水磨钻施工方案

人工挖孔桩水磨钻施工方案

一、工程概况

2工程概况

2.1 工程设计简况

本工程共四栋住宅和一个地下室，总建筑面积78546m2，其中地下室8100m2，机动车辆停车场地为地下室停车场，住宅建筑地上1#楼26层，4#楼11层，其余两栋为18层，均为全现浇框架—剪力墙结构，建筑工程防火等级为一级，结构抗震设防烈度为六度，建筑设计合理使用年限为50年。根据本工程基础勘察报告并结合现场实际试挖情况，基础持力层（中风化泥岩）深底均在17m左右，在钻孔中测得地下水初见水位与稳定水位一致，其稳定水位埋深3.55～5.60m，标高326.69～326.81m左右。

2.2 人工挖孔桩设计

本工程共有484根桩。1#楼159根，2#楼115根，3#楼50根，4#楼52根，地下室108根。（详桩图表）

护壁采钢筋混凝土护壁，；桩芯砼等级为C30，主筋保护层厚50mm（详细参数参阅基础结构设计图）。

2.4 工程特点

（2）设计持力层为中风化砂岩，桩孔深度大，工作难度大，工期相对较长，人工井下作业安全影响因素多，施工难度大。

3挖孔桩施工方法

3.1施工前的准备工作

(1)在正式施工前，应具备以下工程资料；主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；孔桩的施工组织设计或施工方案。

(2)施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序；指定施工工序检查程序；制定不良天气（雨季）施工的技术措施。

(3)水磨钻施工中安全措施非常重要，必须高度重视，应做到以下措施保障：孔内设应急爬梯供人员上下井；施工人员进入孔内必须戴安全帽；使用卷扬机、钢丝绳等应有安全可靠的保险装置；开挖深度超过10m时应配有通风设备；挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响；要注意安全用电，井下照明电压应采用不得高于36V的安全灯。

二、水钻法人工挖孔施工原理

岩石有三大特征：一是抗压能力强，而抗拉和抗剪切能力很低；二是岩石在大于

其极限抗力能力的作用下会发生拉裂破坏；三是岩石在大于其极限抗剪切力的作用下会发生剪切破坏。水钻法施工挖孔桩充分的利用了岩石的这三大力学特性。

水钻法主要是采用直径为150mm的混凝土取芯机沿桩基础设计圆周取出高约为500mm的圆柱体岩芯，形成一圆外周临空面，然后对剩余的桩基岩芯部分进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。在分块的岩石上钻上一排小孔，然后再小孔内锥入钢楔子，捶击钢楔挤压岩石，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和市，岩石沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切破裂，取出分裂的岩块。依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。

三、水磨钻介绍

水磨钻主要有水磨钻机、水磨钻筒和专用水泵三部分组成。一般一个水磨钻机配备3-5水磨钻筒，一个水磨钻筒上有7个刀头。水磨钻筒外径为16公分，内径为14公分，壁厚度为1公分，高度为62公分，一个循环可钻60公分。专用水泵外径为12公分，高度为40公分。一台水磨钻全套设备约为6000元。非常适用于桩基孔底入岩施工。

四、施工现场准备工作

1.各项临时设施、动力、照明、通风、安全设施、施工机具、进场人员要满足施工

要求。

2.根据设计图纸进行纵横轴线放样，及复测工作。

3.用十字线将中心桩点引出护筒外80cm，用水泥砂浆固定，并做好保护工作。桩孔

周边，用白灰撒线型。

4.所用的原材料，根据设计要求和规范规定进行检测。严格按试验室确定的配合比

施工。

5.人员准备：采用2个班组，流水分班作业。

五、主要施工工艺

1.主要施工工艺如图所示。

2.施工人员组合：6人一组使用两台水钻同时施工2个孔，其中井下作业每孔2人，地面负责出渣2人。

3.施工顺序

⑴钻取四周岩石：沿桩基孔壁布置70个取芯点，取芯直径为150mm，取芯圆与锁口内壁相切，取芯圆之间的距离为130mm。依次钻取外周的70个岩芯，取出的岩芯高约500mm，将外周岩芯取完后桩芯体岩外围便形成一个环形临空面。

⑵钻取中间岩石：沿桩半径钻取岩芯，将桩芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体

的1/3，以便于岩体破裂。

⑶手电钻打孔：用手电钻在桩芯岩体上钻眼，再将桩岩石分成六等份。

⑷插入钢楔、击打钢楔分裂岩石：在沿桩基径向手电钻钻出的孔内打入钢楔，用大

锤锤击钢楔使岩体获得一个水平的冲击力，在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂。依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂。

⑸人工装渣，电动提升机出渣：一次单循环施工作用后，将水钻钻出的岩芯进行依

次出渣，出渣从桩孔德一侧进行，然后插入钢楔，击打钢楔分裂岩石后再进行一次出渣。

⑹桩孔修正及下一循环的施工：由于水钻钻芯后桩基孔壁成锯齿状，为保证有效桩

径与设计桩径一致，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。通过锁口护桩在桩孔内标出设计桩中心，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏，同时标出下一个循环外周水钻钻孔取芯位置，进入下一循环的挖孔桩施工。

4.成孔检查与验收：检查内容包括：孔底沉渣是否清理干净，孔径、孔深、倾斜度。

先检查孔口的孔径，然后使用垂线、钢尺检查倾斜度及孔深，要求孔径和孔深部小于设计值，倾斜小于0.5%。

5.施工注意事项：

⑴施工中，顶部粘土或者其他松散土层采用常规工艺由人工开挖，每次进尺以不大

于1m为宜，并需及时浇筑20cm厚的C35混凝土护壁。

⑵由于采用提升架，提升架的基座要求牢固稳定，孔口周边的挖孔平台需采用钢筋

混凝土浇筑，以确保安全，锁口混凝土浇筑最终定面标高必须高出地面30cm。

⑶要做好提升架性能检查，钢丝绳、挂钩、电动卷扬机、支架等均要考虑足够的安

全系数。

六、安全施工注意事项

1.水磨钻孔时应注意施工安全。水磨钻孔工人必须配有安全帽、安全绳。取出土渣