摘 要：本文通过东非第一跨海大桥坦桑尼亚基甘博尼桥施工中采用的美国公路桥梁标准规范[1]，以桩基施工为例，与中国公路桥涵施工技术规范[2]对比分析，概括总结了国际与国内规范对于桩基施工中的差异性。希望对今后我国公路桥梁工程发展有一定的借鉴意义，并帮助广大技术人员开阔视野，提高竞争力。

关键词：中美标准规范；基甘博尼桥；桩基施工；对比分析

1 前 言

基甘博尼桥横跨非洲东部坦桑尼亚共和国前首都达累斯·萨拉姆市东南部库拉西尼海湾，是沟通主城区和东南郊区的唯一桥梁，同时也是东非第一座跨海大桥。业主是坦桑尼亚国家社保基金NSSF，设计及监理（咨询）均为埃及阿拉伯咨询公司ACE，承包方为中国中铁大桥局MBEC。施工合同条款采用国际咨询工程师联合会FIDIC条款（2005年多边开发银行协调版）；技术规范采用美国公路与运输协会标准AASHTO规范；材料规范采用美国材料与试验协会ASTM规范和英国标准学会BS规范，以ASTM为主。

2 工程概况[3]

基甘博尼主桥长400m，布置形式为（40+60+200+60+40）m的五跨双塔单索面斜拉桥，引桥为4×40m及3×40m跨连续箱梁结构。主桥桥面板宽32m，包括双向6车道以及2条人行道。上部结构为预应力混凝土箱梁，塔柱混凝土箱型截面。两岸引桥均为等高预应力混凝土连续箱梁，分为左右两幅，单幅梁顶面宽14.8m，两幅净距2.4m。全桥基础均采用桩基础。全桥结构图如“图1”所示：

全桥桩基均为钻孔灌注桩，C42海工混凝土，摩擦型桩，共202根，其中直径φ1.5m 162根，φ1.0m 40根。桩长为25m～64.48m。其中主塔墩为7#、8#墩，均为40根直径φ1.5m的桩基。7#、8#墩桩顶标高均为-2.0m。各支墩承台底基本坐落于海床线以上。主梁底面标高+11m，不考虑通航要求。

本桥横跨库拉西尼海湾，水位主要受印度洋潮汐影响，一天两次涨落潮。设计最高水位+2.3m，最低水位-2.0m，平均水平面为+0.00m，最大水深为11.30m。桥位最大风速为19.4m/s，气温为16℃～33℃，相对湿度为51%～80%。海湾中地质情况从上向下依次为：1、软质粘土。海床处顶层土为软质和非常软质粉质粘土，延伸至海床以下8.0～19.0m。2、粘土。中间或夹杂着中等坚硬粉质粘土的土层：分布在软粘土下面并延伸至海床以下18m。3、砂。中等致密到非常致密的砂层并带有不同含量的粉土和粘土的土层：分布在上述土层下面并延伸至海床下35～40m。4、石灰岩。有夹杂珊瑚砾石的石灰岩层：分布在海床下41～53.6m。不同厚度的粘土或粉土夹层出现在不同的深度。本桥西北岸侧表面覆盖了纳尔逊·曼德拉道沿线桥梁与海边珊瑚礁崖之间的沼泽地带，位于道路桥梁与印度洋间的沼泽地带之下主要是：松散的细至中粉砂，深度约为16m，粉砂层之下为中等密度粘土砂层，再下为细粉砂。此外在局部位置靠印度洋海边发现了珊瑚石灰岩，深度2～10m。大桥东南岸侧表面存在大约5m深的细砂，细砂层下为粘土砂，深度达10m。总体上，沿基甘博尼桥引道沿线无可压缩土壤。库拉西尼海湾水流流速0.03m/s～0.3m/s。海水涨落潮对海岸线冲刷明显，需要注意边坡防。

3 中、美标准规范在桩基施工中对比分析

本桥钻孔灌注桩施工所采用是美国公路与运输协会制定的《公路桥梁标准规范AASHTO LRFDCONS-2004》，它与中国交通运输部制定的《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）相比，有以下几个方面的差异，值得我们中国工程师学习和借鉴：

3.1 开钻前准备工作

美国规范规定：承包商必须在开钻前四周向咨询工程师提交有关钻孔施工的全部施工方案。包括：设备清单；整体施工程序；泥浆、钢筋、混凝土、荷载试验的施工方法、工艺。在施工图未得到咨询工程师批准前，承包商不得开工。这证明咨询工程师虽然角色和中国的监理工程师差不多，但是咨询工程师在整个工程施工中处于核心地位，业主、承包商必须听从咨询工程师符合施工合同条款的指令。而中国的工程施工是业主占主导地位，监理工程师服从业主的指示。这点需要中国向美国学习。

3.2 混凝土

本桥要求混凝土材料必须为A类的高性能混凝土。美国规范规定：A类混凝土是指除了暴露海水中或者其他等级混凝土要求，一般情况下适用于所有桥梁结构构件。而中国普通混凝土没有A类这种说法，只有部分预应力混凝土构件有A、B类说法[4]。中国规范规定：A类指使用荷载短期效应组合作用下，构件预应力混凝土正截面拉应力不超过规定的容许值；B类则指使用荷载短期效应组合作用下，构件预压应力区混凝土正截面的拉应力超过规定的限制，但裂缝宽度不超过容许值。美国混凝土协会ACI规定：高性能混凝土是一种易于浇注、捣实、不离析，能长期保持高强、韧性与体积稳定性，在严酷环境下使用寿命长的混凝土。它并不一定需要很高的抗压强度，但仍需达到55MPa以上，需要具有很高的抗化学腐蚀性或其他一些性能。而中国交通运输部参照中国工程建设标准化协会制定的《高性能混凝土应用技术规程》（CECS 207：2006）[5]，对高性能混凝土定义为：采用常规材料、常规工艺，在常温下，以低水胶比、大渗量优质渗合料和严格的质量控制措施制作的，具有良好的施工工作性能且硬化后具有高耐久性、高尺寸稳定性及较高强度的混凝土。两国关于A类混凝土定义完全不同，关于高性能混凝土定义基本一致。

3.3 护筒

关于护筒，美国规范要求灵活：只要求护筒内径应不小于桩径，对于埋设没有具体规定。而中国规范要求详细：陆上或浅水区筑岛处的护筒内径至少大于桩径200mm；在水中以机械沉设的护筒，内径依实际情况而定。护筒顶宜高于地面0.3m或水面1.0～2.0m；护筒埋置深度在旱地或筑岛处宜为2～4m。

3.4 泥浆

关于钻孔泥浆，美国规范的钻孔桩泥浆性能指标见“表1”所示。关键指标是相对密度、黏度、含砂率、酸碱度这四项。而且美国规范规定，在灌注桩混凝土之前，应在孔底和整个孔内充满泥浆的高度每间隔不超过3m处分多次取泥浆样本。

表1 美国《公路桥梁标准规范》钻孔桩泥浆性能指标

泥浆特性 20?C下测得合规性值 试验方法

钻孔时搅拌的泥浆 浇筑混凝土时

相对密度 1.03～1.11 1.03～1.20 泥浆比重秤

黏度（Pa·s） 14～22.5 14～22.5 马什漏斗

含砂率（%） <2 <2 砂筛试验

酸碱度PH 8～11 8～11 PH值电子计

中国规范对泥浆的各项性能指标不做硬性规定，可根据不同项目的实际情况与钻孔方法和土层情况相适应即可。当设计缺乏泥浆的性能指标参数时，可参照 “表2”。中国规范规定，在灌注桩混凝土之前，从桩孔的顶、中、底分三次取样。

表2 中国《公路桥涵施工技术规范》钻孔桩泥浆性能指标

泥浆特性 清孔后 试验方法

相对密度 1.03～1.10 泥浆比重秤

黏度（Pa·s） 17～20 标准漏斗黏度计

含砂率（%） <2 砂筛试验

胶体率（%） >98 量杯

通过对比可以看出美国规范取样次数多，样本更能反映孔内泥浆的真实情况；但是中国规范对取样的参数要求更详细，增加了胶体率这一项。而美国规范没有胶体率硬性规定，只要求泥浆应具有足够的凝胶特性，胶体率应充分保证孔壁的稳定和混凝土顺利灌注。

3.5 清孔

关于孔底沉淀厚度，美国规范规定：摩擦桩≤50mm。中国规范规定：摩擦桩①应符合设计规定；②设计未规定时，对于桩径≤1.5m的桩，沉淀厚度≤200mm；③设计未规定时，对于桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩，沉淀厚度≤300mm。美国规范对于涉及到桩头质量的孔底沉淀控制比中国要求严格。

3.6 钢筋笼保护层垫块

关于钢筋笼，两国要求基本相同，均要求应能保护桩基钢筋质量。唯一不同点在于保护层垫块。美国规范规定：①垫块的竖向间距≤1.5m；②当钢筋笼的纵向主筋是直径>25mm时，垫块的竖向间距≤3m。而中国规范规定：垫块的竖向间距≤2m。对比可以看出，中国规范是要求所有类型的桩，垫块都是同样的布置。而美国规范对于不同直径类型的桩，垫块布置各有区别，更适应实际需要。

3.7 混凝土的灌筑及养护

关于混凝土的灌筑时间，美国规范规定：①对于直径<2.4m的桩，混凝土从开始灌注到完毕结束，时间≤2h；②对于直径≥2.4m的桩，每2h应灌注超过9m高的混凝土。而中国规范规定：水下混凝土的灌注时间不得超过混凝土的初凝时间。美国规范对混凝土灌注的连续性比中国严格多，更定量化，目的是确保桩基混凝土整体质量良好。

关于灌筑混凝土施工工艺的规定，比如导管埋深，美国规范没有具体要求，而中国规范要求详细具体，更方便施工技术人员参考。

关于混凝土养护，美国规范规定：灌筑完混凝土48h内，除适度振动外，任何可以引起桩相邻处土扰动的施工都是禁止的。对桩基暴露在水中的部分应进行保护，至少养护7天后才能拆除模板，防止遭到水的破坏。而中国规范没有相关规定。美国规范对于混凝土的养护要求比中国更严格。

3.8 施工允许偏差

关于桩基施工检验，两国规范的检查项目基本无差别，不同的在于允许偏差值不同。，中国规范要求更严格些。详见“表3”。

表3 钻孔桩施工允许偏差

项目 规定值或允许偏差值

美国规范 中国规范

孔的中心位置（mm） ±75 群桩：100；单排桩50

孔径（mm） ≥设计桩径，≤25mm ≥设计桩径

倾斜度（%） ≤2 <1

孔深（m） ≥设计规定 ≥设计规定

桩顶标高（mm） <25 ±15

钢筋笼顶标高（mm） -75，+150 ±20

4 结 语

中国公路桥涵的标准规范总结了国内的成熟经验，也借鉴了国外先进的技术标准和规范，制定了适合国情的技术标准规范，基本与国际接轨。但是我们广大工程技术人员不可坐井观天，要看到时代潮流的变化：随着中国经济发展，国内市场产能趋向饱和，国家提倡 “走出去”战略。但是标准规范已成为国际市场准入的隐形门槛和软性贸易保护的技术壁垒，成为制约中国发展的瓶颈[6]。目前亚、非、拉等落后国家属于前景广阔的新兴市场，但由于历史上是发达国家的殖民地，受原宗主国文化、政治、科技、经济影响力，不完全相信中国的工程质量，通常会优先考虑采用欧美的工程建设标准规范。从国家扩大影响力和企业盈利出发，我们需要努力学习美国等发达国家的标准规范，取长补短，打造复合型人才，争取在全球经济一体化中从“遵守别人游戏规则”到自己“制定游戏规则”，从输出“中国制造”到推广“中国标准”。提高个人、企业、国家的竞争力，在全球化的大潮中利于不败之地。

参考文献

[1]AASHTO.2004. AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications，2nd Edition，LRFDCONS-2 [S].Washington D.C： American Association of State Highway and Transportation Officials， 2004.

[2]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]娄松，坦桑尼亚基甘博尼桥及引道施工项目实施性施工组织设计[Z].武汉：中铁大桥局股份有限公司设计分公司，2012.

[4] JTG_D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5] CESC207：2006，高性能混凝土应用技术规程[S].北京：中国计划出版社，2006.

[6] 孙利国，杨秋波，任远. 中国工程建设标准“走出去”发展战略[J].国际经济合作：2011，（8）：56-59.

作者简介

严杰（1987-），男，、助理工程师，大学本科，工学学士，2010年毕业于南京理工大学土木工程系。