楊衛(wèi)星

摘? ?要：隨著城市交通事業(yè)的發(fā)展，跨線及緊鄰修建工程的情況日益增多，緊鄰施工對工藝的要求較高，施工技術(shù)水平隨之提高。一般情況下，采用常規(guī)方法便能解決施工中遇到的問題，但特殊情況下，常規(guī)施工方法無法解決。在巖層硬度較高的特殊路段且附近有河流、鐵路、隧道、橋梁等構(gòu)造物的樁基施工過程中，采用人工或炸藥破除的效率低且對周邊的擾動大，在既要確保安全又不影響既有構(gòu)筑物正常使用的要求下進(jìn)行樁基施工時，難度極大。我司在進(jìn)行張社大道K0+410-K0+670段擋墻人工挖孔方樁施工時就遭遇了上述情況，經(jīng)篩選多種方法后，最終選擇了采用水磨鉆施工技術(shù)解決上述難題，取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：水磨鉆? 人工挖孔? 方樁施工

1? 技術(shù)特點(diǎn)

本技術(shù)是巖層硬度較高地段施工作業(yè)領(lǐng)域中一種有別于常規(guī)樁基開挖的方式方法，專門解決在特殊情況下無法使用傳統(tǒng)爆破方法以及施工機(jī)械受地形影響沒有操作面的技術(shù)難題。

（1）本技術(shù)解決了特定條件下傳統(tǒng)爆破方法無法正常施工的問題，保證了施工安全。

（2）本技術(shù)相對于傳統(tǒng)爆破，工藝操作簡單、施工效率更高，有創(chuàng)新。

（3）本技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比，開挖過程中對周圍巖層擾動小，設(shè)備使用方便、成孔規(guī)則，風(fēng)險較小，對周圍環(huán)境影響不大。

2? 適用范圍

該方法適用于硬度較高的巖石地段開挖，尤其是地形復(fù)雜、離構(gòu)筑物近且不具備爆破和大型機(jī)械開挖條件的樁基工程施工。

3? 工藝原理

水磨鉆探開挖法主要是利用直徑為150mm的砼取芯機(jī)按照設(shè)計圖紙樁周長取高大概600mm的圓形柱體巖芯，拓展外臨空立面，然后使剩下的部分巖芯展開分段，沿分塊線取芯拓展成內(nèi)臨空立面。在分段的巖體上鉆上小孔一排，然后用鋼橛錐入小孔內(nèi)，通過捶擊鋼橛，進(jìn)而擠壓巖體，使巖體同時受到豎直方向的拉應(yīng)力和水平方向上的剪切力作用，當(dāng)擠壓應(yīng)力超過極限抗拉應(yīng)力和極限抗剪應(yīng)力之和時，巖體沿豎直面被拉開并從底邊形成剪切破裂。按照分層分塊取巖芯、分裂、獲得巖塊的循環(huán)工序操作，最后得到成孔的目標(biāo)。

該方法利用巖體的抗剪切破壞強(qiáng)度較低的特性，通過鑿出臨空面，對巖體進(jìn)行剪切破壞，從而實現(xiàn)樁基開挖，施工過程高效、安全，對周圍環(huán)境干擾小。

4? 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

施工工藝流程主要為：人工開挖至基巖→施工準(zhǔn)備→樁位放樣→布置取芯點(diǎn)→鉆取柱狀巖芯→分裂中部巖芯并出渣→修正成孔→樁基驗收。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工方法

當(dāng)樁基施工至強(qiáng)-中風(fēng)化巖體時，采取水磨鉆施工法施工。

首先在孔樁臺座上布設(shè)鋼管平臺，平臺上安置輪滑，與電動葫蘆構(gòu)成升降體系。然后，樁孔作業(yè)的石方等棄渣裝入吊桶，用電動葫蘆提升至地表，用人力推車運(yùn)到附近存渣場，最后一同匯集外運(yùn)至堆料場。支架頂采取彩條布設(shè)置擋水棚，阻止雨水流入孔內(nèi)，確保雨天時民工可以持續(xù)作業(yè)。

水磨鉆探作業(yè)法是采取水磨鉆探、電鎬破壞，分節(jié)分段作業(yè)，每段作業(yè)尺度為0.6m。作業(yè)過程中，當(dāng)樁孔內(nèi)積液較高、干擾到鉆孔作業(yè)時，用抽水機(jī)將孔內(nèi)積液排出，并采取換氣方法，確?？變?nèi)施工工人的安全，樁孔內(nèi)換氣采取鼓風(fēng)機(jī)由孔底將孔內(nèi)氣體往上吹，與地表氣體相互對流。此外，當(dāng)施工的巖體不牢固時，布設(shè)砼護(hù)壁防護(hù)，護(hù)壁鋼材布設(shè)、除按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計厚度外，還必須估計水磨鉆施工形成富余的空間以加厚護(hù)壁來調(diào)節(jié)，以確保有足夠的設(shè)計樁徑。主要施工順序具體如下。

⑴鉆取四周巖石：沿樁基孔壁布設(shè)58個取芯點(diǎn)（以250cm×180cm樁計算），取芯的直徑為15cm，鎖口內(nèi)壁與取芯圓保持相切，鉆取外周的58個巖芯，鉆出的巖芯高度約60cm，將巖芯外周鉆完后，形成環(huán)形臨空面。

⑵鉆取中間巖體： 沿樁內(nèi)側(cè)開挖巖芯，按五個等分將樁芯等分，以便于巖體分裂。

⑶手電鉆打孔：在樁芯上鉆眼同時使用手電鉆。

⑷分裂中部巖芯：在沿樁芯豎向鉆出的孔內(nèi)插入鋼楔，用大錘打擊鋼楔使巖體取得水平方向的沖力，在沖力下巖體沿豎直方向被拉裂，水平剪切分裂會在底邊產(chǎn)生。按照先后順序破除巖體，保證該樁芯全部被破碎。

⑸出渣：采用人工裝渣，電動葫蘆出渣，一道單循環(huán)施工后，將施工后的巖芯出渣。

⑹修正樁孔及下一循環(huán)的開挖：由于取芯后孔壁為鋸齒狀，為確保樁直徑與設(shè)計基本相同，須清除孔壁的巖體鋸齒。清除后開始下一循環(huán)的施工。

4.2.2 注意事項

（1）水磨鉆機(jī)開鉆的地方，應(yīng)采取措施固定，保證不搖動不抖動。

（2）鉆筒必須順時針方位旋轉(zhuǎn)，鉆筒旋轉(zhuǎn)不允許有抖動，如果有抖動應(yīng)修正鉆筒，查驗進(jìn)水管是不是有水。切記不允許缺水。

（3）經(jīng)常對鉆機(jī)進(jìn)行潤滑處理，使其保持輕松滑動。

（4）如操作時有不正?，F(xiàn)象，應(yīng)馬上斷電，查明原由，清除障礙后再進(jìn)行操作。

5? 材料與設(shè)備

5.1 材料

主要原料是水。

5.2 設(shè)備

主要設(shè)備是水磨鉆機(jī)和大錘。

水磨鉆機(jī)的主要作用是將巖芯沿設(shè)計樁周取出，形成臨空面，并將大塊巖石進(jìn)行分塊處理。大錘的主要作用是捶擊鋼楔擠壓巖石，使巖石受剪切破壞。

6? 質(zhì)量控制

（1）應(yīng)用本技術(shù)對應(yīng)的施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可參考以下規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》? JTG/T F50-2011

《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》? GB50204-2011

（2）施工項目部應(yīng)建立質(zhì)量保證體系，嚴(yán)格執(zhí)行ISO9001規(guī)定。

7? 安全措施

（1）本技術(shù)執(zhí)行國家、省、市、公司制定的施工現(xiàn)場及專業(yè)工種各種安全技術(shù)操作規(guī)程。

（2）應(yīng)用本技術(shù)時，須遵循當(dāng)?shù)乇O(jiān)管部門的安全管理規(guī)定。

（3）機(jī)具設(shè)備應(yīng)由專人嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作。

（4）作業(yè)過程中，每一次作業(yè)深度約0.6m，必須按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)澆搗砼護(hù)壁。

（5）采取的升降架底部平臺一定要牢固可靠，平臺基座采取鋼筋砼澆搗以保證穩(wěn)定，平臺頂面高度高出地表20cm。

（6）升降架的性能應(yīng)仔細(xì)查驗，鋼絲繩、電動葫蘆等應(yīng)保證充足的安全穩(wěn)定系數(shù)。

8? 環(huán)保措施

（1）按GB/T24001-2004環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

9? 效益分析

采用水磨鉆施工技術(shù)進(jìn)行樁基巖層開挖，開挖效率是人工開挖的3～4倍，人工挖孔的效率約為0.3m/d，水磨鉆施工的效率可達(dá)到1.2m/d，并且可在特殊路段常規(guī)爆破開挖方法受限的情況下，解決石方樁基開挖施工問題，能較好地避免對周圍建筑物的損傷，還能提高作業(yè)人員施工安全性，質(zhì)量牢靠、操作靈敏、作業(yè)過程中幾乎沒有揚(yáng)塵，具有良好的環(huán)境效益和社會效益。

以吉首市張社大道路基工程為例，該工程擋土墻人工挖孔樁施工過程中方樁緊鄰河流，且不具備大型機(jī)械施工的作業(yè)面，常規(guī)爆破石方開挖方法難以保證安全。應(yīng)用本技術(shù)開挖52根方樁，減少了傳統(tǒng)炸藥的運(yùn)輸不便、避免了繁瑣的監(jiān)管手續(xù)，保證了周圍水系的安全，降低了資源消耗，對環(huán)境保護(hù)和節(jié)約社會資源的意義較大。

10? 工程實例

本技術(shù)在吉首市張社大道路基工程K0+410-K0+670段擋土墻人工挖孔樁施工過程中取得了成功。

參考文獻(xiàn)

[1] 柴勇.人工挖孔水磨鉆在山區(qū)高速公路橋梁樁基施工中的應(yīng)用[J].橋梁與隧道工程，2014（7）：126-131，134.

[2] 劉利軍.關(guān)于樁基水磨鉆施工的應(yīng)用及探討[J].交通建設(shè)，2017（17）：136-137.