川渝拆除17713551981桥梁工程设置基础
很多跨越海峡的大桥，水深、潮急、航运频繁，在这种条件下修建桥梁深水基础现场作业特别困难。为了尽可能减少上述不利因素对施工的干扰，仿照海洋钻井平台的施工方法，现在许多国家发展了一种设置基础。这种基础是将基础分为若干部件在岸上预制，然后在深水中设置套接形成基础。比较典型的设置基础是1996年加拿大诺森伯兰海峡大桥基础，如图8-18所示。
由于诺森伯兰海峡冬季的气象条件恶劣，沿海岸形成的冰块因风和潮流的作用，以2m/s的速度移动，使桥墩要承受高达30MN的横向水平力；而且结构物的施工只能在没有冰冻的5~11月期间进行施工，但即使是在这个期间，施工还得在强风作用下以及4m的涨落潮位及2m波高的海浪中进行。经过全面考虑分析，最后采用由岩层直接支承，并使用大规模预制构
件来进行套接设置的基础形式。对基础的形式曾研究过如图8-18所示两种方案：由环状构件支承的圆锥形基础[图8-18a）]及具有斜向加劲肋的八角形筏形基础[图8-18b）]，最后选用的是圆锥形基础。
图8-18诺森伯兰海峡大桥基础方案
目前设置基础形式基本上有两种：一是设置沉井基础；另一种是钟形基础，下面分别介绍。
一、设置沉井基础
设置沉井基础就是采用大型浮运沉井，在岸边预制，浮运就位固定，灌水下沉设置在整平的岩层上，井内填石灌浆（或混凝土）至水面以上。日本1988年建成的北、南赞赖户公路铁路两用悬索桥6个海中基础及1998年建成的明石海峡大桥；1998年建成的丹麦大带海峡大桥；
1991年建成的英国泰晤士河上的达特福斜拉桥等均采用设置沉井基础。图8-19是丹麦大带海峡悬索桥锚墩设置沉井基础及施工示意图。
图8-19丹麦大带海峡悬索桥锚墩设置沉井基础及其施工示意图
大带海峡桥的东桥长为6.8km，其主桥为跨度535m+1624m+535m的公路悬索桥。悬索桥的主塔墩基础均为设置深井，平面尺寸78m×35m×20m，重量为30000t，在岸边干船坞内预制后浮运就位。其锚墩也为设置沉井基础，每个沉井自重为36000t，平面尺寸为121.5m×
54.5m，水深10m，由于悬索桥的锚墩需要承受很大的水平力和力矩，所以地基为楔形碎石层，沉井的尾端填以铁矿石作为压重。
日本明石海岸大桥墩塔基础结构方案确定时，曾提出一个自浮式沉井与管柱桩相结合的组合基础方案，见图8-20。其方案是采用设置沉井的施工方法，将沉井设置在海底下一定深度可以持力的土层上，然后再在沉井的预留孔中下沉钢管柱至岩层，并钻孔嵌岩成为沉井加管柱组合基础。虽然，这种组合基础也能像设置沉井那样避开海上施工的恶劣自然条件，但恶劣自然条件下作管柱下沉困难也较大，另外，组合基础的刚度还是不如设置沉井基础，所以最后仍然选用了设置沉井方案，见图8-20b）。
图8-20明石海峡大桥
明石海峡的最大水深为110m，墩位处水深为45m；最大潮流速度为4.5m／s，墩位处最大为3.5m／s；每日约有1400艘船通过。为尽量减少海上施工作业，采用在工厂预制，而后浮运、下沉的设置沉井基础。
二、钟铃形设置基础
钟铃形设置基础是以形状似古代钟铃的预制薄壳套箱结构，以套接的方式将套箱吊装安置在整平好的地基或基础上，然后将基础承台和套箱及上接墩身的混凝土同时浇筑形成整体。由于这一钟铃形薄壳套箱既是施工用的防水围堰，又是基础混凝土浇筑模板，施工简便快捷，节省材料，前面介绍的加拿大诺森伯兰海峡大桥就是预制的钟铃形基础。
横跨希腊大陆与希腊最大半岛伯罗奔尼撒半岛之间的科林斯海湾（Rion-Antirion）的桥，桥位处的建设条件相当复杂，水深达65m，海床下500m处仍没有岩床，软弱土层非常厚，并处于一些活动断层有可能造成强烈地震的区域。该桥采用五跨连续斜拉桥，跨径组成为286m+3×560m+286m，2004年建成，为现今最长的斜拉桥。地基是采用25~30m长、2.0m的钢管桩进行土体加固，每墩下用250根钢管桩，间距为7~8m。为了允许基础与地基之间的滑动，在钢管上面铺设50cm反滤沙层，再铺设2m厚直径8~10cm的鹅卵石层，最上面再铺设50cm厚的碎石层。支承在加固土上的基础底盘为直径90m的混凝土沉箱构成。由于沉箱尺寸较大，采用32片放射状布置变高梁进行加劲，每片梁厚1.0m，高度从中心的13.5m降到边缘9.0m。水下基础（可视为水下墩身）的上半部分为底部38m、上端27m的圆锥形结构，根据水深和桥墩位置的不同，高度为37~53m。基础是先利用干船坞施工，每个沉箱灌注到15m高程后，再被拖放至湿船坞，在那里完成锥形结构浇筑，然后拖至永久墩位沉入水中。在海平面以上的桥墩呈八边形，主墩高26m，墩顶部是倒金字塔状结构，高16m，顶面为边长40m正方形。再往上则是4根高强混凝土塔腿，至塔顶处合并为整体，塔腿顶部牢牢嵌住35m高的上塔柱（图8-21）。
图8-22是美国俄勒岗大桥的深水双曲钟铃形设置基础，该基础的薄壳外套箱全部用钢板焊制成，打完桩后，将钟铃形钢壳浮运至墩位处后吊起，等钢筋笼套入已吊起的钢壳内，再将钟铃形钢壳连同钢筋笼在已施打完成的桩基础上准确定位后，沉入水中落底，并按设计要求准确地套在桩基础上，最后在钢壳内灌注厚度为2.7m的封底混凝土，再抽水浇筑墩身混凝。当混凝土达到预定强度后，再用液压千斤顶将钟铃形钢壳顶起重复使用。这座桥的所有深水基础和墩身，都是用一个钟铃形钢壳做模板建造的。
图8-21科林斯海湾桥基础结构示意图1-钢管桩加固地基；2-铺垫层；3-设置沉箱；4-水下锥钟形基础
图8-22美国俄勒岗大桥钟铃形设置基础1-钟铃形钢壳；2-钢筋笼；3-打入桩；4-封底混凝土
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