余慶

摘要：在橋梁樁基石質(zhì)基巖工程施工中，為降低施工難度、節(jié)約施工成本，采用橋梁樁基水磨鉆開挖施工方法成功解決了施工進(jìn)度慢、施工成本高等問題，文章首先闡述了橋梁樁基水磨鉆施工技術(shù)的主要特點(diǎn)，基于其工藝原理，對其施工方法進(jìn)行了具體分析，并提出了質(zhì)量控制措施，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基；水磨鉆施工；取芯點(diǎn)

橋梁樁基水磨鉆施工技術(shù)適用于地形變化較大、機(jī)械鉆孔施工條件較難形成、施工區(qū)域居民及構(gòu)造物較多、環(huán)保要求較高的橋梁樁基石方開挖工程的施工。

目前國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處在高速發(fā)展階段，通過復(fù)雜環(huán)境下的橋梁樁基施工的技術(shù)研究，積累經(jīng)驗(yàn)，向類似工程推廣應(yīng)用，提高施工效率，節(jié)約施工成本。

1.主要特點(diǎn)

（1）相比較于爆破開挖、旋挖鉆、沖擊鉆等常規(guī)施工方法，水磨鉆開挖施工具有場地適應(yīng)性高、對環(huán)境污染?。ㄎ鬯湍酀{）、噪音小等特點(diǎn)。（2）采用水磨鉆施工振動小，能有效降低因爆破開挖和機(jī)械沖擊成孔等對周邊建筑物和結(jié)構(gòu)物、樁基孔周邊圍巖的擾動及不同地質(zhì)條件下爆破開挖控制、機(jī)械成孔對樁基樁徑、傾斜度的影響，可提高樁基自身的圍巖穩(wěn)定及樁基底部及孔壁的成型質(zhì)量。（3）采用水磨鉆施工不受火工材料供應(yīng)的制約，同時(shí)降低了火工材料管理的安全風(fēng)險(xiǎn)。（4）水磨鉆施工降低了樁基石方開挖的成本、安全性好、成孔質(zhì)量高、施工效率穩(wěn)定。

2.工藝原理

樁基水磨鉆施工工藝是采取水磨鉆機(jī)沿樁基的圓周內(nèi)沿鉆取一定數(shù)量的孔，孔與孔相連，依次鉆孔后將巖芯取出，使樁基中部巖體和樁壁分離開，在樁壁上形成一圈臨空面，然后對樁基中部巖體通過電鉆鉆孔、人工錘擊等方法進(jìn)行分塊分裂，形成若干小塊巖石，利用卷揚(yáng)機(jī)將巖塊吊出孔外，再進(jìn)入下一層樁基開挖。不斷按照取芯、破裂、巖塊出渣的工序循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到樁基開挖成孔。

3.施工方法

3.1工藝流程

當(dāng)孔內(nèi)巖層為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和堅(jiān)硬致密的微風(fēng)化巖層時(shí)，采用水磨鉆施工，開挖樁孔要從上至下逐層進(jìn)行。橋梁樁基水磨鉆開挖施工工藝流程主要如下：測量放樣→孔口防護(hù)→布置取芯點(diǎn)→水鉆鉆取柱狀巖芯→分裂中部巖石→樁孔修正→出渣→成孔檢查。

3.2布置取芯點(diǎn)

根據(jù)樁基直徑，沿樁基圓周均勻布置取芯點(diǎn)，取芯半徑為70mm，取芯圓與實(shí)際開挖輪廓相內(nèi)切，取芯點(diǎn)布置見圖1。

3.3水磨鉆鉆取柱狀巖芯

（1）鉆取外周巖芯：根據(jù)布置好的取芯位置，依次鉆取外周的各個(gè)巖芯，單次取芯高度取50～60cm，將外周巖芯取完后樁體外圍便形成一個(gè)環(huán)形臨空面。（2）鉆取樁體巖芯：將樁體等分成三等份，沿樁基半徑方向鉆取巖芯，單次取芯高度同樣取50～60cm，形成沿半徑方向的垂直臨空面，以便于巖體破裂。

3.4樁基中部巖石分裂

（1）鉆孔：沿樁基半徑方向用手持式電鉆在已三等分的樁體上鉆眼，將樁體巖石進(jìn)一步分成六等份。（2）巖石分裂：在沿樁基半徑方向鉆出的孔內(nèi)打入鋼楔，人工用大錘錘擊鋼楔使樁體鉛鉆孔面被拉裂，并使底部發(fā)生水平剪切破裂，達(dá)到分裂樁體的目的。依次將其余樁體巖石分裂，使樁基巖體全部破裂。

3.5樁孔修正

（1）開孔前應(yīng)對樁孔中心點(diǎn)位進(jìn)行放樣，并在中心孔位周邊縱橫向施工不易擾動的地方埋設(shè)4個(gè)護(hù)樁，護(hù)樁要求插入地面并穩(wěn)固，通過埋設(shè)的4個(gè)護(hù)樁點(diǎn)拉線形成的中心點(diǎn)，采用吊錘與孔位中心點(diǎn)進(jìn)行校核。（2）在開孔和鉆進(jìn)過程中不斷采用測量儀器和護(hù)樁校核孔位中心點(diǎn)。樁基孔徑和垂直度，應(yīng)符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。（3）對不滿足鉆孔質(zhì)量要求的孔進(jìn)行糾偏。（4）采用樁孔鋼筋直徑加工約2m長的鋼筋籠檢孔器及時(shí)進(jìn)行檢孔。

3.6出渣與成孔檢查

（1）樁孔內(nèi)石渣采用電動卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)出孔。根據(jù)樁孔的大小，用Φ48mm×3.0mm鋼管在孔口搭設(shè)一個(gè)矩形垂直運(yùn)輸支架，扣件連接，搭設(shè)高度2～3m，運(yùn)輸支架的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性需滿足石塊調(diào)運(yùn)的需求，運(yùn)輸支架上安裝定滑輪，卷揚(yáng)機(jī)布置安裝在運(yùn)輸支架底部，并與支架座可靠連接。（2）一次單循環(huán)施工作業(yè)中，將水磨鉆鉆出的巖芯進(jìn)行依次出渣。在樁基孔口設(shè)置可水平打開的安全蓋板，待吊運(yùn)出渣時(shí)，打開安全蓋板。其余時(shí)段掩好安全蓋板，防止雜物掉下。（3）當(dāng)渣樣過大時(shí)，用風(fēng)鎬和大錘破碎后再出渣，嚴(yán)禁直接將大尺寸的巖塊直接用鋼絲繩捆綁吊運(yùn)。

（4）將樁孔挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，依次檢查樁孔直徑、孔深、平面位置、垂直度，取芯檢測基底承載力，符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求后再進(jìn)行下一道工序。

4.質(zhì)量控制措施

（1）測量檢查加密控制樁點(diǎn)，采用全站儀按設(shè)計(jì)樁位坐標(biāo)進(jìn)行放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)的樁基中心點(diǎn)確定樁孔邊線，以樁基中心點(diǎn)為圓心，樁基半徑r和護(hù)壁厚度δ之和作為半徑，確定樁孔邊線圓周。（2）為確保樁基直徑滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)消除施工中存在的誤差和孔壁局部存在的殘余巖石對樁徑造成的偏差，樁基的鉆孔孔徑應(yīng)超出設(shè)計(jì)要求的樁徑10cm。（3）孔口周邊應(yīng)設(shè)置護(hù)圈，護(hù)圈高于地面≥30cm，以攔截地面匯水，并避免地表上的石塊、雜物落入樁孔。（4）孔口周圍100cm范圍設(shè)置防護(hù)欄，防護(hù)欄可采用架管搭設(shè)，高度≥120cm，在孔口部位設(shè)置安全網(wǎng)，安全網(wǎng)預(yù)留通行口以供人員上下和渣土運(yùn)送。（5）在樁基開挖施工中，樁孔中心位置偏差≤50mm，開孔前設(shè)置高于原地面≥300mm的護(hù)圈，開孔鉆進(jìn)過程中跟蹤測量孔斜并及時(shí)校正，鉆孔傾角<0.5%，孔徑≥設(shè)計(jì)孔徑，支承樁成孔孔深超設(shè)計(jì)深度≥50mm。

（6）采用測量儀器進(jìn)行樁基孔位中心點(diǎn)及開孔高程的放樣定位，保障樁基中心點(diǎn)位的準(zhǔn)確性。

（7）樁基采用水磨鉆施工，在樁孔周邊選取不易擾動的地方埋設(shè)4個(gè)護(hù)樁，通過4個(gè)護(hù)樁拉線交叉的中心與樁基設(shè)計(jì)中心點(diǎn)位進(jìn)行校核，開孔階段需加強(qiáng)校核頻率，保障樁基成孔中心點(diǎn)位、孔徑及傾斜度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。（8）樁基采用水磨鉆施工時(shí)，要定期復(fù)核樁孔直徑及垂直度，從孔口中心處吊線錘的方法，檢查樁基中心位置偏差是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，垂直度的偏差應(yīng)≤0.5%。（9）樁基施工，按照測量量測的開孔高程及設(shè)計(jì)樁底高程控制開挖孔深，采用測繩等進(jìn)行檢測。（10）施工過程中根據(jù)樁孔的實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)勘探孔地質(zhì)情況描述進(jìn)行核對，保障樁孔基滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。（11）樁基開挖完成后，對樁孔基底松散巖土進(jìn)行清除，需滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5.結(jié)束語

綜上所述，采用水磨鉆進(jìn)行樁基開挖施工，在施工區(qū)域居民較多、環(huán)保要求較高的要求下，可有效降低機(jī)械鉆孔噪音、泥漿污染及爆破開挖對施工區(qū)域周邊建筑物、樁基孔周邊巖層的擾動，降低了因爆破開挖及機(jī)械沖擊成孔對樁基周邊的圍巖擾動及不同地質(zhì)條件下爆破開挖控制、機(jī)械成孔對樁基樁徑、傾斜度的影響，大大提高了樁基圍巖的穩(wěn)定性和樁基底部及孔壁的成型質(zhì)量。

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