構(gòu)受力。另外，這種基礎(chǔ)的鋼管樁和沉箱受力分配關(guān)系，基礎(chǔ)、土層參數(shù)與地基沉降之間的關(guān)系，以及鋼管樁與沉箱結(jié)合特性、傳力模式、與沉箱連接施工的可靠性及耐久性等方面，都需要深入研究。

3 我國(guó)跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展的探討與建議

通過(guò)上述國(guó)內(nèi)外跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)現(xiàn)狀的分析，可以看出兩者的差距：國(guó)外不僅在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新地推廣應(yīng)用到近70m水深、急流、軟弱厚覆蓋層、強(qiáng)地震荷載的深海橋梁，并且積累了豐富的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；而國(guó)內(nèi)主要采用圍堰加樁基承臺(tái)形式，即便是在淺覆蓋層甚至巖面裸露的復(fù)雜海況條件下，依然采用鉆孔樁基礎(chǔ)，導(dǎo)致施工時(shí)勞心勞力。雖然這種差距是多種因素造成的，但與我國(guó)橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)理論、技術(shù)習(xí)慣、大型施工裝備有很大關(guān)系。

世界范圍內(nèi)規(guī)劃的眾多的跨海通道有的已經(jīng)在準(zhǔn)備建設(shè)當(dāng)中[2]，東南亞一些島國(guó)及西亞都準(zhǔn)備或開(kāi)始興建跨海連島工程，歐美強(qiáng)國(guó)上個(gè)世紀(jì)建設(shè)的橋梁已運(yùn)營(yíng)了70～近百年，進(jìn)入衰老期，部分橋梁如加拿大尚普蘭大橋、英國(guó)福斯公路大橋和Mersey Gateway大橋、法國(guó)留尼旺島沿海大橋等已完成或正在新建、擴(kuò)建中，丹麥新Storstroem橋已完成招標(biāo)準(zhǔn)備開(kāi)工，這些橋梁大多采用了設(shè)置基礎(chǔ)。估計(jì)在接下來(lái)的2020～2030年代，國(guó)外橋梁將會(huì)迎來(lái)新一輪的新建、擴(kuò)建高潮，需要重建新建許多跨江跨海大橋，這是實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略面臨的機(jī)遇。而我國(guó)沿海諸多島嶼之間以及與大陸間的橋梁聯(lián)絡(luò)工程，都需要修建深水基礎(chǔ)，水深最大可能達(dá)到100m左右。這應(yīng)是我國(guó)今后跨海橋梁深水基礎(chǔ)的廣闊市場(chǎng)前景。

為適應(yīng)我國(guó)未來(lái)跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)的建設(shè)，需要注意掌握以下幾方面的關(guān)鍵技術(shù)：

(1)深水設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論。國(guó)外橋梁界在深水設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)方面已經(jīng)過(guò)眾多橋梁工程實(shí)踐檢驗(yàn)，甚至是施工期間就經(jīng)歷了大地震的考驗(yàn)，積累了豐富的技術(shù)成果，引領(lǐng)著深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。我們需要正視與國(guó)外的差距，深水基礎(chǔ)不能再囿于圍堰加樁基承臺(tái)的形式，需要大膽突破傳統(tǒng)的深水基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思路。在深海地基勘探技術(shù)，深水軟弱粘性土地基大型設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論、分析手段和方法，大型沉箱基礎(chǔ)的關(guān)鍵構(gòu)造，深海軟弱地基處理技術(shù)及受力機(jī)理和模型試驗(yàn)，深海地基承載能力及地基處理檢測(cè)技術(shù)等方面深入研究。

(2)適應(yīng)深海設(shè)置基礎(chǔ)作業(yè)的大型施工裝備。發(fā)達(dá)國(guó)家目前正在為深水橋梁新建、擴(kuò)建高潮的到來(lái)進(jìn)行積極準(zhǔn)備，正在研究利用最先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展大型施工裝備(自動(dòng)化、智能化建筑機(jī)器人)，使更大的設(shè)置基礎(chǔ)都能迅速、準(zhǔn)確就位。海上多功能可升降工作平臺(tái)是關(guān)鍵設(shè)備之一，可有效解決深海橋梁的一些施工技術(shù)難題，提高海底挖掘及清基、打樁、墊層鋪設(shè)和整平的施工效率，留尼旺島新沿海大橋采用帶8個(gè)支腿的可升降施工平臺(tái)“章魚”號(hào)甚至還完成了4 800t沉箱基礎(chǔ)、墩身、墩頂梁段的運(yùn)輸及安裝(圖6)。適合在海床軟弱、水深近100m復(fù)雜惡劣的海洋環(huán)境中進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工的多功能模塊化拼裝平臺(tái)是今后需要研究的。除了巨型沉箱需要浮運(yùn)外，設(shè)置基礎(chǔ)走向大型整體化預(yù)制，由大型浮吊直接吊裝到位已是共識(shí)，浮吊將會(huì)更加大型化和智能化。機(jī)械化、大型化、智能化是跨海橋梁施工裝備發(fā)展的趨勢(shì)。上述的工程實(shí)例中，無(wú)一不需要?jiǎng)佑么笮偷暮Ｉ鲜┕ぱb備，設(shè)置基礎(chǔ)往往由施工裝備能力引導(dǎo)設(shè)計(jì)方案或優(yōu)化施工圖設(shè)計(jì)，可以說(shuō)具有這種能力的海上大型施工裝備，將引領(lǐng)設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)發(fā)展的方向。

圖6 “章魚”號(hào)升降平臺(tái)吊裝基礎(chǔ)

(3)與大型施工裝備相對(duì)應(yīng)的設(shè)置基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)。包括深海施工勘探技術(shù)，深海基坑挖掘和基床鋪設(shè)整平技術(shù)，深海地基加固處理施工技術(shù)，深海設(shè)置基礎(chǔ)大型浮吊吊裝技術(shù)，巨型沉箱浮態(tài)接高、錨碇定位沉放技術(shù)，深海基底灌漿技術(shù)，深海地基承載力及基礎(chǔ)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)等施工關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)是今后需要研究的重點(diǎn)。這些施工技術(shù)雖在跨江近海施工中有過(guò)應(yīng)用，但隨著水深的增加和設(shè)置基礎(chǔ)的工程量很大，并疊加深海海洋因素的嚴(yán)重影響，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們?cè)趦?nèi)陸江河橋梁中所形成的工程規(guī)模概念，在量變中往往含有質(zhì)變的可能性，這是必須予以慎重考慮的。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)國(guó)外跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，不僅在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新地推廣應(yīng)用到近70m水深、急流、軟弱厚覆蓋層、強(qiáng)地震荷載的深海橋梁，積累了豐富的技術(shù)成果和工程經(jīng)驗(yàn)，是值得未來(lái)跨海大橋建設(shè)借鑒的。

(2)我國(guó)跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)與國(guó)外相比存在著較大差距，需要在設(shè)計(jì)理論、大型施工裝備、施工關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行深入研究并加以掌握，為未來(lái)深水設(shè)置基礎(chǔ)的建造進(jìn)行積極準(zhǔn)備。