2005年8月2~3日,江苏省苏通大桥建设指挥部在南通召开苏通长江公路大桥(以下简称“苏通大桥”)主桥基础工程(C1标、C2标)交工验收会议,会议成立苏通大桥交工验收专家组,专家组听取了建设、设计、施工、监理单位的工作报告,察看了工地现场,查阅了交工验收数据,经认真讨论形成如下评议意见:
苏通大桥是国家和江苏省规划建设的沿海高速公路跨越长江的重要通道,采用主跨1088米,全长2088米七跨连续钢箱梁斜拉桥,位居世界第一。主桥基础是全桥关键工程之一,塔墩基础为迄今世界最大规模的桥梁超大型群桩基础,它的建成创造了苏通大桥首项世界记录。
一、综合集成、科学组织,保证了工程顺利实施
本项目是一项复杂的系统工程,工程建设采用“省部协调领导、专家技术支持、项目公司筹措资金、指挥部建设管理”的体系,充分发挥了社会主义制度的优越性和市场经济机制,实现了政府对社会资源的有效整合。工程实现了对一桥七方的高度开放和有效的综合集成,大力加强了组织与协调工作的科学性和有序性。
工程建设严格遵守国家基本建设程序,严格执行“四项制度”,建立健全了一系列规章制度,实现了全方位、全过程的规范化管理。
二、防范为上、精细管理、保证安全质量的执行力
大桥施工现场江面宽阔、潮大流急、风多雾频、航运繁忙,安全环境复杂,管理任务繁重,苏通大桥坚持以人为本的安全管理思想,建立完善的安全管理组织体系。加大安全防范的资源投入,狠抓危险源的分析和超前预控,防微杜渐。充分依据法律和公权,加大安全管理的权威性。采用VTS系统及电子监视等科学技术手段,实现了安全管理的资源整合和安全责任制的落实,达到了安全零事故阶段目标。
苏通大桥全体建设者牢固树立工程整体质量观和全寿命周期质量思想,强化质量体系建设,全面实行“足尺试件制”和“首件工程认可制度”。坚持以落实责任制为中心,狠抓施工全过程质量控制,保证了工程建设质量始终处于受控状态,实现了工程质量零缺陷的目标。通过工法研究,规范工序流程。加强工程文化建设,狠抓培训考核,着力提高一线施工员工的质量意识和质量执行力。
三、坚持自主创新,开发了超大型群桩基础建设成套技术
苏通大桥基础建设面对着水文、地质、气象、航运等特殊困难条件的挑战。300年一遇落潮流速高达4.01m/s,设计冲刷深度达28m,基岩埋藏深度在270m以下,使桥梁超大型群桩基础的桩-土相互作用更加复杂,群桩效应更加突出。同时,由于深厚覆盖层的放大作用,地震荷载成为本桥基础设计的主要控制荷载。大桥的设计风速按100年重现期为49.7 m/s,主墩基础按直接承受1.3万吨的船舶撞击力标准进行设计等成为基础设计的关键控制因素。
主跨跨径1088m的双塔钢箱梁斜拉桥的主塔基础采用131根直径为2.8/2.5m变截面的超大型群桩基础,桩长约120m,承台总体平截面尺寸为113.75×48.1m,是目前世界上最大规模的桥梁超大型群桩基础。
依靠国内力量自主创新,开发了潮汐河段深水区超大群桩基础建设成套技术,科研、设计、施工中创造了多项国内第一,部分成果达到世界第一。
1、建立在科学研究基础上的设计创新
设计充分考虑桩-土相互作用和群桩效应的影响,通过理论分析和试验研究,对桩的布置形式、桩基承载效率,承台外形进行了研究比较和优化设计。实践证明哑铃型承台超大型群桩基础方案是一个结构合理、受力可靠的设计方案。
由于基础承受竖向荷载大且持力层软弱,设计充分分析研究了超长桩的受力特性和桥位地质资料,结合试桩,合理确定了桩基承载力,成功地研究了群桩效应,并采取桩端压浆工艺提高钻孔灌注桩承载力,取得了理想的效果。
由于地震荷载和船舶撞击力对单桩强度要求较高,通过采用变截面桩并考虑钢护筒作用提高了单桩强度。
在国内首次提出以结构自身防撞为主结合船舶航行管理系统辅助防撞的综合防撞系统设计理念,并通过构造措施,利用施工用钢吊箱和封底混凝土,使结构自身有效地抵御船舶撞击力,取得了显著的技术经济效益。
2、超大群桩基础施工技术难点及创新
采用优质泥浆集中制浆和循环净化措施,成功保证主桥全部410根直径2.8/2.5米、桩长约120米变截面钻孔灌注桩,在松软地质条件下成桩质量。实现桩底沉渣基本控制在5cm以内,所有桩基全部实现Ⅰ类桩。
首次采用永久钢护筒支承钻孔施工平台,有效解决了主塔墩施工水域35米水深、4.01米/秒流速、28米冲刷深度下,常规钢管桩平台难以实施的难题,保证了平台的顺利搭设和使用安全,减少了临时结构用钢量。
在国内大型桥梁工程中首次对主塔墩实施“袋装砂铺底、碎石反滤、块石罩面”的永久冲刷防护工程,通过多波速跟踪和水下地形快速成图技术指导防护施工,成功解决了长江河口段深水区难以直观检测的难题,经一年来定期监测,防护结构稳定,基本达到预期效果。
3、承台施工技术难点及创新
主塔墩钢吊箱平面面积5500平方米,重5880吨的哑铃型结构,施工采用计算机控制、液压千斤顶同步下放技术,成功实施了40台250吨和350吨千斤顶联动,下放位移同步性控制在1cm以内,在国内外首次实现水上超大钢吊箱使用液压千斤顶在复杂工况条件下的安全下放。
钢吊箱底板135个直径2.8米的钢护筒孔洞,底板上防撞桁架以及众多吊杆等复杂结构,试配成功高流动、自流平、自密实、缓凝型混凝土,实现了封底混凝土浇筑的一次性成功。
承台底层和顶层斜坡面为高配筋,达400公斤/m3,采用分块分层浇筑方案,底层降低分层高度,顶层斜坡面采用压模施工,除常规混凝土“双掺”技术、冷却降温措施、混凝土浇筑振捣、养生等综合技术手段外,采用计算机实时温度跟踪控制技术,有效解决了高配筋、4.2万方的大体积承台施工质量控制难题。
4、采用信息化施工技术,为工程质量提供科学保障
工程建设中采用多种现代信息技术,开展了主桥基础安全与健康监测、承台温控监测、钢吊箱整体下放过程中应力变形监测,应用浅地层剖面仪、侧扫声纳系统和多波速测深仪对河床防护结构进行检测、CT技术对桩底注浆进行检测。为工程顺利实施提供了科学手段,有效控制和保障了施工质量和安全。