当前位置： 爆破材料 >> 爆破材料优势 >> 海水这么深,跨海大桥的桥墩到底是怎么打下
基础设施建设，可以说是一个国家经济增长的基本盘，在整个世界经济断崖式下滑或每况愈下的今天，我国在基建方面仍取得了丰硕的成就，如川藏铁路，平潭海峡公铁大桥，琼州海峡跨海通道等等。
中国“基建狂魔”的称号实至名归，各种超级工程遍地开花，尤以跨海大桥，因其考虑因素之复杂，难度之大，所花费的经费之高，堪称人类工程之最。
其实不只在我国，在其他一些经济比较富余的国家或地区也有跨海大桥，如美国的切萨皮克湾大桥，日本濑户大桥等等。
修建跨海大桥的难度，在于桥墩需要打在水中，而且是腐蚀性较强的海水之中。
按照我们一般的认知来说，打造桥墩所用到的水泥需要在干燥清爽的条件下，才能凝结成块，在四面都是水的环境中，要做到水泥迅速硬化，不留瑕疵，确实是超出了“门外人”的认知范围。
一种是入门模式，一种是地狱模式。
在普通的小河，小溪上修建桥梁，由于其水流量较少，我们尚且可以采用断流或在附近先修筑围挡的方式打造桥墩，但要在深不见底，波涛汹涌且海水具有一定腐蚀作用的海洋之中打造一座从此岸通往彼岸的跨海大桥，则需要考虑到多重因素。
修建跨海大桥，需要考虑哪些因素？修建跨海大桥最主要的目的，就是为了方便人们出行。
比如造价约亿元的港珠澳大桥，将港珠澳三地的通行时间由原先的4个小时缩短到现在的大约40分钟，杭州湾跨海大桥，使宁波到上海无需再绕道杭州，通行时间压缩到两个小时之内。
但由于其修建难度实在太高了，一座大约10多公里或者几十公里的跨海大桥，需要几年甚至十几年的时间来修建，比如最值得我们骄傲的港珠澳大桥，宛若一条巨龙横卧在伶仃洋的碧波之上，年就开始动工，一直到年才完成验收，花了将近十年时间。
九层之台，起于累土。修桥就跟咱们修房屋一样，需要核心的支撑物，修房子需要先打造坚硬的地基，而铺桥架路，则重点在考验桥墩的耐久性。
海洋环境不同于河流湖泊，除了容易产生狂风巨浪之外，海水的侵蚀作用，再加上海底还有几十米的淤泥，这些因素都会影响到桥墩的稳定性。
首先是狂风巨浪。跨越大桥主要修建于两座城市之间，两者相隔的距离也不会太远，一方面是没有这个必要，另外，以人类目前的科技实力还暂且无法从东太平洋修一座抵达西太平洋的跨海大桥。
其实，生活在海洋周边城市的朋友就应该清楚，沿海城市的风力一般都要强于内陆城市，尤其是在海边，如遇到风和日丽的天气，也能感受到海风的轻抚，若是天气比较恶劣，海风足对人类产生一种被支配的恐惧。
所以，跨海大桥的第一个威胁是海陆风以及随风掀起的巨浪。
一般而言，陆地升温较快，降温也快，而海洋有控温作用，升温慢，降温慢，温度起伏较小，由于海陆热力性质的差异，两者之间会形成一定的气压差，非常容易产生海陆风。
再加上海洋上几乎没有什么障碍物，风力行驶无阻，所以经常容易刮起狂风骤雨。
海水无时无刻不在运动，哪怕是在没有风的前提下，由于温度差，他们也会按照特定的方向流动，学术上称作洋流，这个时候如果有风经过，海水在一定程度上受到上升力的作用会上提，而海水又有一个向下的自身的重力，一高一低，便形成了我们常见的海浪。
一般的海浪虽然起伏不大，但它们在撞到障碍物时，势如破竹，所产生的能量是不容小觑的。
比如拍打海岸的激浪曾经就把法国契波格海港吨半的重物抛过60米的高端，苏格兰海边重达吨的庞然大物也被海浪移动了10米左右……
桥墩虽然是为人类修建桥梁服务，但是在自然状态下，他们就是海洋中“凭空”产生的障碍物，每天都有由无限的海水组成的海浪对桥墩产生冲击。
所以，衡量一座桥稳不稳定，首先就要看桥墩到底能不能支撑起桥梁自身以及施加于桥面上的重量的总和，能不能抵抗一些外力对桥墩自身带来的破坏。
其次，就是海中的淤泥，易使桥墩下陷。海洋由于地势较低，数万年来，从四面八方汇聚了不少的淤泥，有一些淤泥看起来非常坚硬，实则不稳，将桥墩打在这些淤泥之上是非常危险的。
再者，就是海水是咸的，里面含有大量的腐蚀介质。如盐类物质或元素，而水泥的主要成分是氧化钙，硅酸盐等等，其中还包括不稳定的硫铝酸钙和氢氧化钙，这些物质在不同温度和湿度条件下会相互转化从而与外界硫酸盐反应发生膨胀，这就非常考验桥墩的材质问题。
如果海水裹着飞沫，带来的有害离子粘在桥墩表面无法脱离，再加之阳光暴晒，风吹雨打，普通混凝土只需要短短几年就会彻底变成豆腐渣，就算材质特殊，其应对的考验也非常严格。
最后，就是海洋是一个湿润的环境，如何使混凝土或水泥在这种条件下硬化，也确实是一个问题。
如何克服以上问题，使桥墩稳稳立在海水之中，世界各国桥梁专家绞尽脑汁，可行的方法也非常有限，中国桥梁建设专家茅以升提出了三个解决方案，即围堰法，沉箱法和打桩法。
在海水中建造桥墩的方法有哪些？第一种：围堰法—填海造陆，陆中打桩
所谓围堰法，就是将一处海水用障碍物将其围起来，围得水泄不通之后，再用大功率抽水机将中间的水抽离出去，这样里面就形成了一个没有水的封闭环境。
这个方法倒让我联想到了咱们平时修房子时所打造的地基，地基挖好之后，把握合适时机，往里面灌水泥和钢筋就行。
围堰法比较直接，施工难度也比较低，但有非常大的局限性，运用在跨海大桥的建设过程中，只适用于浅海区域，在海水较深的区域使用这种方法，一方面是所需成本极其巨大，而且工程量也会随着海水的深度增加呈几何式增长，另一方面就是对技术及其安全性的考验非常严峻。
其次，使用围堰法，会对当地的生态环境造成严重的破坏，这种破坏主要体现在两个方面，第一个方面是会改变当地原来的地形地貌，形成潜在的危险区域，另一方面是会导致水体污染，同时也会长时间堵塞航道。
因此并不是所有的跨河大桥都能使用围堰法进行建造，为弥补这种方法的短板，就涉及到第二种方法，即沉箱法。
第二种：沉箱法
沉箱法是由中国桥梁建设专家茅以升推荐使用的，最早应用于钱塘江跨海大桥桥墩的建设，因为这种方法对机械化依赖的程度不高且不过度影响航道，在中国建设跨海大桥的所有方法里占据主流地位，一用就是几十年。
何谓沉箱法，顾名思义，就是在建设桥段过程中需要用到沉箱。
沉箱是一种有顶无底的箱型结构，由特殊的钢筋混凝土打造而成，包括气压室，作业室和井筒壁三个主体部位，井筒壁的下端有刃脚，内部设置隔板，非常轻盈，甚至可以直接漂浮在水里，也可以通过调节箱内压载水控制沉箱下沉或漂浮。
沉箱的顶盖上装有气闸，起到调控作业室内的气压，供输氧气的作用，同时也便于工作人员、材料以及作业过程中所产生的废土进出作业室。
用沉箱法建造桥墩的整个流程：
首先是用开口向下的沉箱沉入海底，随即利用高压将内部海水抽出，完成排水，之后再让工人进入其中施工，废土由机械臂或半机械设备通过出土装置运出，遇到巨石爆破。
在自身重力和海水压强的作用下，工人每挖掉底部一部分土石，沉箱就会继续往下沉降，而露出水面的部分，工人则会在上面浇筑新的井筒混凝土，当沉箱沉降的深度达到预定标准之后，整个沉箱将会被彻底封死，里面的空间会被灌满水泥，为之后打造桥墩充当坚实的地基。
虽然这种方法的优势非常明显，但在沉箱之中的工人，其工作环境却十分恶劣，海水深度每增加10米，工人身上就会额外增加一个大气压的压力，经常在这种气压较高的环境中工作乃至进出，长此以往也会产生各种减压病。
当然，在机械化高度发达的今天，再使用沉箱法时，不像过去那样，需过度依赖人力的使用，现在已经出现了很多类似于沉箱法但是不再需要工人进入里面施工的其他方法。
第三种：打桩法
前面所说的两种方法，都有局限性，一个只适用于浅海区域，而另一种则只适用于海底地况较为平台的区域，要是遇到海底地形地貌复杂，沟壑横立的情况，要想继续在深海中打造桥墩，则比较困难了。
当然，我们现在有了打桩船，比如建设港珠澳跨海大桥过程中使用的海威打桩船可以直接将直径为1米和2.5米的钢桩和混凝土桩从水上直接打进约82米深海底地层之中，创下了世界纪录，而且这种打装船还可以根据海底不同的岩石特征选择不同的桩种，非常灵活。
事实上，像港珠澳跨海大桥，每一个支撑的桥墩下面都不止一个桥桩，通常有几根乃至几十根相互平行的桩共同构筑成一个整体，承载桥墩的压力，很好的解决了海底淤泥的问题，这就是科技的力量。
总结当然，“打铁还需自身硬”，对于桥墩自身来说，所使用的材料必须比普通混凝土更加致密，避免或减少海洋之中的离子对桥墩产生腐蚀作用，同时，钢筋在投入使用之前，也必须进行各种防锈处理。
此外，桥梁建筑专家和工程师们在建设跨海大桥的桥墩时，还必须要考虑到一个外力的作用，那就是过往货轮或其他船只对桥墩可能产生的一个撞击力，毕竟一艘操作不当但又满载的货轮一旦撞上桥墩，这种破坏力是不容小觑的。
因而工程师在造好跨海桥梁之后，会在露出水面的桥墩上挂上充水胶囊，可使桥墩在受到撞击时吸收一部分的撞击力。
总的来说，修建跨海大桥，其实真的是一门值得研究的学问。
