XX大桥水磨钻施工新工艺.docx
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XX大桥水磨钻施工新工艺
水磨钻取芯挖孔工艺
水磨钻（取芯机）取芯挖孔施工与一般的人工挖孔施工主要的区别在于挖孔过程所采用的设备和施工工艺，而其钢筋笼加工与下方、混凝土灌注等与一般的人工挖孔桩无异，所以在这里主要汇报一下成孔过程中的施工条件、工艺等特点。
1.施工条件
XX长江大桥主桥27、28、29#墩桩基共16根，位于滨江路旁，地势较高，考虑到噪音及泥浆排放等因素，不宜采用冲击钻施工方法；地表无粘土，开挖既入岩，地质坚硬，全为高强度中风化砂岩和中风化泥岩，若采用一般的人工挖孔施工方法，施工进度很难保证；若采用爆破法挖孔，爆破手续复杂和成本投入较大，对周边特别是滨江路和项目办公区和生活区可能造成不利影响。
综合考虑环境条件因素、地理位置因素、地质因素等，项目决定采用水磨钻取芯挖孔工艺，该工艺设备简单、操作方便、无泥浆排放、对周边环境影响很小。
地质情况如下表：
标高（m）
勘察设计地质
226.43～221.55
砂岩
221.55～210.5.
中风化泥岩
210.5～207.15
中风化砂岩
207.15～204.0
中风化泥岩
29#墩桩基为群桩，桩基中心间距最近的为5m，采用水磨钻取芯挖孔工艺，可以采取跳桩法开挖方式，相邻两根桩基同时施工、其取芯和排渣工序交替作业，既保证进度，又节省开挖成本。
29#桩基平面图：
2.挖孔机械设备
设备名称
规格型号
用途
取芯机
2kw
沿桩孔圆周连续取芯一圈,使孔内部岩石从整体岩层分离
小型钻孔机
0.8kw
破碎桩孔中间部分岩石
卷扬机
1kw，钢丝绳Ф8mm
提升孔渣
挖掘机
CAT320
除渣，修便道等
卷扬机的功率及钢丝绳直径经验算满足施工需求；取芯机钻筒外径16cm,长62cm,每个钻桶配有6-8颗钻齿；小型钻孔机钻筒外径3cm，长30cm。
3.施工工艺
取芯机人工挖孔桩施工工艺流程图
3.1.放样
由测量组计算并组织放样，标记出桩基轮廓线，沿承台轮廓线往外括2m洒白石灰粉。
3.2.清理地表
用人工配合挖掘机将洒好的白灰线范围内的渣土、表层松散石渣等全部清除干净，尤其是桩孔周围的松散石块，以免开挖过程中调入孔内引发安全事故；若地表不平整、倾斜较严重，使用挖掘机破碎锤破碎整平，以免孔口平台有松动。
3.3.浇筑孔口平台
以29#为例，桩径为2m，浇筑前先由测量组放出桩基中心位置，以桩位中心为圆心，以桩身半径画出上部圆周，抛洒石灰粉作为桩孔开挖尺寸线，再以开挖尺寸线放置模板并加固支撑，模板支好即可开始浇筑孔口施工平台，孔口平台采用C20混凝土浇筑，外尺寸为3m×3m，平台高出地面40-50cm（如图3-1），并在孔口周围用板砖进行砌筑护孔壁（如图），浇筑孔口施工平台和砌筑护孔壁的目的是为了避免开挖过程地面的石渣石块等调入空中，以及方便支架搭设、钢筋笼下方、灌注混凝土等工作的顺利进行。
图3-1
3.4.放样复测桩位
待孔口施工平台混凝土达到强度的30%时，拆除模板，并由测量组对桩位进行复测，若孔口有偏移，应人工修整或凿除重新浇筑平台，经监理复查合格后方可搭设支架，并设置护桩，准备开挖。
3.5.搭设支架
支架搭设必须牢固、稳定。
搭设支架前先清理桩孔周围2m范围内的堆积物。
支架高度5m，每个孔口先搭设一个支架，每个支架在除渣方向搭建一个长3m、宽0.8m的除渣平台，再将一个承台的4个桩孔的支架连接并密挂安全网，保证支架的整体稳定性及施工安全（图3-2）。
图3-2
图3-3
3.6.护壁施工
支架搭设完成并对支架进行全面检查合格后，开始护壁施工。
开挖前对桩孔进行分组，一般相邻两根桩分为一组，以便开展跳桩法作业，既同组两根桩孔交替作业，保证进度又节省开挖成本。
如29#墩桩基共8根，分为4组，第一组：
1#孔、3#孔，第二组2#孔、4#孔，第三组5#孔、7#孔，第四组6#孔、8#孔。
下面以第一组为例来叙述具体的施工方法。
支架搭设完毕后，用取芯机沿孔壁对桩位进行开挖，将桩基岩层以上的泥土、石渣清除干净。
为了防止在桩基施工时孔壁塌陷，对岩层以上的孔壁进行护壁施工，对于28#在路基上的需用混凝土进行填筑，护壁厚度为15cm，支设护壁模板，用C30混凝土沿着孔壁进行护壁填筑。
图3-4
3.7.开挖施工
在开始钻取岩芯之前，先将取芯机顶部固定，用两根长约1.5m的短钢管横向架在孔壁上，两端卡在孔壁上固定，再用一根5cm×10cm的方木横架于两根钢管下方并用铁丝绑扎，取芯机钻桶对好位置，顶部的螺旋杆上旋顶住方木下方，以保证取芯机在作业时稳定可靠、顺利进行（见图3-4）。
图3-4
1）先在1#孔固定好取芯机，开始钻取。
先用取芯机沿桩孔圆周连续钻取一圈岩芯，每次钻取连续，不能断开，钻取过程中产生的岩芯由人工装入吊桶内，用卷扬机提升除渣；在每次卷扬机提升除渣之前，孔底的工作人员必须先从安全爬梯上到地面上来，再进行除渣工作，以免渣桶内石块掉落伤人，每盘钻取深度约60cm（图3-5）。
图3-5
2）在1#孔沿桩孔圆周钻取完一圈岩芯之后，开始对桩孔中间部分岩石进行人工破碎，同时将取芯机移至同组的3#孔开始钻取岩芯，钻取方法与1#孔的施工方法相同；在1#孔内，先用小型钻孔机在中间部分岩石上沿直线每隔20cm钻一个破碎孔，然后用破石钢钎将岩石破成小块石渣，再由人工装入吊桶，卷扬机提升除渣（图3-6）。
图3-6
3）由于钻取一圈岩芯跟人工破碎一盘空中间部分岩石所耗费的时间相当，所以当1#孔中间部分岩石人工破碎完成后，3#孔的钻取岩芯施工也基本完成；此时，将3#孔的取芯机再次移至1#孔内开始钻取岩芯施工，同时3#开始人工破碎桩孔中间部分岩石。
4）同组的两根桩孔如此交替循环施工，开挖过程中每一道循环作业之前，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线锤向井底投设，以半径尺竿检查检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根进行引测，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求，直至开挖到设计孔底标高。
5）若孔内有地下水，积水超过5cm时应用潜水泵将积水抽出地面排出，以免影响施工质量及施工用电安全。
孔深超过6m时，应向孔内通风并做毒气检测。
3.8.成孔检测
开挖到设计孔底标高后，有人工将孔底石渣等清理干净，并将积水抽干（图3-7），自检合格后，报监理工程师验孔，检测项目如下：
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩位（mm）
允许50，极限100
全站仪：
每桩检查
2
孔深（mm）
不小于设计值
测绳量：
每桩测量
3
孔径（mm）
不小于设计值
探孔器：
每桩测量
4
孔的倾斜度（mm）
0.5%桩长，且不大于200
垂线法：
每桩检查
图3-7
4.安全及文明施工
对于采用取芯机施工的人工挖孔桩，需要特别注意以下几点：
1）水磨钻机上的电源开关必须采用漏电保护开关，电源线不得有破皮，接头必须包扎完好，以免遇水漏电。
2）在用水磨钻作业时，有拖长的电源线必须架空，不得拖地，不得靠近高速旋转的钻桶，以免与钻筒摩擦甚至被钻筒拉断。
3）水磨钻每次开钻前，必须把顶撑和底托都固定牢靠，以免钻机作业时发生摆动伤人。
4）每天上班前检查钻筒口上的钻齿是否有裂痕或松动，钻齿磨损到一定程度是必须更换。
5）单个钻筒上的钻齿如要更换必须同批更换，不得只更换其中的一颗或几颗，保证一个钻筒上的钻齿磨损程度一致，以免在作业时因摩擦力不均匀而导致钻筒发生抖动。
6）在卷扬机提升除渣时，孔内的工作人员必须先从安全梯上到地面上来，再提升卷扬机除渣。
7）已经成孔但为及时下放钢筋笼的桩孔，用钢筋网片开好，并盖上彩条布以防下雨孔内积水（图3-8）。
图3-8
8）施工过程产生的孔渣，及时用土方车运至规定的弃土场弃掉，不得随意堆放，影响环境。
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