浅谈水钻法在基础开挖中的应用

浅谈水钻法在基础开挖中的应用

陈柏然

中建新疆建工（集团）有限公司西南分公司四川省成都市

摘要：对工程建设而言，不同的施工环境，不同的地质构造，在保证安全、质量的前提下如何选择合适的施工工艺可以更好的做到增效降本就显得尤为重要。在重庆地区有的地区持力层上覆土层厚度较薄，建筑基础可以直接坐落在持力层上，水钻法施工就可以很好的满足类似情况的施工，既能保证施工的安全，又能保证施工的质量和进度。本文结合重庆协信?星澜汇四期项目住宅工程基础开挖为例，浅谈一下水钻法在基础施工中的应用。

关键词：水钻法施工工艺技术

1、工程概况

重庆协信?星澜汇四期项目住宅工程位于重庆市巴南区龙洲湾街道，本工程为洋房建筑层数为地上8层、地下1层。抗震设防裂度为Ⅵ度。采用现浇混凝土框架剪力墙结构，基础持力层均为中风化岩石，中等风化泥岩天然单轴抗压强度标准值frk≥8.19MPa。场地内无断层分布，岩层呈单斜产出，岩层产状基本无变化。地质构造较发育，场地稳定。

2、开挖工艺对比

机械旋挖桩：机械旋挖桩需要多承台共同受力，对周边环境影响必要大且噪音较大对周边居民影响较大，且对中风化岩和强风化岩难以辨别需要做超前钻检测，成本较高。

爆破：爆破对周边环境影响巨大，会产生巨大的噪音和震动严重影响附件居民和原有建筑物，且会对持力层产生扰动，造成地基承载力的下降。

风镐，电镐：效率极低，严重拖延施工效率，影响工期。

水钻挖孔桩：所需机械简单，操作简便，施工所用的作业面小，对原有建筑的扰动小，且效率较高。

项目部通过安全、质量、进度、经济等多方面考虑，重庆?星澜汇项目四期住宅工程二号地块1#、2#，3#楼；五号地块2#、3#、5#、7#、8#楼选择水钻基础开挖方式，其余楼栋选择水钻与旋挖桩相结合的基础开挖方式。

3、主要施工工艺

3.1工艺流程

放线→砌砖模→清渣→搭架→安装机具→水钻施工→碎石清渣→（水钻施工→碎石清渣……）→清底修边→验收→基底验槽。

3.2放线、验线

场地平整之后，根据施工图纸，测量员进行基础桩位的放线工作，用滑石粉将基础外边线撒出来，注意放线的准确性。

3.3砖胎模砌筑

由于石粉撒线容易被人为因素或环境因素改变，因此可以选择砌筑砖模的方式进行基础尺寸的固定，具体做法：场地初平之后根据滑石粉撒出的外边线，在滑石粉外边缘各预留50mm的宽（忽略水钻钻头产生的波浪纹，保证独立基础及条形基础的尺寸严格按照图纸施工）砌筑一匹砖即可，砌筑完成后在砖上抹一层砂浆，用于砖模的固定，防止人为等因素的破坏。砖胎膜采用MU10、240×115×53mm实心标准砖M7.5水泥砂浆砌筑。

3.4清渣

水钻之前应将开挖基础上的松散土质清理出去，方便水钻施工。

3.5架体搭设

清渣完成之后，进行水钻架子的搭设，架体采用扣件式脚手架搭设，为满足架体稳定性及结构性要求，立杆、横纵向水平杆搭设必须满足规范要求，斜向剪刀撑必须加设。架体立杆距离基坑边缘大于30cm为宜，距离过小，架体稳定性不能得到保证。吊绳与基坑壁应留有足够间距，保证吊桶能顺利垂直起降。架体搭设详见下图：

水钻施工架体搭设示意图

3.6机具安装

机具安装主要是水钻安装，卷扬机及配套机具安装。

水钻安装：水钻上部顶到方木上，利用水钻的上部升降装置可以调节水钻与方木的距离，使机身固定牢靠；水钻下部垫好方木，注意机身的垂直度，保证水钻的准确性，避免因为机身的偏位导致基础尺寸变化或偏位；水钻电源必须一机一闸，注意接地保护，保持电盒干燥；水钻水管接通，机停水断，禁止浪费水资源，同时避免作业面蓄水过多，造成水钻不便。

卷扬机安装及配套机具安装：卷扬机安装如图一所示，卷扬机必须固定牢靠，挂钩使用成品合格挂钩或光圆钢筋制作的临时挂钩，禁止使用螺纹钢制作的挂钩；固定滑轮的斜撑杆件连接必须牢固可靠，吊绳与基坑壁应留有足够间距，保证吊桶能顺利垂直起降。

3.7水钻施工及碎石清渣

水钻环绕基础内壁钻取一定高度的若干柱体岩芯，使基础岩芯与整体岩石分离，形成一个临空面，然后用手电钻在基础岩芯上打孔，在孔内分别插入钢楔，接着用铁锤锤击钢楔，钢楔给予基础岩芯一个水平拉力和剪切应力，当水平拉力、剪切应力大于岩石的极限抗拉和抗剪切应力时，基础岩芯就会发生拉裂和剪切破坏，与整体岩石分裂，将破碎的岩石清除出基坑，修正基础，然后按同样的工序进行下一层施工，如此循环施工，直至基础成型，达到目的标高位置。碎石清渣过程中尽量用吊桶将基坑内的碎石及石渣吊运至坑外，渣桶装渣量不得大于2/3桶，若碎石尺寸过大，禁止使用吊绳直接起吊，必须将大石块破碎成小石块用吊桶起吊。起吊过程中禁止坑内人员踩在吊桶上上下。石渣清理至基坑外一定距离，并及时将坑外堆渣运走，同时孔口四周设置不小于30cm高木板挡护，防止石块滚入基坑。

在水钻施工过程中还应注意尺寸的复核，确保不超挖不少挖，基础不偏位等现象的发生。

3.8清底修边

水钻施工到设计标高位置，碎石清渣后，会出现超挖欠挖的情况，或者坑底不平整不规则，底部渗水较多，石渣较多，基坑侧壁有突出等，必须再经过清底修边这道工序对基坑进行“加工美化”，如此才能达到验收标准。

清底修边过程可能会用到的机具主要有：风镐，小铲，吊桶，手电钻，铁锤，小型抽水机等，对于较深基础通常地下水较丰富，坑内积水往往抽不干净，考虑在基础混凝土浇筑时用水泵抽水后再浇筑。

3.9验收

基坑验收程序主要是：自检、质检员专检、报监理验收、基底验槽。

首先作业队在基坑修边完成后，应组织自检，对坑底标高、基础尺寸，基础垂直度进行检查，如若自检不合格应整改，直至合格后报项目部验收，项目部应对基坑的标高，成孔质量，基础尺寸、垂直度等进行验收，对在允许误差外的验收项目必须下整改通知单，对基坑进行整改后报监理方进行再次验收，合格后报甲方和业主，对基槽进行收方验收，直到达到验收合格标准为止，基坑验收才算完成。

专职测量员在施工中及在验收之前应对基坑坐标位置进行复核验收，合格后才能进行下面的验收工作。

结束语：

通过实践证明，通过水钻法进行基础开挖，克服了施工场地狭小的限制，避免了基础开挖对原有建筑物的影响，降低了施工产生的噪音，同时有效的保证了工期、质量、安全，降低了施工成本，对于持力层上部覆土较薄，建筑基础可以直接坐落在持力层上的建筑，是一种安全、环保、高效的施工工艺。

参考文献：

[1]水钻法在人工挖孔桩中的应用[J].邓晓迎,吕宁.四川建筑.2017(05)

[2]“水钻法”在城市人工挖孔桩施工中的应用分析[J].汪家全.中小企业管理与科技(上旬刊).2010(02)

[3]城镇居民密集区岩石桩基水钻法施工工艺[J].沈玮.公路.2013(06)