2024年伊始，东海之上，钻机林立，机械轰鸣；绵延群岛，车辆穿梭，人声鼎沸；一簇簇彩旗飘扬中，西堠门公铁两用大桥正在飞速“生长”。
1月7日，由中铁大桥院勘察设计，中铁大桥局等单位建设的甬舟铁路全线关键控制性工程，世界最大跨度公铁两用大桥和世界最宽跨海大桥——西堠门公铁两用大桥建设取得阶段性进展。随着最后一方混凝土顺利灌入导管中，大桥5号主塔墩6.3m超大直径钻孔桩基础施工圆满完成，桩体的直径创造了世界之最。
世界之最的“定海神针”——18根直径6.3m钻孔桩直入海底
建桥梁，先建基础。支撑起跨海大桥的桥墩基础，是大桥建造成功的“重中之重”，也是支撑起桥梁跨越天堑的“定海神针”。
西堠门公铁两用大桥主塔墩位处建设条件复杂。该处水深（最大水深超60m）、流急（最大流速3.47m/s）、风大（6级以上超100天）、浪高（设计波高7.8m）、基岩裸露且海床面倾斜。
60m水深，相当于一座20层住宅大楼的高度，在这样的地方建基础，选择“沉井”还是“钻孔桩”？
中铁大桥院总工程师、西堠门公铁两用大桥总设计师肖海珠和他的团队曾一度“左右为难”。
如采用设置沉井基础——结构刚度大、整体性好，抵抗水平荷载能力强。然而，基底需要爆破开挖至70m水深，而那时，国内还没有在该水深条件下的爆破和开挖经验；如此水深，也导致施工人员无法下潜至基底检查，难以保证基底的清基质量；此外，设置沉井基础也由于体积庞大、重心较高，其浮运、定位、着床施工需选择在一个连续多天海况良好的窗口期才能进行，但面对台风多发，季风频起的桥区环境，其工期存在很大的不确定性。
如采用钻孔桩基础——尽管桩基础刚度相对较小，需要通过增加桩数和桩径来提高基础刚度，但钻孔桩基础具有对地形、地质条件适应性好的优势，且施工工艺成熟，同时钻孔桩基础受海况影响较大的钢护筒吊装和沉放工作，仅需一个海况良好的平潮期便可完成，具有工期可控的优势。
然而，在此之前，国内桥梁钻孔桩最大直径为4.5m，为2019年贯通的平潭海峡公铁两用大桥，该桥桥址所处的台湾海峡是世界著名的三大风暴海域之一，海域环境复杂，墩位处最大水深为45m，是当时国内水深最大的桥梁基础。如继续采用直径4.5m钻孔桩，则需要更多桩基，也就意味着要进行更多次钢护筒吊装和沉放，工期难以有效保障。
“如果钻孔桩的直径再大一些呢？”
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，团队创新提出了6.3m超大直径钻孔桩基础方案，一方面不仅可使大桥基础能够更好地适应恶劣环境，可承载起疾驰而过的高铁。另一方面，相比常规直径桩基础，该方案不仅受力性能更优，材料更省，还能大幅减少主塔基础所需桩基根数，减少桩基钢护筒吊装和沉放次数，进一步降低基础对桥区海况的要求，为缩短基础施工工期提供保障。
6.3m超大直径钻孔桩基础方案
“‘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。”创新过程中，肖海珠对团队再三强调。
把图纸“画”在现场——
擦亮复杂桥梁设计建造领域的引领品牌
2023年7月，中国中铁总裁陈文健深入西堠门公铁两用大桥项目现场调研时，曾对大桥建设作出指示：“要充分认清西堠门公铁两用大桥的重大战略意义，大桥具有科技含量高、技术难度大、管理模式新、品牌价值高等特点，安全优质高效建好大桥对继续提升和保持企业在复杂桥梁设计建造领域的引领作用意义重大。”
之后，中铁大桥院西堠门公铁两用大桥项目基础设计负责人邱远喜把“安全、优质、高效”三个关键词打印贴在了办公室墙上。这三个关键词，也成为了邱远喜在推动每一项工作时，必须优先考虑的三大准则。
对于60m水深的复杂海洋环境，超大直径桩基固然优势巨大，但也难免会给设计和施工带来不小挑战。
“这里四面环海，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了极高要求。”邱远喜介绍。
相比平潭海峡公铁两用大桥直径4.5m的桩基，直径6.3m桩基面积增大了1倍，仅西堠门公铁两用大桥单个钻孔桩混凝土浇灌体量即达到了3000方。
“都说设计师是‘画图’的，但我们的‘图纸’不能只表现于电脑里，更要体现在项目现场。”
只要在项目现场，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；
向钢筋工人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。
…………
半年来，18根钻孔桩，每一根钻孔桩首封混凝土灌注，邱远喜都会第一时间守在现场，反复优化，确保图纸上每一个细节都能和施工完美融合。
在中铁大桥院西堠门公铁两用大桥项目负责人潘韬心里，“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。”
例如，在18根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、桩身混凝土水化热效应明显、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。在肖海珠的指导下，潘韬与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，将超大直径桩基存在的施工难题一一化解。
携手并进——
以科技创新引领“中国桥梁”现代化产业体系建设
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’里其中一个生动缩影。”在肖海珠看来，“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，一直致力于以“中国设计”带动“中国建造”“中国制造”，助推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了相关专题审查，为项目顺利实施提供坚强保障。
新装备方面，针对本次6.3m超大直径桩基钻孔施工，中铁大桥院配合中铁大桥局，联合国内厂家成功研制出了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的空白，推动了整个钻机设备行业的发展，更推动了我国跨海桥梁向更大水深的深海环境迈进。
旋挖钻钻头
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了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，不仅实现了BIM模型设计后期应用拓展空间，还成功将其运用在汇报展示、三维漫游、加工制造、现场施工等方面。
“近年来，我国海洋桥梁建造取得了举世瞩目的伟大成就，但在更加复杂恶劣的海洋环境下，我国海上桥梁的建造技术还将面临更多新挑战。接下来，我们将以西堠门公铁两用大桥建设为实践，主要围绕数字化、信息化、自动化和智能化，边探索、边总结、边完善、边推广，把方方面面的积极性和创造性充分调动起来，形成关键核心技术攻关的强大合力，持续提升我国桥梁产业链供应链韧性和安全水平。”展望未来，肖海珠表示。
