水钻法施工.doc

浅谈水钻法施工工艺流程
一、水钻法施工简介
工程中对于不同地质环境,基础施工采用的方法也是不同的，对于砂质土壤,粘性土壤或风化程度较高的岩石基础，往往采用挖机或钻孔的方式进行基础开挖，而对于坚硬的岩质基础除了采用爆破，钻孔炮机等的方法外，水钻法施工也是一种比较好的施工方法。
何谓水钻法，水钻法就是利用水钻挖孔的方法，采用分层施工，在每一层施工时，先利用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。
水钻法对工作面环境要求较低，小范围作业且对周边环境影响小，只要有工作面水钻法就可以介入进行大面积施工，对于工期紧，质量要求高的工程能起到决定性作用，因此水钻法施工是一项值得推广的基础施工工艺.
二、水钻印象
水钻法施工到底是怎样的一种施工方法呢？施工现场图片如下：
条形基础水钻前砌砖模（确定基础边线及尺寸）
水钻机具支撑架搭设
墩基础水钻施工中
墩基础水钻后碎石清渣
墩基础水钻施工完成后
如上各图所示，水钻法施工的大体工艺流程就是放线→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→自检→质检员专检→报监理验收→基底验槽.
三、水钻机具
水钻施工中使用的工具主要有：
如上各图所示，水钻法施工所使用的工具及作用主要有：
水钻—沿基础内壁钻孔，使内侧岩石与基础侧壁分离,钻头尺寸150mm×500mm，钻身包括支撑立杆，电动机,进水口，电源开关，电缆线，升降装置等；
手电钻-在基础内岩石钻孔；
钢楔-手电钻钻孔过后插入钢楔；
水管-水钻、手电钻钻孔时注水；
铁锤-击打钢楔，使岩石与下层基岩分离；
撬杠—使碎石与岩体分离；
夹子—水钻过后用于夹取岩芯，包括钢楔等;
卷扬机及铁钩—将破碎岩石从基坑内运至坑外；
铁锹铁桶等—清渣外运;
除此之外，水钻施工现场还有小水泵，小铲子，小榔头，垫木，及水钻上部固定机具用的方木,钢管架等其他工具，在施工过程中也发挥着很大的作用。
四、水钻施工过程
水钻法施工的工艺流程主要是：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→自检→质检员专检→报监理验收→基底验槽。
具体施工过程如下：
1、放线
场地初平之后，根据施工图纸，专职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.
2、砌砖模
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，在基础外边缘砌筑一匹砖即可,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。
3、清渣
水钻之前应将基础桩位上的松散土质清理出去，方便水钻施工。
4、搭架
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。
图一、水钻施工架体大样
5、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。
6、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。
7、清底修边
水钻施工到目的标高位置，碎石清渣后，经常性的超挖欠挖，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，我们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，可以考虑在基础混凝土浇筑时用水泵抽水后再浇筑。
8、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。
首先劳务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，直至合格后报质检员验收，质检员应对基坑的标高，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。
五、质量保证措施
(1）开工前要认真检查施工技术准备和技术交底工作确保施工技术人员(工长）、测量人员熟悉图纸,掌握现场情况，检查测量桩及水准点的位置尺寸，检查办理验桩、验线手续要配备专职测量人员进行质量控制。
(2）及时复核基础坑位的位置尺寸及是否偏位等。
（3）操作人员必须熟练正确使用水钻机具，根据技术员交底内容, 规范施工，做到质量优，效率高，安全系数高，综合指数达标等。
（4)基础水钻完成后应对坑底进行全面清理，明确责任，确保坑底没有石渣及软弱土质。
(5）土方开挖后，及时跟进浇筑混凝土垫层,并要注意成品保护工作及基坑围护。
六、安全文明施工保证措施
(1）严格遵守各项安全生产规定，确保生产安全。
(2）施工人员进入现场必须经过三级安全教育,新工人须经安全教育并经考核合格后方可上岗.
（3）进场作业须戴好安全帽，穿好工作服、防滑鞋,正确使用好安全带。
（4）严禁打闹,严禁酒后作业,施工现场禁之吸烟。
（5）基坑临边应采取安全防护措施，悬挂安全警示牌，无人施工时采取覆盖措施.
（6）手持电动工具应装设漏电保护器，操作时带绝缘手套.
（7)吊运材料时堆放应分散,不得集中堆放。
（8）若遇大风或暴雨天气应停止作业。
（9）基础开挖时采取有效措施控制粉尘、噪声的排放,减少对周边居民的干扰。
(10)发现不安全的因素，要及时采取措施，消除隐患，确保安全生产的同时做好文明管理。
（11）建立现场临时用电检查制度，按现场临时用电管理规定对现场的各种线路和设施进行定期检查和不定期抽查,并将检查、抽查记录存档。
（12）临时配电线路必须按规范架设，架空线必须采用绝缘导线，不得采用塑胶软线，不得成束架空敷设，也不得沿地明敷暗设。
（13）施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应“一机、一箱、一闸、一漏保”,供电线路要用四芯电缆，严禁碘钨灯使用两芯线，并经常检查电线和漏电保护器是否完好、灵敏。
（14)施工现场所有设备和机具必须做好保护接零，在采用接地和接零保护方式的同时，必须设两级漏电保护装置,实行分级保护，形成完整的保护系统。漏电保护装置的选择应符合规定。
（15）临时用电做到一机、一闸、一保险,配电箱应有门锁及防水措施。
（16）非电工不得擅自接电，接电时必须请电工操作等。
七、总结
相比其他的基础施工方法，水钻施工具有哪些优越性呢？
（1）安全性,水钻施工不使用爆破施工，不会扰动岩层，很大程度上保证了施工人员的安全。
（2)加快施工进度，水钻施工单体施工面占用较小，只要合理安排水钻个数,合理组织施工就会加快进度,而且还能确保质量。
(3）保证桩基断面尺寸,确保了桩身质量和桩的承载力，为建筑物安全提供了基础保证。
（4）避免因爆破作业或其它开挖造成不必要的扩孔,降低工程造价.
目前，水钻法已在不允许爆破施工的场所中大量应用,绝大部分摩擦桩和抗滑桩采用了水钻法施工。从应用效果来看,水钻法施工效率高,在施工挖孔桩时,对孔璧四周的围岩扰动小,施工噪音较小，施工废水可循环利用.可以说，水钻法是施工安全要求和环保要求高的场地上人工挖孔桩非常适宜的一种方法。
那么，水钻工艺在大面积施工中，如何才能达到高效，高质量，低风险高产值呢？
首先，操作人员必须熟练及正确使用水钻机具，在水钻施工中，对用电用水必须满足使用规范要求，施工中注意人身安全，禁止使用不安全施工方法，严格遵守管理人员的安排，根据管理人员的组织安排合理正确施工。
其次，组织安排合理,管理人员拟定详细的进度计划,将工作面划分成若干片区,不同片区自成流水施工，即水钻，碎石清渣等工序能交叉施工，做到不窝工不窝段。同时管理人员有合理的安排，保证挖出来的块石及石渣能及时外运(至少保证基坑外围石渣堆不能过高，不能距基坑过近，且必须采取围护措施，避免落石砸伤坑内操作人员，造成事故）。
最后，测量员及质检员，安全员对现场能做好管控工作。测量员对基础轴线及尺寸及时复核，发现偏位或尺寸不正确,立即更改；质检员对水钻质量应严格把控，对基础轴线及尺寸应随时复核，对基础的成型工作做好随时把控;安全员对基坑围护，基坑内壁的护壁，操作人员坑内施工安全，卷扬机使用，用电用水安全等都必须严格把控，一经发现安全隐患，立即整改，严防事故发生。
在水钻施工过程中只要严格控制工艺流程的每一方面，事故将不会发生，效率也会提高，质量也会得到保证,经济效益也会提高.
八、拓展
水钻法施工适用于各种基础形式，包括独立基础，墩基础，条形基础，筏板基础，桩基础等,施工灵活机动性较强，对于各种岩石基础施工都会起到很好的效果。
水钻法施工亦适用于人工挖孔桩，施工过程中对于非岩石基础可采用风镐等机具进行挖孔，对于未风化或中风化岩石基础则可以采用水钻法施工,施工过程受桩孔直径大小影响较小。施工过程同上所述.
水钻法施工对于长度较长的条形基础，和尺寸及深度较大的筏板基础同样适用吗？答案当然是肯定的，其实对于这两种类型的基础，还可以采用另外一种方法进行施工,切割机施工，现场施工场景如下:
筏板基础切割机分割岩石
筏板基础岩石切割后碎石清渣
筏板基础切割机施工（俯视)
其施工过程基本同水钻施工，首先使用切割设备对基础岩石进行分割,再利用风镐、手电钻、大锤击打钢楔等将分割的岩石分块，利用卷扬机将碎石块外运,如此重复施工直到目的标高为止。这种施工方法对于像筏板基础，或条形基础施工都有很好的效果，相比水钻施工,不仅施工速度快，基础成型质量也相对较好.
总之，施工现场各种施工工艺都有其适用的地方,都有其优缺点，我们只有因地制宜，根据现场实际情况选择合理经济适用的方法，以达到低风险，高收益的目标。同时还应积极创新,对于落后或不适用的施工工艺应能及时反馈并积极改进、改善以保证生产的合理化，规范化运行。
附图：水钻及切割机施工实景图如下
基础砖模砌筑完成，水钻架体搭设
清除基础上部土渣
条形基础切割机施工后水钻施工
水钻取出的岩芯
筏板基础切割机施工过后钢筋开始绑扎