苏通长江公路大桥位于江苏省东南部，连接南通和苏州两市。大桥跨径为1088米，建成后将成为世界上最大跨径的斜拉桥。大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米/2.8米的钻孔灌注桩组成，其承台长114 米、宽48米，是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。由于桥梁规模大，加上基础承受荷载大、地质条件差、局部冲刷深，主桥基础是超大规模的深水基础，同时施工受潮汐影响，且在如此深厚的覆盖土层上修建如此重大的斜拉桥，国内外尚无先例，技术难度很大。但苏通大桥在桩基施工过程中，在科研、技术、施工等方面提升理念，在工程建设上充分利用新技术、新工艺、新材料，成功解决了深水急流条件下施工大直径超长钻孔桩面临的各种问题，积累了丰富的经验。论文以苏通大桥为例开展水上钻孔桩的施工技术研究具有重要的理论和现实意义。 笔者在江苏省苏通大桥主桥基础建设中担任江苏省苏通大桥总监代表办副总监代表，全过程参与了主桥基础建设工作。主持和参与了总监代表办苏通大桥主桥基础所有施工组织设计审查，主持了监理工作中关键施工技术方案的复核、审核、计算工作，参加了苏通大桥建设的设计审查、施工项目、检测项目、科研项目的所有监理工作。 在上述工作基础上，论文开展了苏通长江大桥深水急流条件下基础施工的关键技术研究，探讨了深水急流条件下大直径超长钻孔桩的施工工艺问题，研究了采用超长钢套管技术的可行性和施工方法，并重点研究采用后压浆技术来提高单桩承载力的技术方案及施工方法。结合试桩结果和CT 扫描检测数据，采用离心模型试验、三维数值模拟方法等分析了单桩和群桩在承受竖向荷载和水平荷载条件下的承载性能，得到了单桩和群桩的荷载一沉降曲线、桩顶轴力、桩侧摩阻力等分布情况，充分揭示了桩基础的受力状态，结果表明桩基础的设计是科学合理的。 本文研究取得以下主要研究成果。 (1)深水急流条件下创新型的钻孔平台施工技术在苏通长江大桥水上钻孔平台施工中，采用了创新型的钻孔平台施工技术，直接采用钢护筒作为平台支承结构及其他一系列改进措施，提高了施工平台的稳定性、抗涡流激振能力及经济性。 以主5＃墩为例，应用 SAP2000 有限元分析程序建立三维有限元模型，按照主要荷载分四种工况计算平台的稳定性，对平台进行优化设计。4种工况下平台横桥向、顺桥向、整体最人变形分别小于45mm，8mm，21mm，表明平台设计变形和应力能满足施工需要。 钢护筒的定位及施工是整个平台建设的关键，其定位精度直接关系到后续的钻孔施工及吊箱底板的下放，通过对每道工序的研究及试桩施工的经验总结，形成了一套较有效的定位控制措施。其具体施工思路是首先在钻孔平台上游侧建设一个刚度较大的起始平台，利用起始平台及锚固在平台上的悬臂定位导向架导向沉放钢护筒，引入GPS定位技术，同时利用全站仪复核监测，充分发挥两种仪器的优势，控制钢护筒下沉过程中的垂直度及水平偏位；钢护筒自上游向下游逐排下沉到位后，逐排与起始平台及周围的钢护筒连接成整体，逐步形成较大的平台，待所有钢护筒下沉到位后，即形成刚度很大的施工平台。 (2)大直径超长钻孔灌注桩施工技术研究在深厚砂质土壤中进行超长钻孔桩施工容易出现塌孔现象，因此，成孔过程中的泥浆制备、性能指标的控制和分离是一个十分关键的环节，施工中采用“苏通专用P.H.P泥浆”，桩的承载力增大20％，在施工中从不塌孔，桩底无沉渣，不需要二次清孔，为百米长桩72h实现成桩创造了条件； 桩机的功率、钻头的选型和钻进参数的选择和控制十分重要，针对地基分层情况，分别确定了对应的钻进参数和钻进工艺；成孔分护筒内钻进阶段、土层内钻进阶段和清孔阶段，其中钻头处于护筒底口位置时比较关键，采取减小钻压、钻速和控制进尺速度的方法来保证成孔质量。 对超长、超大钻孔灌注桩进行水下混凝土的浇注，采用刚性导管法灌注，严格控制钻头钻出钢护筒底口的时间至混凝土浇筑至钢护筒底口的时间；钢筋笼的制作、连接、下放技术需要综合合成，确定了制作时的验收标准和允许偏差。 (3)苏通长江大桥桩基础后压浆技术的应用研究采用后压浆技术来提高桩基承载性能。在压浆施工前，经过4次试桩静载试验，决定采用U型管压浆技术方案，其与直管方案相比，具有可控性好、桩端浆液分布均匀、显著提高桩的承载力和可靠性等优点。 采用后压浆技术后，根据超声波CT检测分析结果(以主5＃墩为例)，水泥浆集中分布于桩底下 2-4 米深度范围内，其向上局部分布，呈不规则形态，在桩外侧形成宽度为2.5～3m 的加固区，在桩底向上4-5米范围内局部有水泥浆分布，有些水泥浆在桩底向上10米范围仍有分布。表明后压浆有效消除了桩底沉渣和桩侧泥皮的不利影响，在桩底和桩侧形成了加固区，改善了桩的承载特性，并保证了桩的承载力和施工质量的可靠度。 (4)群桩基础承载性能评价为验证群桩基础在采用上述技术创新后的承载性能及稳定性情况，通过试桩、离心模型试验、三维数值分析等技术与方法，获得了单桩及群桩基础的荷载—沉降关系曲线，桩身轴力分布、桩侧摩阻力分布等数据，并对比了注浆前和注浆后桩基础相关参数的变化。在此基础上研究大直径超长群桩基础在竖向荷载和横向荷载作用下，桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身压缩变形、群桩效率系数、桩身弯矩等的变化规律，分析了桩端注浆对承载特性的影响，给出了桩基础在给定工况下的稳定性现状。 研究表明：1)采用后压浆技术后，极限承载力测试值是压浆前的 1.48～2.0倍，压浆后端阻力是压浆前的2.46～7.21倍。表明桩端压浆不仅可提高桩端阻力，还可改善桩周土和桩土接触面的性质，使桩周摩阻力也得到提高，并成为摩阻力提高的主要原因。2)在水平荷载作用下，最大冲刷条件下，单桩水平荷载满足要求，承台水平位移随着群桩桩数的增加而减小且最大桩身弯矩随着群桩桩数的增加而减小，具有明显的群桩效应。3)在竖向荷载作用下，承台周边桩(尤其是角桩)的轴力、桩侧阻力明显大于承台内部的桩，而最大沉降发生在承台中心点，且群桩桩顶荷载及分布不均匀性随着群桩桩数的增加而增多，由此可以认为桩基础的群桩效应十分突出；突出的群桩效应使苏通人桥主塔墩桩基础受力特性类似于整体基础，桩端应力对桩基础的承载力具有重要意义。 (5)群桩基础施工期间和工后沉降观测及结果分析对群桩基础在施工期间和工后采用国外先进的微压传感器监测技术，建立了能够实现高精度、全天候、密集准连续观测的索塔承台沉降观测系统，实现对重要工况的实时快速监控。 长期观测结果表明，对比前期的有限元计算和离心模型试验结果，承台和索塔浇注以及NT0、NA1～NA9 和 NJ1～NJ9 钢箱梁吊装期间实测的沉降偏小。原因在于索塔桩基础具有较强的整体性、兼具大型实体基础的传力机理和工程特性，从而在较大程度上克服了群桩效应的不利影响，提高了承载力的安全储备。