水磨钻成孔施工工艺探析

2017年第23期（8月中）

水磨钻成孔施工工艺探析

郭兴能

（中交第四航务工程局有限公司总承包分公司，广东广州510290）

摘要：在公路、铁路工程施工中，水磨钻被广泛应用于桥梁钻孔灌注桩、挡土抗滑桩、铁路隧道施工加固及市政管道非开

挖工程等领域。鉴于此，以道真—高速公路TJ25标段席子河大桥桩基础为例，分析了水磨钻钻孔原理与具体工艺，并总结了施工中应注意的事项，结果表明，通过采用水磨钻成孔施工工艺，该桥梁桩基础工程顺利完成，确保了既有发电站引水渠安全。

关键词：桩基础；水磨钻；成孔检查中图分类号：U445.551

文献标识码：B

0引言

目前随着我国交通网络的逐渐完善，公路、铁路新建项目难免与既有线路相距较近或是存在交叉现象，在此情况下水磨钻成孔施工工艺的应用具有显著优势，其设备简单、操作方便、占用场地较小、质量可靠，与人工挖孔、冲击钻成孔等工艺相比，对周边的振动影响较小。基于此，加强水磨钻成孔施工工艺的研究分析对于我国交通建设事业的发展具有重要意义。

2水磨钻施工原理

水磨钻又称水钻，具有以下优点：①设备简单、移动方便、易操作；②成孔规则，对于地形要求低；③无需爆破，干扰小，安全性高。水磨钻采用取芯机（直径150mm）进行钻孔施工，沿桩基外围取50～60cm圆柱状岩芯，令桩基芯体外圆周形成临空面。将临空面内部岩芯分块，在各块岩芯上钻一（多）排小孔，并在孔内打入钢楔子，通过铅锤面拉力、水平面剪切力捶击钢楔，对岩石进行挤压，当挤压力超过限值后，即可令岩块。通过上述步骤，最终成孔。

1工程背景

道真—高速公路TJ25标位于县境内，席子河大桥为该项目控制性工程，主桥为跨径115m连续现浇梁，基础选用的是灌注桩，直径2.5m、桩长36m，每墩4桩，中风化灰岩作持力层。

桥址区属于构造剥蚀低山—低中山地貌区，河谷地形，建桥梁跨越山间河谷，相对高差120m，地形切割较剧烈。道真岸山体斜坡上建设有一条人工渠，该渠为下游席子河发电站引水渠，流向自东向西，傍山而建，宽2～3m，深度＞2m，下切山体斜坡，与桥轴线相交，桩基础位于引水渠下方，施工时务必保护发电站引水渠，确保引水渠安全。如图1所示为桩基础地理位置。

3水磨钻钻孔施工技术

3.1施工准备人员就位。

（2）导线点、水准点复测加密须符合施工规范要求并经监理工程师签字认可，并依据施工设计图纸进行纵横轴线放样。

（3）根据施工设计图定出桩位，固定延长护桩，各方向布置2根以上；同时，桩孔周边用白灰撒线形。

（4）检测护壁混凝土原材料，确认合格后方可进场使用，配合比必须由监理工程师签字认可。3.2施工步骤

桩基施工前，确保场地平整，以保证施工设备放置安（1）三通一平，相关机械设备、设施准备到位，施工

全；进行孔口防护施工；安装提升设备；以“水磨钻+风镐+人工清孔”施工方法进行钻孔作业；对桩基底部地质取样试验，确定孔深；孔底清理。3.3工艺流程

水磨钻成孔施工流程如下：①测量放线、定桩位；②

孔口防护施工；③安装施工机械设备，如：运输架、卷扬机等；④第一节桩孔开挖、护壁施工、桩位中心检查；⑤

图1桩基础地理位置

第二节桩孔开挖、第一节护壁模板拆除、第二节护壁施

收稿日期：2017-06-27作者简介：郭兴能（1984—），男（苗族），贵州长顺人，从事道路桥梁施工管理工作。

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交通世界TRANSPOWORLD工、桩位中心检查；⑥循环作业至设计桩基底部；⑦底部地质取样试验，确定实际孔深；⑧孔底清理。3.4（开挖方法

1）钻取四周岩石

沿桩基孔壁设取芯点，取芯机取芯距离、长度分别为130mm、50～60cm，形成环形临空面。水磨钻成孔见图2。

测量放样

布置取芯点水钻钻取柱状岩芯中部岩石出渣桩孔修正

图2水磨钻成孔示意

（2）钻取中间岩石

将临空面内桩芯岩体分块，根据实际桩径确定分块大小（N等分），确保岩体充分破裂。

（3）手电钻钻孔

以手电钻在桩芯岩体上钻孔（一排或是多排），将其分为2N等分。

（4）岩石

在孔中打入钢楔子，捶击钢楔，以对岩石形成挤压作用，当挤压力超过限值，则岩石破裂，以此直至将桩芯岩体完全。

（5）孔渣清理、出渣

出渣时，务必从桩孔一侧进行，出渣采用卷扬机加吊桶垂直提升，将石渣提升至孔口后，用小平车运输至弃土场。一是完成一次单循环后，清理岩芯体、出渣；二是桩芯岩体后，出渣。

（6）护壁混凝土浇筑

每开挖完成一节后，须立即支立模板浇筑护壁混凝土，混凝土标号同桩体混凝土标号，人工振捣，坍落度以10cm（为宜。

7）桩孔中心线、标高检查

完成一节桩孔护壁施工后，需立即对桩孔中心线、标高进行检查。检查方法如下：以垂球对中至孔底，使用半径尺杆对孔壁垂直度进行检查，若是发现存在偏位问题，应及时纠偏，在此检查无误后方可开展下一步的施工作业。

（8）成孔检查与验收

一是钻孔至设计位置后，出渣，整平桩底，底部地质取样试验，确定桩底岩层与设计要求是否相符；二是验收桩基中心线位置、孔径、孔深以及倾斜度，确保与设计、规范要求相符后方可开展后续作业。

3.53.5.1工艺要求及注意事项（工艺要求

1）施工过程中常检查桩基中心线位置、孔径、孔深以及倾斜度，记录桩基地质。

（2）挖孔过程中误差控制：孔位误差：≯50mm，桩身倾斜度：≯1%H，孔径：≮设计孔径。

（3）桩基开挖、护壁施工作业具有连续性，严禁中断，防止出现塌孔事故。

（4）护壁与桩体混凝土同标号，成孔1m、支护1m，模板选用组合钢模。

3.5.2（注意事项

1）以《环境空气质量标准》（GB3095—2012）为参

考依据，一旦孔内空气污染超标，必须及时通风，通过检测发现CO2＞0.3%、孔深＞10m，须采取机械通风[2]。

（2）在施工中，施工人员通过施工爬梯上、下，爬梯需与护壁上的预埋角钢焊接牢固，保证施工作业安全。

（3）施工人员应佩戴好相关防护用品，如：安全帽等，若是需要可搭设掩体；同时，定期检查施工机械设备，如：提升架、钢丝绳等，保证机具完好、性能可靠、使用安全。

4结语

本文通过采用水磨钻成孔施工工艺，该桥梁桩基础工程顺利完成，确保了既有发电站引水渠安全，施工相对较为简单，风险较小，也实现了施工成本的良好控制，经济社会效益显著。综上，水磨钻成孔施工工艺具有诸多优势，设备使用方便、安全性高、成孔规则、施工干扰小，十分适用于地形复杂、离建构筑物近及不具备爆破条件的桩基工程施工，具有极大的推广应用价值。

参考文献：

[1]杨廷军.临近建筑物桥梁桩基础水磨钻施工技术[J].交通

世界，2017（Z1）：121-122.

[2]柴勇.人工挖孔水磨钻在山区高速公路桥梁桩基施工中

的应用[J].交通建设与管理，2014（14）：126-131.[3]杜世明，吴建中，康荣.水磨钻在抗滑桩施工中遇岩石

开挖中的应用——以重庆彭水县城防护工程为例[J].人民长江，2013，44（6）：77-79.

[4]王小岐.临近既有线桥梁桩基础水磨钻施工技术[J].山西

建筑，2013，39（9）：178-180.

（编辑：曹艳华）

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