陡峭、狹窄山地、灰?guī)r地區(qū)水磨鉆成孔工藝的應(yīng)用研究

廖亞男

摘 要 郴州恒大華府基坑施工場地屬山地，地形陡峭、基坑周邊施工作業(yè)空間狹小，且該場地屬灰?guī)r地區(qū)，其巖質(zhì)堅硬，溶蝕溝槽、溶洞等巖溶發(fā)育，旋挖、鉆、沖孔灌注樁施工成本較高且鉆進效率較低，常規(guī)人工挖孔設(shè)備難以挖掘，人員安全難以保證，現(xiàn)場施工采用水磨鉆成孔工藝能有效提高效率，保證施工質(zhì)量和安全，節(jié)約成本，可廣泛推廣使用。

關(guān)鍵詞 陡峭;狹窄山地;灰?guī)r地區(qū);水磨鉆工藝

1項目概況

本工程共計317根支護樁，樁基設(shè)計采用人工挖孔灌注樁，樁體直徑為1000mm、1200mm、1300mm、1400mm四種類型，擬建場地位于郴州市區(qū)，周邊鄰近市政道路、恒大華府已建住宅小區(qū)，入住居民很多，對環(huán)保要求高，不允許渣土、泥漿、油塵等污染環(huán)境，采用水磨鉆成孔工藝將能滿足環(huán)保要求。水磨鉆成孔工藝在一些樁基工程中雖偶有使用，但在陡峭狹窄山地、堅硬灰?guī)r地區(qū)、巖溶強發(fā)育地區(qū)是首次創(chuàng)新應(yīng)用[1]。

2周邊環(huán)境條件

擬建場地位于寒西路與駱仙西路交匯的東南角，南嶺植物園林科所的西側(cè)，位于郴州恒大華府首二期的北側(cè)，寒西路從場地的西側(cè)通過，駱仙西路從場地的北側(cè)通過，交通比較便利。場地內(nèi)為丘陵殘丘地貌，場地內(nèi)基本為原始地貌，土體由植被覆蓋，山體總體坡度在15°～50°不等，場地現(xiàn)狀標(biāo)高在168.73～200.59m，高差較大。

3研究目的

本研究以郴州恒大華府四期地下室基坑支護樁施工為研究背景，對特殊、復(fù)雜地質(zhì)情況下樁基礎(chǔ)施工采用水磨鉆工藝的可行性研究。

4水磨鉆施工

4.1 水磨鉆施工工藝原理

水磨鉆施工法主要采用小型電鉆機，鉆筒直徑為150mm的鋼鈷筒，鋼鈷筒高約80cm，可鉆取約70cm巖芯柱體，延樁孔外徑呈環(huán)形布置，先取出樁孔外環(huán)巖芯，再利用撬棍及鋼釬產(chǎn)生水平剪切力，當(dāng)外力大于巖石極限抗剪切力時，巖注根部發(fā)生剪切斷裂，再利用電動鋼絲繩提升架，取出巖柱，反復(fù)循環(huán)直至樁底設(shè)計標(biāo)高。

4.2 施工方法

①施工準(zhǔn)備：2人為一組水磨鉆施工班組，1人在孔底進行水磨鉆施工，1人在孔口等待出渣;在樁孔周圍設(shè)置水池或蓄水設(shè)施，并設(shè)水管接于鉆機進水口;井口用鋼管腳手架搭設(shè)臨時結(jié)構(gòu)件用做防雨棚及卷揚附著。②測量放線：用全站儀或GPS進行樁位放線;③鉆孔取芯：水磨鉆是利用套筒金剛石鉆頭在鉆機的轉(zhuǎn)動下切割巖體，并把巖石切入套筒內(nèi)，待鉆入一定深度后，提升套筒，清除筒內(nèi)柱狀巖石，如此反復(fù)循環(huán)操作，將樁孔外周巖芯取完后，直至樁孔外周形成一個環(huán)狀臨空面。④沿樁孔外徑一直取芯，直至樁孔外徑巖體全部清除，進入下一程序;采用鋼仟及風(fēng)鎬，將中心部分剩余巖體從根部進行斷裂。⑤筒內(nèi)巖芯及小塊巖塊采用特質(zhì)加厚橡膠桶裝渣，中心大巖塊采用鋼絲繩進行捆綁吊裝，出渣吊裝工具均為電動提升機，樁孔周圍巖塊每日安排挖機進行清理轉(zhuǎn)運。⑥每節(jié)樁孔施工完成以后，必須將樁位十字軸線和標(biāo)高測設(shè)在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線墜向井底投設(shè)，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直度。要求保證樁孔軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸均滿足設(shè)計要求。⑦當(dāng)樁孔開挖深度較深時，應(yīng)在井內(nèi)配備照明設(shè)備，井內(nèi)照明必須用低壓電源（12V，100W）、防水帶罩的安全燈具。樁口上設(shè)圍護欄，做好防護標(biāo)志。⑧終孔驗收：成孔后對樁身直徑、樁底標(biāo)高、樁位中心、井壁垂直度、樁底沉渣進行全面測定，直至滿足設(shè)計要求。

4.3 施工注意事項

①在施工過程中，除中風(fēng)化巖石以外的其他地層均采用風(fēng)鎬、鐵鍬進行開挖，開挖要從上到下逐層進行，先挖中間，然后擴及周邊，有效地控制開挖樁孔的截面大小;開挖深度要根據(jù)地質(zhì)情況，一般每日只挖一米，如遇淤泥等不良地質(zhì)條件，可采用半模施工，每日約挖30～50cm。②在灰?guī)r地區(qū)熔巖較發(fā)育，遇溶洞處應(yīng)做好溶洞填充處理及鋼筋混凝土護壁，每日開工前應(yīng)檢查護壁狀況，護壁一定要牢固，確認(rèn)不牢固時，拆除重做，確保人員安全。③提升架每日開工前進行檢查：掛鉤、鋼絲繩、支架、電動卷揚機等是否出現(xiàn)磨損或故障，防止因機械設(shè)備問題造成人員傷害。④井內(nèi)施工必須配備施工軟爬梯。

4.4 質(zhì)量控制

①樁周外圍需取芯的孔位需提前規(guī)劃布設(shè)，不得隨意開孔;開孔時鉆速要緩慢均勻，要保證鉆筒的鉆速及垂直度，防止鉆筒因為傾斜過度造成卡鉆[2]。 ②終孔時保證樁孔內(nèi)無碎石沉渣及積水。

4.5 安全要求及措施

①每日開工前應(yīng)檢測井下有無危害氣體和不安全因素，下井前應(yīng)采用鼓風(fēng)機進行送風(fēng)，向樁孔內(nèi)作業(yè)面送入新鮮空氣。開工前檢查機械設(shè)備（如掛鉤、鋼絲繩、支架、電動卷揚機等）設(shè)備是否正常運行。 ②樁孔口應(yīng)嚴(yán)格管理。樁孔口應(yīng)設(shè)置高于地面150mm的護板，防止地面石子或其他雜物等被人踢入樁孔中。地面孔口四周必須有護欄，高度不低于1200mm。無關(guān)人員不得靠近樁孔口，樁孔口機械操作人員不得擅自離開崗位，口袋內(nèi)不得放置物品（如鑰匙、鋼筆、手表、打火機、小型工具、玩物等），以防墜入樁孔中。 ③施工現(xiàn)場安全用電應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進行三級配電二級保護，井下照明要符合安全要求，樁孔下作業(yè)人員必須戴好安全帽，穿好絕緣膠鞋。④水磨鉆孔工作暫停時，孔口進行覆蓋;樁孔洞口上應(yīng)設(shè)置懸掛軟梯，并隨樁孔深度放長，以備意外情況時有關(guān)人員能順利上下[3]。

5結(jié)束語

采用水磨鉆施工陡峭、狹窄山地、灰?guī)r地區(qū)的人工挖孔樁，能有效規(guī)避堅硬巖石爆破的安全風(fēng)險，能夠從質(zhì)量、安全、環(huán)保，效率，經(jīng)濟等各方面去更好地完成施工任務(wù)，是解決復(fù)雜地質(zhì)條件下挖孔樁的有效施工工藝，具有重要的推廣前景及應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范：JGJ94-2008[S].中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 韓廷洪.水磨鉆在巖石地質(zhì)下的成孔工藝[J].公路，2012（7）：110.

[3] 柴勇.人工挖孔樁水磨鉆在山區(qū)高速公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].廣東建材，2006（6）：65-66.

作者簡介

廖亞男（1993-），男，湖南邵陽人;學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師;現(xiàn)就職單位：中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司，研究方向：地質(zhì)工程，巖土工程。