打桩机

大海深不见底,跨海大桥的桥墩是怎么打下去

发布时间:2023/3/29 2:05:44   

曾经,我也有这样的疑问,大海深不见底,海水那么深,而且水压又那么大,跨海大桥的桥墩是怎么打下去的呢?桥墩做好后直接插到海底貌似也不太现实,直到有一天我看到了一条跨海大桥的桥墩搭建过程的3D动画,瞬间恍然大悟。

大家都知道,如果是建房子的话,地基很重要,因为地基直接影响到整个房子的结构和安全。

诚然,在合适的地面上打造坚不可摧的地基对于人类来说已经不是什么难事,技术也已经非常成熟,但是,要是在海面上打造牢不可破的地基还是有一种难度的,毕竟水的浮力太大,不过,让人欣慰的是,这个难题目前也已经被设计师们解决了!

桥墩是跨海大桥的基础,桥墩到底是怎么打下去的,目前比较专业的方法有以下几种。

第一种方法是适用于浅水区的“化海为陆法”。

“化海为陆”顾名思义就是,在埋这个桥墩的时候首先把它转为陆地上的结构来进行施工,因为是浅水区域,所以,在施工前跟在陆地上建造房屋一样,先把需要施工的地方周围给围起来,专业术语叫“修建围堰”,也就是说把需要埋桥墩的这个地方围成一个结构,目的是为了让里面的水跟外面的分开,这个时候需要把围堰里面的水用抽水机抽出,如此一来,围堰内需要打石墩的地方就变得跟陆地差不多一样了!

接下来的施工方式就比较寻常了,施工人员只需要在围堰内进行正常的打桩和搭建钢筋笼,进而再浇筑桥墩就可以了,等所有的桥墩都浇筑完成后,再将之前的围堰拆掉就可以了。

这种化海为陆,建围堰的方法优点是:难度低,易操作,操作原理也很直白,缺点是,虽然操作简单,但是只适用于那些浅水区域的施工,除此之外还有污染水源的隐患,因此,建设跨海大桥时,并不是所有的浅水区都适用于这种方法。

第二种则是比较传统的利用箱型结构方法,简称“沉箱法施工”。

说到沉箱法,我们不得不提到一个人,著名的桥梁专家--茅以升,“沉箱法”便是他发明的。

当年,茅老先生在修建钱塘江桥时,让我们见识到了架桥人的高超技艺和专业知识。

建设钱塘江大桥的桥梁时,最重要的一个难题就是打桩,要想让大桥的桥基牢不可破,要穿过几十米厚的泥沙,并且还要在将近10个桥墩的位置打入多根木桩,这个木桩必须要立于石层之上。

这将近40米的沙层既厚又硬,打桩打轻了打不进去,打重的话又会出现断桩的情况。

这个难题一直得不到解决,茅老先生很是苦恼,为了找到好方法,每天都在冥思苦想,好在苦心人天不负,最后,他竟然从一件小事中突然受到了启发,在用浇花壶浇花时,看到水把土冲出了小洞,因此大受启发,一下子就想到了解决方案。

他让施工人员把江水先抽到一个地方,然后采用抽江水在厚硬泥沙上冲出一个洞的方法,再打桩,就是这样的“射水法”,大大提高了施工进度,原来一天一夜最多只打1根桩,使用了这个方法后,效率大大提高,一天一夜能打30根桩,这个效率的提高真是让人叹为观止,茅老先生实在太让人佩服了!

不过,那只是遇到的其中一个难题,建桥时,还有一个问题就是水流太急,没办法进行施工,为了解决这个问题,他便发明了大家所熟知的这个传统方法:“沉箱法”。

这是一张沉箱法的构造图,其中包括土砂搬出装置、出土通道、出土装置、机械臂、气压室、人行通道等,通过这张图我们可以大概了解到这种方法的原理。

所谓沉箱就是将钢筋混凝土做成的箱子,沉入水中,然后口朝下直接罩在江底,这时,再利用高压气挤走箱里的水。

施工人员在箱里挖沙,使沉箱与木桩逐步结为一体,然后建筑桥墩,当然,放置沉箱说起来简单,在实际操作中是非常难的,沉箱可能会随时被江水冲向下游,或者是被潮水顶到上游,漂浮不定,后来,茅老先生把3吨重的铁锚改为10吨重后,问题才得到解决。

这个方法为我国的桥梁建设做出了巨大的贡献。

沉箱法的优点是,对机械化的程度要求不高,并且不影响海上通航,但缺点也有,就是在施工时,对沉箱人员是一个非常大的考验,因为是在非常高的气压下工作,工作环境比较艰苦,对工人的健康也是一种考验,大家可以试想一下,水的深度每增加一次就相当于在人的身体上增加了一个大气压,这样进进出出,身体上的伤害还是比较大的。

如今,随着科技的发展,在日新月异的今天,这种传统的沉箱法已经很少使用了,就算有类似的沉箱法,也不需要工人去沉箱中挖土了,直接机器操作。

前面提到的是浅水区建桥墩的方法和传统的沉箱法,还有一种就是深水区建设桥墩的方法。

正常情况下,修建跨海大桥时设计师们都会避开深水区域,毕竟深水区域深不见底,情况复杂,施工有一定难度,但是,有些跨海大桥因为路线问题,修建桥墩时没办法规避这个问题,这时候就只能在深水区域打入桥墩。

在深水区域建设桥墩要用到打桩船,打桩船的作用就是,可以直接从水上打到海底的土层中,可以根据海底或者江底的不同情况打出长短不同的端承桩。

平时我们看到的那些跨海大桥,每个桥墩的下面都有好多跟桩来支撑,这些桩主要起到相互平衡的作用。

综上所述,修建跨海大桥时,在打桥墩的时候所使用的方法是不一样的,要具体情况具体操作,并没有统一的标准。

在我看来,不管是哪一种方法,都非常厉害,向所有的桥梁工程师们致敬!

结语:可能很多人以为,修建跨海大桥时,只要在承重方面考虑周全就可以了,事实上,修建跨海大桥要考虑的问题有很多,尤其是海水,有很强的腐蚀性,会直接腐蚀到表面的混凝土,严重的话,还会使内部的钢材生锈老化。

因此,修建跨海大桥时对混凝土的要求极高,工程师们会对建筑跨海大桥的混凝土进行处理,比如增加防腐蚀的添加剂,还要在桥墩上涂抹各种防腐的添加剂,不仅要防腐蚀,还要防撞,海洋中船舶的冲撞力也是很大的。

据专业人士介绍,跨海大桥中的桥墩使用年限至少是年,所以,桥墩占有举足轻重的作用。



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