1月7日，中铁大桥院勘察设计的甬舟铁路全线关键控制性工程——西堠门公铁两用大桥5号主塔墩6.3米超大直径钻孔桩基础施工完成，刷新了世界桥梁桩体直径最大纪录。
　　直径6.3米钻孔桩直入海底
　　西堠门公铁大桥全长3118米，涉海长度2754.4米，设计为主跨1488米的斜拉-悬索协作体系桥梁，是世界最大跨度公铁两用大桥和世界最宽跨海大桥。
　　该桥主塔墩所在地质条件复杂，水深（最深超60米）、流急（最大流速3.47米/秒）、风大（全年6级以上超100天）、浪高（设计波高7.8米）、基岩裸露且海床面倾斜。60米水深，相当于20层住宅楼高度，在这样的地方做基础，选择“沉井”还是“钻孔桩”，中铁大桥院总工程师肖海珠和设计团队曾一度“左右为难”。
　　沉井基础，结构刚度大、整体性好，抵抗水平荷载能力强，但基底需要爆破开挖至70米水深，施工人员也难以下潜至此深度检查基底清基质量，巨大的围堰浮运、着床等作业需要有一段连续多天海况良好的窗口期，桥位处为多风环境，工期存在很大不确定性。
　　钻孔桩基础，桩基刚度相对较小，需要通过增加桩数和桩径来提高，但钻孔桩基础具有对地形、地质条件适应性较好的优势，且受海况影响较大的钢护筒吊装和沉放工序，仅需一个海况良好的平潮期便可完成。然而在此之前，国内桥梁钻孔桩最大直径为4.5米、墩位处最大水深为45米，直径和水深增大，需要探索和创新。
　　“‘从0到1’是创新，‘从1到N’且能做得更好也是创新；独立探索、自主研发是创新，借鉴他山之石协同整合、集成优化也是创新。但无论何种创新，其目的一定是要解决问题、推动发展。”肖海珠对团队再三强调。
　　钻孔桩直径再大一些！根据思考方向以及反复计算、推演，并结合当时最新装备水平，团队创新提出6.3米超大直径钻孔桩基础方案。该基础相比常规直径桩基础，具有受力性能更优、材料更省等特点，也最大可能降低了基础施工对桥区海况的要求，为保障工期奠定了基础。
　　5号主塔墩最终采用18根6.3米超大直径钻孔桩基础方案，并于2023年6月25日成功埋设首根桩基钢护筒。
　　让图纸细节与施工完美融合
　　大桥项目基础设计负责人邱远喜把“安全、优质、高效”3个关键词打印贴在办公室墙上。这3个关键词，是邱远喜推动每一项工作时优先考虑的三大准则。
　　对于60米水深的复杂海洋环境，超大直径桩基固然优势巨大，但也给设计和施工带来不小挑战。“这里四面是海，风高浪急，夏秋之际台风多发，寒冬之际季风频起；此外，大桥为主跨1488米的公铁两用大桥，主塔墩竖向承载力要求高，波流力对桩身冲击力极大，这些都对桩基础建设提出极高要求。”邱远喜介绍。
　　相比直径4.5米桩基，6.3米桩基面积增大1倍，西堠门公铁两用大桥仅单个钻孔桩混凝土灌注体量就达到3000立方米。
　　“都说设计师是‘画图’的，但我们的‘图纸’不能只表现在电脑里，更要体现在项目现场。”只要在项目上，邱远喜一天的步数就不会低于2万。
　　向钻机师傅了解钻孔过程中的地层特性、钻进功效、地层软硬程度、是否存在塌孔；向钢筋工了解钢筋笼对接时的主要难点、接头对接率、设备及人员配置；向混凝土浇注工人了解混凝土灌注速率、泵送压力、混凝土液面上升情况；向试验人员了解混凝土的水灰比、流动性、坍落度、入模温度等关键指标……他根据现场情况和变化不断优化设计。
　　半年多来，每一根钻孔桩首封混凝土灌注前，邱远喜都会守在现场，反复对比，确保图纸上每一个细节都能和施工完美融合。
　　中铁大桥院西堠门公铁两用大桥项目负责人潘韬认为，“一名优秀的桥梁设计师，除了设计本身，还要不断增强自身工作领域与其他领域创新举措的关联性、耦合性、互动性，注重坚持目标导向和问题导向，推动工作攻坚突破。”
　　事实上，这也是项目团队在实践中的坚持。如在钻孔桩混凝土浇筑过程中，面对因单桩面积较大，超大直径桩基存在桩身混凝土灌注难度大、水化热效应明显、成桩质量检测准确性难以保证、桩基-承台钢筋碰撞问题突出等难题，设计团队牵头，首次提出多导管同步灌注桩基混凝土工艺，发明了超大直径桩基混凝土水化热控制技术、超大直径桩基成桩质量检测方法、桩基-承台钢筋防碰撞设计方法等，一一化解了施工难题。
　　助力桥梁产业体系协同发展
　　2023年中央经济工作会议强调，以科技创新引领现代化产业体系建设。“‘中国桥梁’行业，正是我国‘以科技创新引领现代化产业体系建设’的一个生动缩影。”肖海珠认为，“中国桥梁”之所以能成为一张闪耀世界的“国家名片”，其背后凝结着包括基础研究、勘测设计、工程施工、装备研发、材料更新、维修加固等全产业链供应链相互支撑、协同发力的集体智慧和心血。而中铁大桥院作为“中国桥梁”行业的龙头企业，自成立以来，正是始终致力于以“中国设计”带动“中国建造”“中国制造”，助推了我国桥梁全产业链换挡、提速、升级。
　　这一经验启示，也充分体现在西堠门公铁两用大桥建造过程中。
　　新标准方面，面对大直径钢护筒插打、大直径钻孔桩成孔、深水基础施工栈桥等新技术、新工艺，前期概预算编制需要有效匹配施工实际。中铁大桥院工经团队以开展好铁路超大跨度斜拉-悬吊协作体系桥梁基础工程定额测定分析与研究工作为目标，基于外部建设环境对人工、机械效率的影响，开展了定额体系比较分析并组织相关专题审查，为项目顺利实施提供了坚强保障。
　　新装备方面，针对本次6.3米超大直径桩基钻孔施工，中铁大桥院配合施工方中铁大桥局，联合国内厂家成功研制出超级回旋钻机等大国重器，不仅填补了深水超大直径钻孔灌注桩建造技术空白，推动了整个钻机设备行业发展，更推动了我国跨海桥梁向更大水深的深海环境迈进。
　　新技术方面，为推动桥梁建造数字化转型，在设计前期，中铁大桥院团队采用BIM正向设计，通过使用“参数驱动模型，模型驱动图纸”的全参数化、全过程驱动体系，不仅实现BIM模型设计后期应用拓展，还成功将其运用在汇报展示、三维漫游、加工制造、现场施工等多个方面。 王梦宇 曹雪