人工挖孔桩水磨钻施工方案分析

遵义经济适用住房“帝豪三区 鼎诚家园”项目

二期

4、5、6#

楼

水

磨

钻

施

工

方

案

编制： 职务（称）

审核： 职务（称）

编制单位：贵州鑫前（集团）建设工程有限公司

编制日期：二O 一六年三月

水磨钻施工方案审批表

目 录

一、编制依据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

二、适用范围„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

三、工程概况说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

四、水钻法人工挖孔施工原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

五、水磨钻介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

六、水磨砖施工部位„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

七、施工现场准备工作„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

八、主要施工工艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

九、安全控制措施„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

水磨钻孔桩专项施工方案

一、编制依据

本施工方案作为指导施工的依据，编制时对目标工期、工程质量、项目管理机构设置、劳动力组织、施工进度计划控制、机械设备及材料配备、主要分部分项工程施工方法、安全保证措施、文明施工及环境保护措施等诸多因素尽可能充分考虑，突出科学性及可行性。本施工组织设计依据以下几项编制：

一、遵义经济适用住房“帝豪三区 鼎诚家园”项目二期4、5、6#楼主体工程施工图纸。

二、国家、省、市相关规定，现行建筑工程施工及验收规范。

三、本工程工程特点、施工条件、现场情况。

二、适用范围

本施工组织设计适用以下范围：遵义经济适用住房“帝豪三区 鼎诚家园”项目二期4、5、6#楼施工图纸内岩层结构为中风化白云岩的人工挖孔桩基础工程。

三、工程情况说明

1、本工程地处村民居住区，为保证附近村民房屋的质量和人身安全，故不能采用爆破作业。

2、现场地质条件变化大，部分挖孔桩从开始开挖，岩质为硬质中风化岩，以及部分挖孔桩土层开挖完成后又一层硬质页岩，采用人工挖孔桩无法进行施工。

3、由于场地的限制，机械成孔的机械无法运输到达施工现场。

四、水钻法人工挖孔施工原理

岩石有三大特征：一是抗压能力强，而抗拉和抗剪切能力很低；二是岩石在大于其极限抗力能力的作用下会发生拉裂破坏；三是岩石在大于其极限抗剪切力的作用下会发生剪切破坏。水钻法施工挖孔桩充分的利用了岩石的这三大力学特性。

水钻法主要是采用直径为150mm 的混凝土取芯机沿桩基础设计圆周取出高约为500mm 的圆柱体岩芯，形成一圆外周临空面，然后对剩余的桩基岩芯部分进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。在分块的岩石上钻一排小孔，然后在小孔内锥入钢楔子，捶击钢楔挤压岩石，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和时，岩石沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切破裂，取出分裂的岩块。依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。

五、水磨钻介绍 水磨钻主要有水磨钻机、水磨钻筒和专用水泵三部分组成。一般一个水磨钻机配备3-5水磨钻筒，一个水磨钻筒上有7个刀头。水磨钻筒外径为16公分，内径为14公分，壁厚度为1公分，高度为62公分，一个循环可钻60公分。专用水泵外径为12公分，高度为40公分。一台水磨钻全套设备约为6000元。非常适用于桩基孔底入岩施工。

六、水磨砖施工部位

现场地质条件变化大，部分挖孔桩从开始开挖，岩质为硬质中风化岩，以及部分挖孔桩土层开挖完成后又一层硬质页岩，采用人工挖孔桩无法进行施工的部位均采用水磨砖施工。

七、施工现场准备工作 1. 场地完成三通一平。各项临时设施、动力、照明、通风、安全设施、施工机具、进场人员要满足施工要求。

2. 根据设计图纸进行纵横轴线放样，及复测工作。 3. 用十字线将中心桩点引出护筒外80cm ，用水泥砂浆固定，并做好保护工作。桩孔周边，用白灰撒线型。

4. 所用的原材料，根据设计要求和规范规定进行检测。严格按试验室确定的配合比施工。

八、主要施工工艺

1. 主要施工工艺如图所示。

2. 施工人员组合：6人一组使用两台水钻同时施工2个孔，其中井下作业每孔2人，地面负责出渣2人。

3. 施工顺序

⑴钻取四周岩石：沿桩基孔壁布置70个取芯点，取芯直径为150mm ，取芯圆与锁口内壁相切，取芯圆之间的距离为130mm 。依次钻取外周的70个岩芯，取出的岩芯高约500mm ，将外周岩芯取完后桩芯体岩外围便形成一个环形临空面。

⑵钻取中间岩石： 沿桩半径钻取岩芯，将桩芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体的1/3，以便于岩体破裂。

⑶手电钻打孔：用手电钻在桩芯岩体上钻眼，再将桩岩石分成六等份。

⑷插入钢楔、击打钢楔分裂岩石：在沿桩基径向手电钻钻出的孔内打入钢楔，用大锤锤击钢楔使岩体获得一个水平的冲击力，在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂。依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂。 ⑸人工装渣，电动提升机出渣：一次单循环施工作用后，将水钻钻出的岩芯进行依次出渣，出渣从桩孔的一侧进行，然后插入钢楔，击打钢楔分裂岩石后再进行一次出渣。

⑹桩孔修正及下一循环的施工：由于水钻钻芯后桩基孔壁成锯齿状，为保证有效桩径与设计桩径一致，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。通过锁口护桩在桩孔内标出设计桩中心，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏，同时标出下一个循环外周水钻钻孔取芯位置，进入下一循环的挖孔桩施工。

4. 成孔检查与验收：检查内容包括：孔底沉渣是否清理干净，孔径、孔深、倾斜度。先检查孔口的孔径，然后使用垂线、钢尺检查倾斜度及孔深，要求孔径和孔深部小于设计值，倾斜小于0.5%。

5. 施工注意事项：

⑴施工中，顶部粘土或者其他松散土层采用常规工艺由人工开挖，每次进尺以不大于1m 为宜，并需及时浇筑15cm 厚的C30混凝土护壁。

⑵由于采用提升架，提升架的基座要求牢固稳定，孔口周边的挖孔平台需采用钢筋混凝土浇筑，以确保安全，锁口混凝土浇筑最终定面标高必须高出地面30cm 。 ⑶要做好提升架性能检查，钢丝绳、挂钩、电动卷扬机、支架等均要考虑足够的安全系数。

九、安全控制措施

根据易发的安全问题，我们分别制定相应的安全技术措施，确保人工挖孔桩施工的安全。

一）、 施工准备阶段

在施工前要做好以下准备工作：

1、 组织安全管理人员和现场作业人员学习有关安全的法律、法规，提高安全责任意识，加大隐患排查力度。

2、 组织施工技术人员熟悉设计图纸和地质资料，研究制定有针对性的施工方案，明确责任人，并对作业人员进行安全技术交底，让作业人员熟悉施工工艺及相关技术要求。

3、对作业人员进行岗前培训，组织学习，特种作业人员必须持证上岗。

4、机具设备由专人检查，保证其完好率，并制定保养制度。

5、劳动保护用品在开工前按要求发放到作业人员手中。

6、每个现场设专职安全检查员，在施工前和施工中经常巡视检查发现问题及时处理，待消除隐患后再行作业，对违章作业及时制止。

7、现场设立安全警示牌，严禁非施工人员进入现场。

8、现场设立危险源告知牌、操作规程牌。

9、现场作业区域拉好彩旗绳，并有安全监管人员跟班在岗，以防无关人员、动物进入现场。

10、地面设置排水沟，以防地表水流入孔桩内。

11、在孔口安装支架, 土、石用吊桶提升。

12、设置安全井盖，休班、完工时及时盖好。

13、制定人工挖孔专项检查表，每日作好记录，现场交接班、孔桩检查情况，一一记录清楚，防范于未然。

二）、施工过程阶段

1、防范人、坠落物掉入桩孔内的安全措施。

1）孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带。利用吊桶运土、石时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动设备运土、石应检验其安全起吊能力后方可投入运行。

2）在开工前应该检查起重工具的各个部位是否完好，防止施工过程中吊索断裂导致的物体打击。每天上班前、下班后均应有专人严格检查并且每天加足润滑油，保证开关灵活、准确；铁链无损，有保险扣且不打死结；钢丝绳无断丝。支架应稳定牢固，使用前必须检验其安全起吊能力。

3）在进行人工挖孔桩施工时，首先应做好孔口围护措施。井孔周边必须设置安全防护围栏，围栏须牢固可靠；孔口做好第一节砼护壁，应高出原地面30cm ，主要起保护井口和防止物体滑落井内伤人，

4）正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的井盖，非工作人员禁止入内。孔内作业时，孔口上面必须有人监护，并要随时与孔内人员保持联系，不得擅自离开工作岗位。

5）施工时，挖出的渣、土方应及时运离孔口，暂时不能运走的，应堆放在孔口四周1m 范围以外处，且堆土高度不得超过1m 。严禁将挖出的渣土在孔边堆高，造成严重的安全隐患。孔深挖至超过10米深时，在孔内装设半圆防护板，用吊桶出渣时，孔内作业人员应避于防护板下，防止渣土坠落伤人。并随着孔深增加而逐渐下移。

6）为了防止作业人员在上下时坠落，不得用人工拉绳子运送人员、乘坐吊桶或脚踩孔壁凸坑上下桩孔，而必须另配钢丝绳及滑轮且有断绳保护装置、使用专用吊笼或使用安全爬梯上下，孔内必须设置应急软爬梯或设置尼龙绳，并随挖孔深度增加延长至工作面，供人员应急使用。

2、孔内有害气体含量超标造成事故的预防措施

1）当孔桩进行到10米深以下时，地下特殊地层中往往含有CO 、SO 2、H 2S 等有毒

有害气体，入孔前进行测试，（在笼子内装入小动物下放至孔底约10分钟，若小动物无异常情况，方可下井作业）挖孔时作业人员有呼吸不适时，应立即采取通风或换班作业等措施，防止发生意外事故。

2）在施工过程中，每孔作业井至少保证3人为一作业组，井下1•人，井上提运土、石2～3人，每组不超过两口井；未经同意，作业组不得随意变换组员。井下作业人员以持续作业时间2h 为宜，每隔2h 出孔休息并用鼓风机或风镐向孔内送风5min 。孔内作业时间最长不得超过3h 。应勤换井下作业人员，轮换下井作业。

3）当人工挖孔桩深度超过8m 时，须配备专门的向孔内送风的设备（鼓风机），风量不宜少于25L/s；孔底凿岩时应加大送风量。

3、 防触电措施

1）桩孔施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，孔内施工机具设备（除水磨钻外）不建议选择电动设备，抽水时尽量用深水泵代替潜水泵抽水，孔内破碎大块岩石用风镐。

2）各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电线、电缆必须架空2.0m 以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。

3）孔内照明应采用安全矿灯或12V 以下的安全灯。孔内操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。

4、塌孔的预防措施

塌孔是人工挖孔桩施工中对作业人员的生命安全最大威胁之一，其产生的原因及应对措施如下。

1)孔桩内积水、孔桩间互相渗水，都有可能导致塌方，在作业面，要设置积水杭，利用以挖好的1～2个深孔桩积水，并用高扬程水泵及时的、不定时的抽水。

2)孔的检测、机械振动、车辆通行对护壁的影响

由于施工场地的限制，施工道路往往距离边桩很近，车辆的通行产生的振动对护壁的安全也会造成不利的影响。当孔内有作业人员时，3m 以内不得有机动车辆行驶或停放。在下孔施工前、施工中设专人观察护壁有无裂缝，如有裂缝，则应报告，待查明情况，采取安全防护措施，确保安全后下方可继续施工。

5、防止孔壁涌水措施

当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，都有可能对正在进行的孔内出现涌水，对作业人员安全构成威胁，因此应暂停施工，人员不得下孔，并随时加强对孔壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。孔内必须设置应急软爬梯，吊笼等安全可靠的设施并配有防坠落装置，一旦出现危险，孔内作业人员能迅速撤离。上、下孔洞必须有可靠的联络设备和明确的联络信号。

6、孔内严禁抽烟、用火，此区域严禁爆破施工；

7、其它安全措施

1）人工挖孔桩开挖程序，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透。

2）施工时发现文物、古化石、爆炸物、电缆等应暂停施工，保护好现场，并及时报告有关部门，按规定处理后，方可继续施工。

3）人工挖孔桩作业安全措施施工人员基本上都了解，但是容易产生麻痹心理而

不能按制度执行，嫌麻烦，盲目自信，造成某些意外事故。所以要加强安全思想意识，经常进行安全技术教育，提高自我保护意识和能力。

4）人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，必须在现场启动应急预案，按规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。