粉砂岩地层大直径桩分级旋挖成孔施工技术ConstructionTechnologyofGradingRotaryDrillingforLargeDiameterPileinSandstoneStratum朱长亮李晓雪中国建筑土木建设有限公司上海200122摘要：结合南京机场高速公路跨秦淮河大桥主线桥和东西集散车道主桥的钻孑L桩基础施工实践，从施工方案比选、钻机选型、施工工艺流程等方面阐述了旋挖钻机在坚硬粉砂岩地质中进行大直径桩基的分级旋挖成孔施工技术。工程应用结果表明，采用该技术效果良好，并圆满地完成了桥梁桩基的施工。关键词：中风化粉砂岩大直径桩基方案比选机械选型分级旋挖成孔中图分类号：TU75123／文献标识码B【文章编号】1004—1001(2012l02—0089-03熟，成桩质量可靠，本工程可以采用中击钻成孔。但其存在1工程概述3个缺点：①施工周期较长。由于本桥桩基基本处于中风化南京南站综合枢纽快速环线项目机场高速跨秦淮河大粉砂岩中，基岩强度高，冲击成孔速度将非常缓慢，故无法桥主线桥和东西集散车道主桥的Pel3一Pe14一Pe15一Pe16满足工期要求。②质量难以保证。因群桩承台的桩基净距号墩(左幅桥)、Pw13一Pw14一Pwl5一Pw16号墩(右幅桥)上部结小，只有3m净距，所以根据规范要求，需进行间隔跳打：同构为挂蓝悬浇54m+92m+54m单箱单室斜腹板箱形截时成桩后需间隔～定的时间方能进行相邻桩的施工，中击面，共分为l1个悬臂浇筑段；墩柱为薄壁空心变截面墩；基成孔振动较大，对相邻桩的质量有一定的影响。③施工成本础为钻孔群桩、承台基础，桩基西2．om，设计桩长25m～高。平均单价约为400元／m(~k费用仅为钻孔费用)，且中击30m，桩顶标高约处于水面以下l1m左右，桩身基本位于成孔的泥浆产生量大，泥浆需采用泥浆船外运，费用很大，强风化和中风化粉砂岩中。并难以保证对秦淮河的环保要求。由于本工程位于南京市江宁区，施工场区属于岗地。主2．1．2方案二：旋挖钻机成孔要地质情况为：①地表以下0．5m为素填土；②0．5m~4m根据本桥地质情况，采用旋挖钻机可以成孔，其工艺为全新世冲淤积(Q4)粉质黏土：③4m~6m为更新世中洪优点为：孔壁不易产生泥皮：孔壁上会生产明显的螺旋线，积(Q2-3)粉土；④6m～7m为含砾中粗砂；⑤7m～12m为这两点可有效地增加桩基摩擦力，提高桩基承载力。其缺点白垩系K2，强风化粉砂岩；⑥12m以白垩系K2下为白垩系为：孔壁不易产生泥皮，护壁差，易坍孔、缩径；地基承载力K2，中风化粉砂岩；⑦软岩。另外，秦淮河长年水位O．5m，水要求高。深7m左右，河床标高约为一7．5m，覆盖较薄。故钻孔桩的一般情况下，在地基承载力不小于500kPa，处于素填施工难度大。土、粉土承载力较小的地质条件，易坍孔、埋钻。本桥的桩基处于秦淮河河道里，河床底覆盖层不厚，桩基基本处于强风2施工方案比选化和中风化粉砂岩中，强度为1500kPa~3000kPa，远大2．12种方案比选于500kPa，故有条件采用旋挖成孔工艺。但问题在于中风通过工期、效益及地质条件等综合分析，本工程拟采取化粉砂岩属软岩，强度较高，根据经验，一般在软岩层中，钻2种桩基施工方案进行比选：>中击钻成孔方案；旋挖钻成孔孔直径每增加10cm，扭矩增加约20kN·m~25kN·m，本桥方案。桩基2．0m，所需扭矩约400kN·m~500kN·m。目前国内2．1．1方案一：采用冲击钻施工旋挖钻机功率最大的为三一重工生产的的SR460型钻机，根据勘探提供的地质资料，中击钻成孔工艺传统且成最大输出扭矩可达到470kN·m，但考虑到安全储备系数，实际输出功率只能按80％考虑，只有约380kN·m，故无法满足，且造价昂贵，施工成本极高，国内极少。如果采用旋挖钻作者简介：朱长亮(1973一)，男，大专，工程师，技术质量部经理。作者地址：上海市浦东南路1036号27楼技术质量部(200122)。机施工，必须把桩基钻孔所需扭矩控制在实际输出扭矩范收稿日期：2011—12-21围内lllli．T-34卷第2期I892．2方案选定根据对>中击钻成~Lfn旋挖钻机成孔施工特点的比选。结合对工期、施工成本、环保等综合考虑，我们采用旋挖钻机作为本工程的桩基施工机具。3实施方案优化为解决旋挖钻输出扭矩不足问题，我们通过研究把方案优化为“粉砂岩地质大直径桩基分级旋挖成孔施工技术”即通过分2级开挖，降低成孔所需的扭矩问题，一般来说，第1级开挖的JJ＼~L直径宜为桩径d的0．6-0．8倍，本方案选择系数为O．6，即1．2m(图1)。图2桩基施工顺序排列不惫第1级开挖