婁學謙，王 幸，胡興昊，張立輝

(1.中交四航工程研究院有限公司，廣東 廣州 510230；2.中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524009)

歐洲巖土工程設(shè)計規(guī)范Eurocode7是歐洲標準化委員會(CEN)發(fā)布的建筑和土木工程設(shè)計10套統(tǒng)一歐洲規(guī)范之一，包括基本規(guī)定(EN 1997-1)[1]、工程勘察和測試(EN 1997-2)[2]。此外，CEN還發(fā)布了13個巖土工程執(zhí)行規(guī)范，其中一些在EN 1997-1中被提及，灌注樁施工主要參考EN 1536[3]。

已有學者對中歐規(guī)范在碼頭樁基設(shè)計方面開展了比較研究[4-5]，關(guān)于中歐規(guī)范在鉆孔灌注樁施工方面的比較尚未見報道。了解中國《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》[6]與歐洲規(guī)范在鉆孔灌注樁施工中的差異，是跨國項目鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵，本文開展相關(guān)比較，以供參考。

1 樁型劃分

按成樁的方法和工藝，可將樁分為打入樁、壓入樁、植入樁和就地灌注樁(沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁)[7]。歐洲規(guī)范EN 1536所述灌注樁基本可與上述就地灌注樁及植入樁對應(yīng)，并在規(guī)范1.2～1.9中規(guī)定了適用條件?！洞a頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》包括打入樁、灌注樁(鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁)、嵌巖樁，與歐標或?qū)W術(shù)分類方法不一致。為便于開展比較分析，本文將《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》關(guān)于灌注型嵌巖樁的相關(guān)規(guī)定，并入到鉆孔灌注樁部分，與EN 1536對應(yīng)規(guī)定進行比較。

2 鉆孔成樁

2.1 施工方案

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》對鉆孔樁施工前應(yīng)提交的資料提及不多，國內(nèi)施工前提交的施工方案更多依據(jù)監(jiān)理通知或者合同規(guī)定。

歐洲規(guī)范EN 1997-1中7.9(1)以強制條文規(guī)定施工方案是樁施工的基礎(chǔ)，并明確了方案宜包含的信息。EN 1536中4.1詳細規(guī)定了鉆孔樁施工前應(yīng)提供的信息。4.2.4規(guī)定，應(yīng)在開工前商定標準許可范圍內(nèi)的任何額外或偏離要求，并對質(zhì)量控制體系進行適當?shù)男薷模鐚κ┕て钤试S值、材料、樁端嵌巖或錨固、樁側(cè)或樁端注漿、重型設(shè)備截樁等。

2.2 爆破施工

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》4.4.20.5規(guī)定，堅硬巖層中孔徑大于1.5 m時，可采用小藥量松動爆破法成孔。4.5.9規(guī)定了嵌巖樁采用爆破工藝的適用樁徑。EN 1536中8.2.1.10規(guī)定，不會導致臨近樁基和結(jié)構(gòu)破壞的情況才允許使用爆破法。

2.3 護筒

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》與EN 1536對護筒的規(guī)定的主要差異有：1)中國規(guī)范第4.4.8規(guī)定，鉆孔施工應(yīng)設(shè)置鋼護筒，未指明是臨時護筒或永久護筒。歐洲規(guī)范規(guī)定了臨時護筒和永久護筒的使用原則，如8.2.6.3規(guī)定，除堅硬土層中成孔或樁徑小于0.6 m外，均應(yīng)設(shè)置護筒或?qū)玻?.4.5.1規(guī)定，為保證樁徑，可能需要安裝永久套管；8.4.4對臨時護筒的提升做了規(guī)定。2)中國規(guī)范更具體，如第4.4.13規(guī)定了鋼護筒沉放工藝、停錘標準等其他要求，第4.5.2提出了嵌巖樁施工中防護筒卷邊的措施。兩套規(guī)范對鋼護筒部分的規(guī)定見表1。

質(zhì)量不合格的臨時護筒的拔除或拔除不當，可能對樁身完整性造成影響。中國標準僅規(guī)定了護筒的壁厚，建議中國標準也對護筒的質(zhì)量、回收等提出要求。

2.4 擴孔(擴徑)

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》未提及擴孔施工。EN 1536第8.2.7規(guī)定，適當擴徑時，應(yīng)鉆出穩(wěn)定的孔和填滿完好的混凝土，宜使用機械工具進行擴徑。實踐中，擴徑部分樁身質(zhì)量檢測較困難，建議慎重采用。

2.5 鉆機成孔

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》對成孔設(shè)備和工藝選取、鉆頭性能、鉆機的安裝和操作、鉆孔過程中異常處理等有較細的規(guī)定：1)4.4.17規(guī)定，成孔設(shè)備及主要工藝可參考規(guī)范的附錄K選取；2)4.4.19規(guī)定，沖擊鉆頭直徑宜比孔徑小20～60 mm；3)4.4.20.3規(guī)定，孔底承受的鉆壓不宜超過扣除浮力后的鉆具重力之和的80%；4)4.4.21對成孔過程中出現(xiàn)護筒變形、塌孔、偏斜、卡鉆和掉鉆等情況，規(guī)定了可采取的補救措施；5)4.4.23對溶洞區(qū)成孔，規(guī)定了宜采取的措施。

EN 1536第8.2.2規(guī)定了成孔設(shè)備選取的原則，沒有具體的規(guī)定。

2.6 護壁漿液

2.6.1礦物質(zhì)漿液

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》4.4.27和EN 1536中6.2.1.3分別對泥漿測試指標進行了規(guī)定，見表2、3。從表中可以看出，中標對不同的工藝、不同的地層泥漿指標均有規(guī)定，與歐標相比參數(shù)要求更為詳細。在黏度指標上，中標采用動力黏度法，歐標采用馬氏黏度法，在投標和施工配置設(shè)備時，須注意試驗方法和設(shè)備的區(qū)別。

表2 碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范部分泥漿指標

表3 EN 1536膨潤土漿液指標(特殊情況除外)

2.6.2聚合物漿液

EN 1536在 6.1.2～6.1.3規(guī)定，在鉆孔過程中，膨潤土和聚合物均可作為漿液的唯一組分或添加劑，并給出了相應(yīng)的指標要求。《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》雖規(guī)定了泥漿的指標要求，但此泥漿指標對應(yīng)的是EN 1536 規(guī)范中的礦物質(zhì)泥漿指標，而非聚合物泥漿，施工中應(yīng)予以注意。

2.7 清孔

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》的4.4.32、4.4.65.4、4.5.35和EN 1536的8.2.1.13、8.4.3.1、8.4.3.19等條文分別對清孔進行了規(guī)定，都涉及對漿液指標和孔底沉淀物的要求，不同之處是中國規(guī)范對混凝土澆注前孔底沉淀厚度有定量規(guī)定：1)對摩擦樁，不得大于100 mm；2)對端承樁，不得大于50 mm；3)抗拔樁和抵抗水平力為主的樁，不得大于200 mm；4)嵌巖樁，孔底沉渣厚度滿足設(shè)計要求，且不大于50 mm。

2.8 鋼筋籠

1)《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》規(guī)定：鋼筋籠主筋應(yīng)設(shè)置保護層墊塊，縱向間距為1.5～2.0 m，橫向沿圓周外側(cè)均勻設(shè)置，且不少于3塊，不宜采用鐵質(zhì)墊塊。

2)EN 1536規(guī)定：①除鋼筋籠位置和保護層另有保證外，應(yīng)設(shè)置墊塊，墊塊應(yīng)使用不會導致鋼筋銹蝕和混凝土保護層剝落的耐久材料，常用混凝土或塑膠墊塊，可采用金屬材料墊塊(7.7.5～7.7.7)；②每個安裝橫截面至少3個墊塊，安裝截面間距不大于3 m(8.3.5.1)；③樁徑D≥1.2 m或斜樁時，墊塊數(shù)量宜適當增加(8.3.5.2)。

2.9 混凝土施工

2.9.1導管

中歐規(guī)范對導管的使用和參數(shù)要求的規(guī)定見表4。導管微小裂縫和孔洞造成樁身內(nèi)部混凝土質(zhì)量缺陷往往不易檢測到或者檢測結(jié)果難以分析，因此，建議國際項目中按照中標開展耐壓試驗。

表4 中歐規(guī)范對導管的主要規(guī)定

2.9.2水膠比(水灰比)和塌落度

1)《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》4.4.47規(guī)定，灌注樁混凝土水膠比在海水環(huán)境下不宜大于0.55，淡水環(huán)境下不宜大于0.60。塌落度應(yīng)根據(jù)樁孔直徑、運距、氣溫及施工時間等因素確定，宜為180～220 mm，樁孔直徑大時通常取小值，樁孔直徑較小時通常取大值?；炷脸跄龝r間不應(yīng)小于整樁混凝土澆筑所需時間。

2)EN 1536中6.3.1規(guī)定了灌注樁混凝土的一般要求，6.3.3.1、6.3.4.1規(guī)定混凝土中水泥含量、水灰比應(yīng)符合EN 206[8]。EN 206關(guān)于混凝土拌合物的規(guī)定(如5.2.5、5.4.2、表D.1、D3.4、D3.4)較細：①最大水灰比不應(yīng)大于用以抵抗指定暴露等級的值與0.60中較低的值；②除半干混凝土外，應(yīng)選用目標擴展度、目標坍落度或目標坍落擴展度為稠度指標，擴展度和坍落度目標值見表5；③在混凝土使用地點的有效規(guī)定可設(shè)定偏離表5的目標值；④特殊巖土工程中的混凝土，擴展度和坍落度目標值≥100 mm的，最大公差為±30 mm；④適當時，宜規(guī)定一定時間后的稠度。⑤當混凝土組成中考慮了有關(guān)最小水泥含量和最大水灰比的慮摻合料時，水泥含量用(水泥量+摻合料量)或(水泥量+k×摻合料量，k為規(guī)范中給定的系數(shù))替代。實際與中國規(guī)范中的水膠比概念相似。

表5 不同條件下混凝土拌合物的稠度

2.9.3混凝土澆筑

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》與EN 1536規(guī)范對混凝土澆筑的主要差異見表6。兩套規(guī)范的相關(guān)規(guī)定各有優(yōu)缺點，如中標對埋管深度的上限建議值對避免拔管缺陷是較為有益的，歐標關(guān)于澆筑時間、導管拆除、施工順序、澆筑異常處理等的規(guī)定對施工有借鑒意義。

表6 中歐規(guī)范對混凝土澆筑的主要規(guī)定

2.10后注漿

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》對灌漿的組成、灌漿工藝和程序有較多量化指標，而EN 1536多為原則性規(guī)定，詳細要求可參考相應(yīng)區(qū)域的國家標準，主要參數(shù)的比較見表7。

表7 后注漿施工規(guī)定

3 質(zhì)量標準

3.1 施工允許偏差

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》與EN 1536對施工偏差的檢查項目差別不大，不同之處在于適用條件、所允許的偏差值不同。另外，中標一般在條文說明中給出了指標的測試方法，歐標并未給出，一般須在施工方案中詳細闡述并經(jīng)批準。

表8 鉆孔樁施工允許偏差

3.2 混凝土和注漿液質(zhì)量

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》與EN 1536在混凝土及注漿液質(zhì)量檢測方面的差異見表9。主要體現(xiàn)在：1)歐洲規(guī)范沒有注漿液的相關(guān)規(guī)定，一般可參考項目所在地的國家標準；2)歐洲規(guī)范體現(xiàn)了認證體系和非認證體系的差異；3)歐洲規(guī)范對取樣和試驗的要求更具體。

表9 鉆孔灌注樁施工混凝土及注漿檢測

3.3 樁身完整性

《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》和EN 1536均僅對試驗檢測做原則性規(guī)定，歐標的規(guī)定相對完善，見表10。歐標體系下如果沒有相應(yīng)的檢測規(guī)范，則可以參考相應(yīng)國家規(guī)范。建議今后《碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》修訂時可適當擴充對本部分的原則規(guī)定。

表10 中歐規(guī)范樁的檢測原則和方法

續(xù)表10

4 結(jié)語

1)中國規(guī)范單獨列出嵌巖樁，并就灌注型嵌巖樁有詳細規(guī)定，有助于現(xiàn)場施工，但因與歐洲規(guī)范分類不一致，對標準輸出不利。

2)中國規(guī)范對護筒安裝、鉆機成孔、清孔、后注漿等工序的規(guī)定比歐洲規(guī)范細致，利于施工質(zhì)量控制，國際項目施工時可適當參考采用。

3)對護孔漿液指標、鋼筋籠墊塊、澆筑導管、混凝土澆筑、質(zhì)量標準等方面的規(guī)定，中歐規(guī)范差異較多，各有優(yōu)缺點，不能用錯指標。

4)中歐規(guī)范對爆破施工、擴孔施工的規(guī)定均較少，建議慎重使用。

5)歐洲規(guī)范有較多方面允許事先溝通確定，某些指標甚至可以偏離規(guī)范，應(yīng)嚴格按咨詢方審批后的施工方案施工。