1、“水钻法”人工挖孔桩施工技术中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 一、工程概况 本工程地下车库地下二层，总建筑面积 93484.12?，结构类型为框架剪力墙结构，结构抗震等级为三级。基础结构局部采用人工挖孔桩基，桩径为 1200mm，1400mm，1500mm 三种。桩承载力设计要求达到 3000Kpa以上，土质要穿过素土、强风化岩，达中风化岩为持力层，工程桩开挖深度以实际挖至设计所要求的桩端持力层为准。 二、人工挖孔桩施工方案选择 从地勘报告和基坑开挖情况看，大部分桩孔位置为较硬和坚硬的泥岩和砂岩，采用风镐掘进速度慢、效率非常低，由于城市内限制爆破施工，于是对于较硬和坚硬的岩石
2、采用：“水钻法”施工。即采用钻孔取芯机沿桩孔周边开挖线钻孔取芯，让桩孔圆周形成空心槽，使中间岩石与周围岩壁形成临空面，然后再用钻子凿除中间岩石或配合松动爆破，最后用卷扬机将石块提出孔外。钻孔布置及成孔见下图： 因钻孔取芯机在操作过程中必须保证钻头处于冷却水中，同时冷却水流保有一定压力对钻头直接进行冲洗，使之不淤钻、卡钻，因此该工艺俗称“水钻法” 。水钻机械采用台式钻孔机,端头为金钢石薄壁钻头,钻头直径 15cm,具体水钻成孔机械如下图： 三、 “水钻法”挖孔桩施工工艺 3.1、工艺流程 机架搭设水钻机定位开钻小成孔清除孔内碴石移机重复上述过程完成周边一圈成孔清除大圈内碴石完成单盘成孔重复每盘成
3、孔扩孔（如需要）挖至孔底终孔 。 施工顺序如下图： 3.2 施工操作要点 a素土部分成孔与普通人工挖孔相同：测量放线、制作挖孔桩井圈、土方开挖、护壁。 b桩孔深度到达强风化、中风化岩层采用普通人工加风镐无法实行，需特殊施工工艺，即水钻成孔工艺，利用机械沿人工挖孔桩周边逐个开孔，从周边包围中心的方法实行成孔，具体如下： （1）机架搭设 采用本方法由于水钻机械需要临时固定、而且成孔过程中碴土需要吊运，所以需要搭设钢管脚手架，以保证水钻机械固定需要和安置吊运碴土的定滑轮装置。 （2)水钻机械定位 沿桩周边靠孔边，先定位，定位以保证孔桩的有效直径为原则； （3)调整机械杆件垂直度 定位后,调整杆件垂直
4、度,利用顶撑,上端与钢管架上的方木顶紧,下端与人工挖孔桩面层顶紧。 如右图： （4)钻孔 开动电动机，在压力柄加压下，钻筒沿着钻杆下钻，在钻筒飞转的同时，为保护钻筒端口的刀片发热温度过高，采用细导管注水至钻筒端部冷却，保证钻筒正常工作； 每孔钻进尺寸可根据转筒长度,机械功率,地质等实际情况确定,一般为 500,钻孔完成后，提起钻筒，把钻孔后形成的岩芯破碎后清除。 （5)移机 一个小钻孔完成后,根据孔径尺寸,机械需要移位一个孔径,进行新的钻孔, 开钻新孔； （6) 重复以上过程 在人工挖桩周边形成一圈由数个圆形孔形成的空孔包围圈,把人工挖孔桩的岩体形成一个孤立的岩芯，有利于清除； （每盘成孔）
5、（7)清除岩芯 采用撬棍等设备先把砼岩芯破裂成数块,岩碎块用吊运容器把其清除出孔外,单盘成孔即完成； （8)重复每盘成孔 完成的孔深一般在 500 以上,重复每盘过程,达到设计挖孔深度,可开始扩孔； （9)扩孔 受机械开孔的条件限制,采用以上机械扩孔,每盘每次只能扩孔 70-100,所以在保证扩孔的设计高度前提下,还应考虑达到扩底直径要求采用公式 H=(D-d)/70,其中： H-指扩孔所需高度(H 必须大于设计扩孔高度);D-扩孔后直径;d-扩孔前直径； （10)终孔 扩孔达到设计的高度与直径,即完成钻孔，即可报请地勘等有关验收部门验收桩孔。终孔时，必须清理好护壁污泥和桩底的残渣、杂物等，清
6、除积水，经检验同意验收，并办理好签证手续，应马上组织浇灌桩芯砼，以免泡水时间过长,使土层软化。 四、钢筋笼的制作安装及混凝土浇筑 成孔后钢筋笼的制作与安装及砼浇同普通人工挖孔桩施工 （1）钢筋笼制作应先制作箍模，保证钢筋笼制作直径尺寸，在加固箍上标明主筋间距，保证主筋间距均匀，主筋上应标明箍筋间距，保证箍筋间距。 （2）钢筋笼就位采用小型吊运机具或塔吊进行，整个钢筋笼用槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。 （3）混凝土浇筑 砼浇筑采用商品砼，采用固定泵（或汽车泵）进行浇筑，利用砼泵管前端的软管下井内下伸取代串桶，桩孔内积水应严格控制，桩孔必须采用混凝土溜管；混凝土要垂直灌入桩孔内，并应连续
7、分层灌筑，每层厚不超过 1.5m。 五、施工注意事项 （1）施工前要认真分析挖孔桩处地质钻探资料，查明地层岩性、地质构造、基岩风化层厚度、破碎程度、软弱夹层情况和地下水的状态，对施工中常遇到的问题应采取相应的解决办法，并针对可能出现的问题执行可行的应急处理措施。 （3）为了保证孔位位置准确，每下挖 500mm 进行桩孔周壁的清理，校核桩孔的直径和垂直度，及时纠正。 （4）每个桩孔由一个固定的小组负责施工，孔下作业不得超过 3 人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。每工作 2h，井下人员和地面人员进行交换。施工时井下、井上均应有人操作，并明确对井下操作人员应负的安全责任，上、下之间有良好
8、的联络信号。地面人员应注意孔下发出的联络信号，反应灵敏快捷。 （5）经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。吊斗要挂牢，在井内垂直运输时, 应采取措施, 确保井下操作人员的安全，并在井底设置安全区，以防物体堕落伤人。提上来的土石要倒干净，卸在孔口 2m 以外，并及时清除场外。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等易坠落伤人的物品。 （6）施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应“一机、一箱、一闸、一漏保” ，供电线路要用三芯电缆，电线要架空，不得拖拽在地上。并经常检查电线和漏电保护器是否完好。 （7）从孔中抽水时排水口应距孔口 5m 以外，并保证施工现场排水畅通。 （8）保持井内有足够的新鲜空气，
9、不断向井内送风，并应经常检查孔洞内的二氧化碳含量。二氧化碳浓度如超过 3%，应增设通风设备，以保人身安全。 （9）严禁通过卷扬机运送施工人员，人离开施工现场，要把孔口盖好，并设立明显警戒标志。 六、效果评价及总结 （1）工程桩由于处于强风化及中风化层，采用水钻成孔后的孔壁稳定性良好，且采用钻孔成孔无虚土，无需再进行砼护壁，减少成本投入，减少施工工序，成孔后可直观检查孔内土质状况，基桩质量有可靠保证。（3）水钻机械价廉，保证岩石内成孔，而采用其它机械无法成孔； （4）采用本方法施工专业队伍素质要求较高，专业人员需要培训。 （5）本工程车库总计 700 余根桩，采用工程水钻钻孔取芯的施工方法，在规定工期内基桩全部顺利结束。虽然地质复杂, 由于采用了切实可行的施工技术，还是安全、优质、高效地完成了施工任务。
