哈喽大家好。如果想在大海中建造一座大桥，首先要考虑的就是大桥桥墩建设。好在我国在跨海大桥建设中有着非常丰富的经验。从最早的杭州湾跨海大桥到港珠澳大桥，再到前段时间刚合拢的平潭特大桥，还有正在建设的深中通道。今天我们就来重点说说跨海大桥在百米深海中，桥墩是如何建造的。
港珠澳大桥地处外海，气象水文条件复杂，涌浪暗流以及每年的台风都极大影响着桥隧高精度施工要求。此外海底海床面淤泥较多，深海基岩埋深基本处于50米到110米范围。对此我国在桥墩建设中，采用浅中深三个建设方案。
在浅海中，工程师采用筑岛围堰造桥法。所谓筑岛围堰就是用装满砂石和泥土的麻袋推出一个小岛，外侧采用密封钢箱或钢板固定，完成填入后将内部泥沙挖空，然后用水泵把海水不断抽走。这样就形成了围堰。在我眼里，施工人员可以像在地面上一样进行桥基和桥墩施工，围堰施工法比较直接简单，施工难度也比较低，但围堰的工程量比较庞大，而且随着水深慢慢增加，围堰法的工程量就会成几何级数增加，因此只适合在水深较浅的区域进行。此外围堰法还会对于水域生态造成破坏，阻塞航道同时造成污染。港珠澳大桥共有72所桥墩，只有极少部分采用围堰法施工。
第二种则是沉箱法施工。
该施工法一般面对的是海床土质松软，而且多是粉质土的情况。沉箱是一种有顶无底的结构，施工时工人先在内部沿着桶壁挖土，沉箱利用自身重力或外部压力逐渐下沉，随挖随沉。同时在沉箱上面浇筑混凝土桥桩，等沉箱下沉到一定深度后将其封死，最后在桥桩上建设桥墩。从远处看就好像桥墩插进了海床中。沉箱法施工是中国土木工程师茅以升发明的，最早用于钱塘江大桥桥墩建设。这种方法也为中国几十年间的桥梁建设贡献巨大。它对机械化要求较低，同时不影响环境和船舶通行。不过施工人员要随着沉箱下沉，一起潜入海底，工作作业环境极为艰苦。在大海中水深每增加10米，相当于在施工人员身体上额外增加一个大气压，工人们一进一出，对身体的伤害非常大。
第三种则是深海桥墩建设。由于桥桩要打入海底100米深的海床基岩中，这时就要用到深井法施工。其原理和在地面打井一样而得名，施工人员显然无法潜入百米深海的岩层中，这时就要用到打桩船，打桩船直接可以把空心桩打到海底岩层中，并依据海床深浅采用不同种类的桩，如果从深海表面到岩层的距离较短，工程师就会设计较短的短承桩，主要靠岩石提供承载力，如果海床较深，打入海底的桩就需要借助沙土摩擦力来维持承载力，这时就要用到较长的摩擦端承桩。除了这两种外，还有一种极端情况。如果海床厚度及深层桩无论如何也够不到海床岩层时，就会采用纯摩擦桩，依靠渣土摩擦力来提供支撑力。
其实无论采用哪种方式，每个桥墩下方不只有一根桩可支撑，通常会有几根甚至几十个协同，为桥墩提供支撑力。位于海面下的桩对桥梁安全至关重要。除了考虑到承载力外，其实还有一个不可或缺的技术防腐。
防腐是港珠澳大桥寿命达到120年的关键所在。海水不同于淡水，它是一种腐蚀性很强的液体。海水中含有大量腐蚀性因子，这些腐蚀性因此会不断侵蚀混凝土和钢材。由于水下暗流存在腐蚀性，腐蚀性因子会不断冲击桥墩与桥桩，一般短短几年就会使其变为豆腐渣。
对此，中科院金属所研究人员专门针对港珠澳大桥特定的环境，开展了相关防腐涂层研发工作，并开发出了一种高性能涂层钢筋技术，并在大桥墩台，沉管隧道等结构介绍安装了钢筋保护层，就像给水面下的桥体套了一层保护套。此外工程师还在混凝土中添加外加剂，使混凝土流动性更好，优化之后更加紧密，还会使用一些工艺防止混凝土开裂，也为了防止海水中的腐蚀因子进入混凝土结构中。
我们常说，百年大桥始于基桩，而港珠澳大桥桥墩建设中，所采用的技术处于世界领先水平。这些桥桩就如定海神针座立于海面之下，从而承托起这座120年寿命的超级工程。
