小议砂岩地质的施工技术

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一、工程概况

鹿峪中桥位于阳泉西环高速公路LJ2合同段K7+400处，横跨V型深谷，地形地貌较为复杂。桥位处长期受到雨水冲刷，地面表层基本为裸露强风化或弱风化砂岩，往下为弱风化、微风化及完整性砂岩，地质情况较为稳定。鹿峪中桥设计为3×30米分离式高架桥，桩基础为钻孔灌注桩，桩基类型为嵌岩支撑桩，设计桩长为12～15米，嵌岩深度要求不小于5米（完整性砂岩）。全桥共计钻孔灌注桩20根，其中直径1.2米的桩基12根，直径1.6米的桩基8根。

二、施工背景和方案构思

鹿峪中桥为工程中期变更增加的桥梁，该处原设计为3×3米拱涵，路基右侧填筑范围有一煤矿斜井，在拱涵设计时，此处高填方路堤与斜井存在很大冲突。经过煤矿公司与阳泉西环高速公路建设管理处的共同协商，2012年7月底决定将此拱涵变更为鹿峪中桥，8月底下达正式设计施工图纸。由于该桥变更图纸下发时间较迟，且鹿峪中桥处于比较重要的地理位置（鹿峪中桥正处于王家湾大桥的预制梁运输通道上），鹿峪中桥的施工进度将直接影响到王家湾大桥的预制箱梁安装施工。因此，鹿峪中桥的基础及下部施工工期十分紧迫，施工任务十分艰巨。工程项目部根据施工现场实际情况，对桩基施工的3种可行性施工方案（即人工挖孔、冲击钻冲孔和旋挖钻钻孔）进行了认真分析和研究。如果采用人工挖孔，由于爆破炸药审批手续很复杂，且审批难度很大、审批费用也很高，而且鹿峪中桥靠近王家湾村，爆破施工安全隐患很大。如果采用冲击钻冲孔，砂岩地区的冲孔施工进度慢，且缺水、缺电，要确保施工进度就必须配备大功率发电机和多台冲击钻进场施工，进场费用和其他施工成本很高。如果采用旋挖钻钻孔，施工进度相对较快，且能解决缺电、缺水问题，对当地环保也有保证。

三、钻机型号与钻头的选择

钻机进场前，技术人员根据桩径大小及现场砂岩实际强度、完整性等情况分析选择钻机型号及钻头形式，以确保钻机和钻头有足够的能力进行正常的钻进施工。由于鹿峪中桥20根桩基中最大直径为1.6米，设计孔深最深约为16米，钻孔最大砂岩厚度约为13米，桩底砂岩强度可达30兆帕，为了确保钻机有足够的动力以及钻头有足够的强度，在查询相关资料及通过钻机队伍的技术咨询后，工程项目部选择了我国某公司生产的TR220D型旋挖钻机和旋挖合金钢截齿钻头。

四、砂岩地质的旋挖钻施工

施工平台修筑由于鹿峪中桥桥位处于V型深谷处，地形地貌较为复杂，钻机施工平台采用半填半挖方式进行修筑。为了确保孔口稳定，成孔后不出现掉物现象，孔口采用简易的钢护筒做孔口防护，护筒顶高出施工平台30～50厘米，并对护筒四周进行回填压实。桩位控制待施工平台修筑完好后，进行桩位放样。由于钻机施工平台为新修筑平台，填筑土部分稳定性普遍不高，加上桩基施工中钻机振动，因此，桩位控制至关重要。为了确保桩位偏差满足规范要求（排架桩为5厘米、群桩为10厘米），桩位放样时在四周打上引桩，以便施工中随时复核桩位。钻机就位和开孔在钢护筒埋置就位并经测量对好桩位后，即可进行钻机就位。钻机为履带式行走系统，底盘可360度来回旋转，机身灵活，但是，机身的稳定性不够。为了确保钻机机身的绝对稳定，在钻机移动到指定位置并对钻头进行对中校正后，应对钻机履带进行前后和左右固定。对旋挖钻可采用枕木和木楔子进行卡位固定，其左右可采用锚桩卡位固定，避免钻机在钻进振动时产生非正常位移现象。钻机开孔时，先不加压缓慢钻进，尽量减小震动力，以免护筒出现位移，待钻进到护筒底以下50厘米以上或钻至风化砂岩位置时，应提钻检验孔位，确保开孔时孔位的准确性。当开孔孔位满足设计与规范要求后，即可开足马力进行正常加压钻进，否则应对孔位进行校正，直到孔位满足要求为止。砂岩钻进施工为了便于桥梁下部构造和上部构造施工安排，先钻左半幅所有桩孔，将左半幅桩孔由0号桥台依次向3号桥台推进，钻完左半幅所有桩孔后，再进行右半幅桩孔施工。

五、小结

本施工工艺简洁方便，对缺高压电和缺水地区十分实用，同时对加快施工进度也十分有效，每台钻机每天可推进约20米，即每天可成孔一个，施工效率相对较高。

作者：冷铁松 单位：陕西路桥施工队