“水钻法”人工挖孔桩施工技术方案

1、南部县锦兴建筑安装工程有限公司万州金科.观澜二期工程基础人工孔桩（机械水钻）施工方案编制单位：南部县锦兴建筑安装工程有限公司编制人：田茂即编制时间： 二0一七年十月第一章 编制说明一、编制依据1、工程施工合同2、施工图纸、地质详勘及补勘报告3、水钻施工机械所涉及到的主要操作规程4、工程测量规范(GB500262007)5、建筑施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2012）6、建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）7、建筑工程质量验收统一标准（GB50300-2013）8、扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）二、编制范围 1、D27、D32、D34D37基础坑槽及

2、桩基开挖 2、中风化泥岩机械成孔、孔内取芯 3、孔内供水及排水4、孔内供风方式5、施工作业人员孔内上下方式6、施工安全围拦及提升架搭设7、孔内石方破碎及运输第二章 工程概述一、工程概况1、设计概况金科.观澜二期二标段工程位于重庆市万州区石峰村片区，由重庆市金科骏凯房房地产开发有限公司投资新建；重庆卓创国际工程设计有限公司设计；重庆市永安工程建设监理有限公司监理；属群体建筑工程，抗震设防烈度6度，总建筑面积117186.19m2。其中，地下车库（三层）建筑面积46433.85m2、住宅面积70752.15m2。主要包括：G-15、G-8、S-4B、B-3、D27、D32、D34D37以及对应部分

3、车库。G-15、G-8属一类高层建筑，地基基础设计等级甲级，洋房部分为乙级；G-15#楼地上30层，最大高度93.0m，标准层层高2.9m；-8#楼地下3层、地上26层，最大高度81.4m，层高2.9m；S-4B（商业二层），层高；B-3（一层）建筑面积7.3m2；D-27（洋房）建筑面积3909.18m，地上8层、地下1层；D-32（洋房）建筑面积3909.18m，地上8层、地下2层；D-34（洋房）建筑面积6594.4m，地上8层、地下2层；D-35（洋房）建筑面积6593.63m，地上8层、地下2层；D-36（洋房）建筑面积3909.18m，地上8层、地下1层；D-37（洋房）建筑面积3

4、909.18m，地上8层、地下1层； 2、基础型式基础持力层为中风化砂质泥岩，其天然单轴抗压强度标准值为7.22MPa， G-15（+ S-4B）、G-8楼采用旋挖机械成孔灌注桩，基地基础设计等级为甲级，B-3采用条形基础，D27、D32、D34D37基础采用人工挖孔端层扩大直径灌注桩基础，基础设计等级为乙级，桩身埋深不小6m，设计嵌岩深度2a（a表示扩底宽度），最小嵌岩深度500mm； 孔桩截面形式分为圆桩和椭圆桩，圆桩直径(d)分别为：800 mm、900 mm;椭圆桩直段(s)长度分别为400mm、600mm、800mm；扩大头(a)分别为：100mm、150mm、200mm、250mm

5、、300mm 。二、桩身成孔施工方案选择 1、根据场地地质情况及地勘资料反映，整体位于崩坡积体之上。拟建工程上层主要为粉质粘土，以及夹砂岩、泥岩块石，块径226cm含量约占40%80%，最大深度18.7m，最小深度4.1m，场地内存在第四系松散孔隙水，但整体水量相对较小；中层为强风化泥岩或砂岩，层厚约80420cm不等；下层为中风化泥岩（持力层），相对隔水层裂隙发育成度较低，水量相对较贫乏；上层及中层采用风镐掘进能够成孔。根据设计要求，进入持力层嵌岩及扩孔段既要满足刚性角要求，又要满足嵌岩深度。如果采用传统方式石工钢钻子凿打施工难度较大，而且成本也不允许，采用爆破方案会造成地质结构破坏。目前对

6、于较硬岩（中风化泥岩）、坚硬泥岩、花岗岩、玄武岩、石灰岩等采用“水钻法”施工较为普遍。所谓“水钻法“，就是采用机械水磨潜孔钻沿孔桩及坑槽周边钻孔，使桩孔周边形成空心槽，然后取出芯柱，再采用钢楔、大锤将中部岩石破碎取出，达到成孔的目的。然后用卷扬机或电动葫芦将碎块提运至坑槽及孔桩外。在操作过程中必须保证钻头处于冷却水中，并保持冷却水流有一定压力对钻头直接进行冲洗，使之不淤钻、卡钻，因此该工艺俗称“水钻法”。 2、根据合同清单项目特征结合地勘资料，对于中风化泥岩或砂岩、基础坑槽及桩基均采用机械水钻施工作业。第三章 施工总体部署一、项目管理目标 我公司多年来的施工经验，科学组织每道工序的施工，采用先

7、进的工艺，确保实现如下目标：1.工程质量目标：合格2.安全、文明施工目标（1）安全管理目标：零伤亡，轻伤频率控制在2.（2）文明施工管理目标：严格按重庆市及金科文明施工要求施工二、施工准备 施工准备，提高施工的计划性、预见性和科学性，是保证工程质量、加快工程进度、降低工程成本、保障顺利施工的重要环节。主要包括：施工场地准备、施工技术准备及各种资源准备（即，施工管理人员、作业人员（机械操作人员、一般作业人员以及物资准备等）。1、场地准备（1）施工场地的布置；（2）现场的水管已经从甲方指定点接入施工区域。 （3）电源：施工现场的照明用电和动力用电已布设，并加装安全保护装置.2.施工技术准备（1）专

8、项施工已报监理工程师审核并已下发开工令（2）已完成孔桩定位放线并标定（3）定位放线成果已通过监理工程师复核（4）施工作业人员已进行施工及安全技术交底（5）相关基础桩身材料已进场并抽样检验合格（6）已完成孔桩成孔工艺样板点评（7）孔口砖砌挡水坎已完成（8）上层土方开挖已完成并经过监理、业主收方认可3.劳动力准备（1） 从公司信用合同库中选择合格的施工作业班组，至少能满足三栋楼同时施工的人员配备。（2）作业人员必须是熟练的机械操作人员、普通作业员以及技术管理人员4.施工机械准备本项目主要的施工机械有电动潜孔水钻机、扩孔钻机、电动葫芦、抽水泵、空压机、凿岩机以及辅助材料等，开工前由机械管理人员对所有

9、进场设备进行检验和保养，确保正常工作。主要机械及设备见下表：主要施工机械及设备表序号名称规格单位数 量 功 率(KW)备注1三级配电箱JAN-K4-160A个550以内塔吊专用2三级配电箱JAN-K3-100A个625以内空压机专用3三级配电箱JAN-K1-40A个2010以内电动葫芦专用4三级配电箱JAN-K9-40A个1010以内照明专用5电动葫芦MD13-6D台203.5垂直运输6空压机KS240台1018凿岩机、风镐专用7 钻筒D160600套50含合金钻头8电动水钻DL160台205成孔9铁桶直径400只40用于孔内出渣10风镐B47/50把20含风钎11凿岩机Y26把20桩芯破碎1

10、2鼓风机CZR-LY60台200.25孔内送风13高压风管直径3.0米500风镐及凿岩机送风14检测仪ADKS-4台2孔内气体检测15对讲机BF-5118对10孔内外通讯16摇铃TP-YLT90140个20孔内外联系17高扬程深水泵QS304台200.75孔内抽水18发电机TDC66S台160应急发电19安全带HJ-0B-2根402米以上高空作业20防爆灯TL220-12-05A只200.212V孔内照明20低压变压器12V台20孔内照明20钢管48.33.6米5000长度按需要配置21扣件可锻铸钢个5000直扣、转扣、直扣22可调顶托SUH-600-A根500钻机固定23彩钢瓦厚0.476m

11、mm2200孔口盖顶24塔吊50m座535吊运材料第三章 主要项目施工方法 一、工艺流程场地平整桩位放样砖砌桩顶井圈轴线及高程标定并报验复核第一节桩身开挖第一节护壁浇筑（含钢筋制安）、护壁模板拆除提升架搭设（含电动葫芦或卷扬机安装）下一循环同第一节至土方结束水钻施工钻机架设试钻、钻芯、取芯风枪凿打、凿岩机破碎、出渣、清底下一循环同上至扩底（含垂直度校核）调整钻机角度扩底自检合格后报验成孔验收 二、主要施工方法1、电动葫芦及架体搭设 （1）架体搭设：采用48.33.6钢管及扣件搭设，架体高度1.8m，长度及宽度根据桩型需要搭设。纵横向扫地杆离地200mm，挡渣板200mm高沿四周设置。设两道水平

12、杆，步距800mm，出渣口不设水平杆，剪刀撑沿三面设置。钢管双横梁下部采用双扣件搭设。上铺设轻质彩钢瓦。（2）电动葫芦安装：电动葫芦安装在孔中1/3部位，固定于钢管横梁中部。钢管两端手八字型支撑。搭设大样见下图：2、钻机架设 采用短钢管、可调顶托将钻机支架固定在孔桩侧壁上，并牢固可靠，钢管及可调顶托端头伸进护壁不少于50mm，高度应满足可操作性。下一循环作业应重新加固。架设钻机时芯筒外沿应大于设计桩径外沿约50mm（详见孔位平面布置图），筒身与桩身最大倾斜度5，并保证下一循环钻筒能够置于设计桩身边缘外50mm方可满足设计桩径要求。钻机架设详见下图： 3、钻孔 （1）钻机芯筒的斜率必须保证。此措

13、施将使桩孔截面呈锯齿形，从而增加少量开挖掘进量和桩体混凝土浇注量，但是可以保证成孔截面尺寸。钻孔直径150mm，每次钻进500mm，钻完后取出芯样，使桩孔圆周形成空心槽，每一孔位需要时间约为2030min。 （2）桩身垂直度每2循环进行一次校核，确保成孔后桩身垂直度满足规范要求。（3）水钻操作过程中必须保持循序渐进，不要急于求成，保证钻头处于冷却水中，并有一定压力对钻头直接进行冲洗，保持不淤钻、卡钻的状态下正常稳定地工作，每台钻机必须配置一台750W潜水泵供水。（4）桩身钻进深度控制：设计桩身不小于3m，设计嵌岩深度500mm，桩与桩之间应满足设计刚性角45要求，如不能满足刚性角要求应需要加深

14、掘进深度来满足刚性角要求。（5） 扩孔：桩身钻进深度满足设计要求后，通知监理工程师现场确认并见证岩芯抽样，并送经报审合格的检测机构检验，符合设计要求后方可进入扩孔作业。设计扩孔宽度（a）100300mm、扩孔深度2a（a表示扩底宽度），桩端最小嵌岩深度500mm。为满足扩孔宽度以及作业人员的可操作性，保证作业人员在安全作业的前提下。钻机架设与桩身最大倾斜夹角为11（钻机架设大样详见下图），经计算需要加深扩孔深度方可满足设计要。扩孔深度明细表孔桩编号截面形式d(mm)a(mm)s(mm)扩孔或嵌岩深度（mm）备注ZH01圆桩900500ZH02圆桩900100500ZH03圆桩900150500

15、ZH04圆桩900200500ZH05椭圆桩800100400500ZH06椭圆桩800150400500ZH07椭圆桩800200400500ZH08椭圆桩800250400500ZH09椭圆桩800100800500ZH010椭圆桩800200800500ZH11椭圆桩800300400600ZH12椭圆桩800100600500ZH13椭圆桩8001506005003、 水钻成孔存在的超深情况（1） 基岩地形呈高低坡走向原因，相邻桩高差较大，为满足设计刚性角要求，需要加深较高部位桩身嵌岩满足设计要求；（2） 由于地质情况桩位基岩存在破裂面，为设计要求需要超过破裂面基岩后进入嵌岩；（3）

16、由于基岩取芯试验不满足设计承载力要求，需要加深成孔深度至满足设计承载力；（4） 为满足钻机架设角度可操作性要求，需要对扩孔深度加深。4、取芯（1）每一钻进深度控制在500m以内，取芯前将钢楔插入芯筒间隙，用大锺敲击钢楔。使之芯筒底部碎断分离，然后用14#铅做成比芯筒稍大的套箍，再将套箍套入芯筒用力向上提起，将全部芯筒拔出。（2）芯筒拔出后完成后在桩孔中部用凿岩机钻孔，尽量采用一字形排列钻孔，钻至一定深度后将钢楔插入孔中，用大锤将基岩破碎成小块。采用电动葫芦及铁桶将石渣提运至指定地点。（3）石渣装运时不能冒装，起吊时孔内操作人员必须站立紧靠桩壁。5、泥浆及污水排放经施工现场实际测算，利用水钻掘进

17、时每延米孔桩（按桩经1.5m测算）大约需要24立方米自来水，保证孔内积水保持至最小量而不致影响掘进工作。其用量与孔截面换算直径的平方值成正比关系，产生的泥浆和污水是自来水使用量的1.3倍，故此钻进期间必须保证水供应及污水抽排至泥浆沉淀池。第四章 质量保证措施1、施工前应结合地勘资料 ，查明地层岩性、地质构造、基岩风化层厚度、破碎程度、软弱夹层情况和地下水的状态，对施工中常遇到的问题应采取相应的解决办法，并针对可能出现的问题执行可行的应急处理措施。2、遇到裂隙发育、渗水量大的地层，要首先定出防渗措施，然后再进行具体操作。若裂隙轻微、渗水量小的地层，应在已成形的孔壁上，以充填、渗透和挤密的形式把灌

18、浆材料充填倒孔隙中，压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土或速凝砂浆等；若裂隙发育以及渗水量较大的孔桩，应先扩孔后立钢模板，再浇筑水下混凝土。当相邻桩孔在浇灌混凝土时，原则上要停止掘进，确保施工质量和施工安全。3、为了保证孔位位置准确，每下挖500mm进行桩孔周壁的清理，校核桩孔的直径和垂直度，及时纠正。质量检验标准序号项目内容允许偏差备注1桩孔位中心线50mm2桩孔径50mm指有护壁砼3桩的垂直度1/2004护壁砼厚度30mm5孔底虚土不允许6有效桩长-0，+100第五章 安全文明施工措施1、环境因素控制措施（1）运料车辆应有人清扫，工地出口应设冲洗池，防止车辆带泥土污染道路，运输细颗粒

19、散体材料的车辆应覆盖，防止遗撒。（2）采用低噪音设备或工具，合理安排作业时间等防噪声措施。（3）清洗施工机械、设备及工具的废水、废油等不得直接排放，应集中处理。以防污染水质和土壤。2、危险源控制措施（1）开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况。操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免塌孔。挖出的土方应及时运离孔口，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的安全造成影响。（2）桩口上设围护栏。孔内应设置应急软爬梯供人员上下井，使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁缘上下，电动葫芦宜用按钮式开关，使用前应检验其安全起吊能力。（3）当桩孔内有人作业时孔口必须有人监护，无关人员不得靠近桩孔口边。吊运渣土时，桩内作业员应站立，并避开吊桶垂直下方，防止土块、杂物坠落伤人。（4）每日开工前应检测井下有无有毒、有害气体，并应有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度超过5m时，应采用送风的设备排除有害气体，深度超过10m时应不断向桩内送风，保证空气对流，风量不得少于25L/s。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。（5）施工现场的一切电源、电路的安装和拆除应由持证电工操作；电器应严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电应分闸，不得一闸多用。孔上电缆应架空2.5m以上，不得拖地和