孟加拉PADMA大橋φ1.5m鋼管樁荷載試樁施工技術

徐平安

摘要：根據孟加拉PADMA大橋技術規范和設計圖紙，進行4個點共10根Φ1.5m鋼管樁試樁的靜載試驗，主要測試樁側土層極限摩阻力及樁端極限阻力。加載結構采用錨樁+反力架型式，通過4臺1200t千斤頂布置于試樁頂，與錨樁連接的反力架作為反力點，4臺千斤頂同時均衡起頂對試樁加載，錨樁+反力架系統型式很好地完成了對試樁的加載。

關鍵詞：鋼管樁荷載試樁；錨樁；500t浮吊；護筒；壓漿；靜載試驗 文獻標識碼：A

中圖分類號：U655 文章編號：1009-2374（2016）06-0100-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.050

1 工程概況

孟加拉PADMA多用途大橋位于首都達卡偏西南約40km處，橫跨PADMA河（恒河），距印度洋入?？谥本€距離約150km，是首都達卡連接西南諸省的重要交通樞紐，同時也是東南亞的“泛亞鐵路”重要通道之一。

ICB No：PMB/MB/01合同段主要施工項目包括總長6150m的主橋、兩岸公路和部分鐵路引橋（總長3679.5m，其中公路引橋部分長3148.5m，鐵路引橋部分長531m）、兩岸公路引道（220m）、400kV電塔基礎以及監理的辦公、生活設施建設和服務。

表1 主橋鋼樁荷載試樁參數表

Trial pile location Trial pile No. Pile diameter（m） Skin grouting（N/Y） Pile toe

（mPWD） Testing section

（Refer to DWG.BR1865）（mPWD） Max.test load（MN）

Level A Level B

TD1 TD1A 1.5 N -85.00 -55.00 -85.00 30

TD1B 1.5 N -115.00 -85.00 -115.00 30

TD1C 1.5 Y -85.00 -55.00 -85.00 30

TD2 TD2A 1.5 N -85.00 -55.00 -85.00 30

TD2B 1.5 N -115.00 -85.00 -115.00 30

TD3 TD3A 1.5 N -85.00 -55.00 -85.00 30

TD3B 1.5 N -115.00 -85.00 -115.00 30

TD3C 1.5 Y -115.00 -85.00 -115.00 30

TD4 TD4A 1.5 N -85.00 -55.00 -85.00 30

TD4B 1.5 N -115.00 -85.00 -115.00 30

主橋共在4個位置布置10根直徑為1.5m、壁厚為40mm的鋼管樁荷載試樁，具體參數詳見表1。

2 試樁目的和意義

（1）通過Φ1.5m鋼管樁荷載試樁驗證樁側土層極限摩阻力及樁端極限端阻力，驗證設計樁長是否滿足設計受力要求，以便確定正式鋼管樁樁底標高；（2）通過PDA試驗、復打測試、靜載試驗，以測試鋼管樁的樁身完整性和極限承載力；（3）對樁基混凝土取芯，按規定深度試驗來確定混凝土強度和彈性模量，驗證樁基混凝土是否滿足設計要求。

3 鋼管樁荷載試樁的特點與難點

3.1 加載結構新穎

此次試驗加載結構采用錨樁+反力架結構，通過4臺1200t千斤頂布置于試樁頂，與錨樁連接的反力架作為反力點，4臺千斤頂同步對試驗鋼管樁加載。

3.2 地質條件差

本合同段試樁地段地層均為第四紀地層，地質主要為粉砂、細砂、粉土。在松散-稍密-中密的砂層狀態地質條件下進行荷載試樁試驗施工，增加了荷載試樁施工的不確定性和風險性。

3.3 機械設備多

大型起吊設備有蘇連海起重18浮吊（500t）、大橋10號浮吊（50t）、100t履帶吊；打樁錘有MHU-550s打樁錘、APE600并聯振動錘；還有船舶以及鉆孔機械、混凝土生產運輸設備等。

3.4 試樁數量多、質量要求高、國際化交流程度高

本合同段共10根直徑為1.5m的鋼管樁荷載試樁，比國際同類型橋梁試樁數量多。本項目采用英國技術規范標準，鋼管樁荷載試樁施工工序多，監理工程師對各項施工進行全過程監督。本工程監理工程師主要來自新西蘭、韓國、孟加拉、尼珀爾、加拿大、菲律賓等，國際化交流程度高。

4 總體施工方案

根據設計圖紙要求，荷載試樁測試長度為底部30m，為保證測試范圍以上土層不向試樁提供摩阻力，采用隔離護筒將試驗段以上土層與荷載鋼樁隔離。

設計要求主橋Φ1.5m鋼管樁荷載試樁加載體系能提供不小于40MN的反力。施工設計加載結構采用錨樁+反力架結構，通過4臺1200t千斤頂布置于試樁頂，與錨樁連接的反力架作為反力點，1臺油泵同時向4臺千斤頂供油使千斤頂均衡起頂向試驗鋼樁加載。

5 荷載試樁施工工藝

5.1 鋼管樁荷載試樁施工工藝流程圖

鋼管樁荷載試樁施工工藝流程圖如圖2所示：

圖2 荷載試樁施工工藝

流程圖 圖3 錨樁插打

5.2 施工準備

5.2.1 河道疏浚：為滿足荷載試樁施工需要，需對河道進行疏浚，滿足水上施工船舶的通行和作業要求。

5.2.2 鋼管樁荷載試施工設計由專業公司負責設計。錨樁、反力架結構、隔離護筒、臨時鋼護筒、試樁鋼管樁等均在中國加工制造，通過海運至PADMA大橋施工現場。

5.3 錨樁插打

錨樁采用鋼管樁型式，外徑1500mm，壁厚16mm，錨樁考慮入土長度不低于30m。

在運輸駁船旁邊焊接錨樁插打導向架，利用500t浮吊起吊APE600震動打樁錘插打錨樁。

5.4 鉆孔平臺搭設

利用16根錨樁中的12根作為平臺支承樁搭設。錨樁插打完畢后，安裝錨樁頂錨梁，即可搭設鉆孔平臺，鉆孔平臺搭設采用500t浮吊吊裝。

5.5 臨時鋼護筒安裝

臨時鋼護筒內徑2200mm，壁厚18mm。臨時鋼護筒采用500t浮吊起吊AP600液壓打樁錘插打。先起吊臨時鋼護筒通過限位自然下放到河床，測量調整鋼護筒的平面位置及傾斜度，滿足要求后，啟動振動錘錘擊下沉到位，下沉以頂標高控制為主。

5.6 臨時護筒內成孔

采用ZJD3500型鉆機，使用直徑Φ2.0m的刮刀鉆頭鉆進成孔，孔底標高為-55m（-85m）。隔離護筒安裝孔施工采用泥漿護壁法。

5.7 隔離護筒沉放

隔離護筒壁厚為18mm，外徑為Φ2.036m，長度為60.5m或90.5m。隔離護筒采用500t浮吊安裝。500t浮吊主副鉤將隔離護筒底節從船上起吊，然后上端吊點提升，下端吊點不動，使鋼護筒由平臥變為豎立，割除護筒內十字形支撐及下端吊耳，垂直起吊護筒

入孔。

5.8 荷載試樁鋼樁錘擊下放

采用500t浮吊將試樁鋼樁（Φ1.5m）在隔離護筒內豎立對接，鋼樁各節段焊接連接完畢，下放到隔離護筒底標高，500t浮吊起吊MHU-550s液壓振動錘，將試樁鋼樁（Φ1.5m）錘擊至設計標高。

圖4 荷載試樁鋼管樁使用MHU-550s插打 圖5 反力加載系統

在鋼管樁的下放過程中，應做好測試用導線的連接工作，同時在鋼管樁的轉運、吊裝及下放過程中應做好測試元件及導線的保護工作。

5.9 鋼管樁PDA測試

在打樁過程中，鋼管樁的測試區段進行PDA監測，初打完成3天后復打進行承載力測試，并評價樁身完整性。

5.10 荷載試樁鋼管樁樁內取土

荷載試樁插打到設計標高后，進行樁內30m長范圍內的取土作業工序，樁內取土采用鉆機取土方案。樁內取土要求底部預留2.5m長的土塞。

5.11 鋼筋籠制作安裝

試樁采用的鋼筋要求符合BS4449規范。鋼筋籠在鋼筋加工車間采用長線法分節制造，各節鋼筋籠主筋采用套筒連接。在鋼筋籠制作的同時，根據荷載試驗要求將測試元件、數據線等固定在鋼筋籠上。在鋼筋籠的運輸、吊裝、下放過程中務必做好測試元件和數據線的保護工作。

5.12 混凝土澆筑

混凝土由岸上混凝土工廠生產，混凝土罐車運輸到碼頭，通過滑槽進入放置在運輸船上的攪拌倉內，船舶將混凝土運輸至樁位，通過混凝土輸送泵和布料機將混凝土送入鋼管樁內。混凝土灌注采用水下導管法。

5.13 壓漿

根據設計要求，混凝土澆筑完成48h后，需對樁基進行壓漿，其中TD1C、TD3C需進行樁側壓漿。

樁底壓漿采用較為成熟的、普通的施工工藝，TD1C、TD3C樁側灌漿采用TAM（Tube-A-Manchette）法施工工藝。壓漿完成以后，應用相同設計強度的水泥漿，回填壓漿管。

5.14 安裝加載系統反力梁、基準梁等

樁基壓漿結束后，卸載相關設備，整體拆除平臺，采用500t浮吊安裝試樁加載反力架系統及試驗操作平臺，安裝基準梁等，在鋼管樁樁帽頂擺放4臺1200t的千斤頂，并在試驗操作平臺上放置1臺油泵與4臺千斤頂連接。

6 鋼管樁試樁豎向承載力靜載試驗

鋼管樁試樁豎向抗壓試驗在試樁頂采用4臺12000kN液壓千斤頂并聯、通過電動油泵進行加載，由精密壓力表讀取油壓值，通過千斤頂的率定曲線和油壓表讀數換算得到所施加于樁頂的荷載值。在靜載試驗加載階段，每級荷載值加載結束時，用專業讀數儀測取樁身受力元件的變化情況，根據元件的觀測值和樁身參數計算樁身各截面的受力情況，并據此推算樁周各巖土層極限側阻力和極限端阻力參數。

7 結語

從已經做的鋼管樁荷載試樁來看，TD1A可能是受細粉砂地層地質影響，試驗結果有瑕疵，但其他樁的試驗結果都基本達到技術規范和設計圖紙要求。在細粉砂地層中采用錨樁+反力架結構型式，為荷載試驗提供了全新的思維方式。

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（責任編輯：秦遜玉）