人工挖孔桩金刚水磨施工方法与流程

本发明涉及人工挖孔桩施工的技术领域，尤其是涉及一种人工挖孔桩金刚水磨施工方法。

背景技术：

人工挖孔桩由人工挖掘成孔，不需要复杂的机具，具有适应性强、直观性强、施工效率高、施工质量好、环境污染小等特点，加上我国劳动力资源丰富，因此在国内城市高层建筑中应大力推广。

现在的安全文明施工及环保要求越来越严格，传统的爆破、冲击钻等施工工艺噪声、震动污染较重，易造成房屋开裂、产生安全隐患，经常引起周围居民的投诉和强烈阻挠。因此，在不允许使用炸药爆破、大型钻机又无法施工、风镐又凿不动岩石的情况下，如何提高人工挖孔桩的施工进度和质量是一项严峻的技术难题。

现有的申请公布号为cn106381868a的发明专利公开了一种人工挖孔桩的水磨钻施工方法。该方案中通过水磨钻来形成临空面，然后击碎中间岩石后将碎石取出，从而避免爆破引发的对周围环境损坏的问题以及爆破造成塌孔问题。

上述的现有技术方案存在以下缺陷：先将岩石击碎，后再将碎石填装入渣桶后运输出去。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种人工挖孔桩金刚水磨施工方法，其优势在于能够高效地取出水磨钻后的中间岩石。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种人工挖孔桩金刚水磨施工方法，包括：

步骤一、开挖桩顶第一节土方；

步骤二、支模浇筑第一节护壁；

步骤三、设置垂直运输、通风、照明设施；

步骤四、重复挖土、护壁作业至坚硬岩面；

步骤五、金刚水磨取芯；

步骤六、出芯渣；

步骤七、断裂中间岩石；

中间岩石与周围岩壁之间形成临空面后，围绕中间岩石一圈向中间岩石打入钢楔，中间岩石在钢楔作用下沿水平方向断裂；

步骤八、出孔渣；

在断裂的中间岩石上端面打入多枚带吊耳的地钉，通过起吊机连接地钉后起吊将断裂的中间岩石输送出去；

步骤九、修正桩孔；

步骤十、制作钢筋笼；

步骤十一、安装钢筋笼；

步骤十二、浇筑桩身混凝土。

通过采用上述技术方案，在水磨钻取出岩柱后，中间岩石与周围岩壁之间形成临空面。通过打入钢楔使得中间岩石沿水平方向断裂。在断裂的中间岩石上方打入多枚带吊耳的地钉使得断裂的中间岩石可以直接通过起吊取出，不需要将中间岩石击碎成小块结构然后装入渣桶运输出去，因此施工时效率更高。

本发明进一步设置为：步骤三中，第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架，在垂直运输架上安装滑轮组和电动葫芦；之后安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机；当桩孔深大于10m时，要向井下通风，风量不宜少于25l/s；必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。

通过采用上述技术方案，在第一节桩孔成型后搭建运输支架、滑轮组、吊桶和电动葫芦来配合后续输送废渣。搭建照明系统来提供照明，通过通风机输氧来防止地下有毒气体对施工人员的危害。

本发明进一步设置为：步骤五中，根据要求放出桩孔中心及边线，水磨钻机就位后沿孔壁中线钻孔，钻机套筒周边的刀片在钻机的转动下切削岩体，并把岩体切入套筒内，待钻入一定的深度后(一般为45m~55m)，提出钻机，敲断并清除被切的圆柱体岩石，取出岩芯后，中间岩石与周边岩壁形成了临空面，桩沿周边线钻孔取芯直径为0.15m，每个循环或孔深度为0.50m。

通过采用上述技术方案，沿放线钻孔，钻入一定深度后将岩柱取出。

本发明进一步设置为：每进尺3m~4m，将套筒拆卸取出，重新在套筒周边加焊合金刀片。

通过采用上述技术方案，每进尺3m~4m水磨钻的端部金刚刀片部分就会磨损殆尽，继续进尺会由于切削岩层困难而施工缓慢。因此需要将套筒拆卸取出重新焊接合金刀片。

本发明进一步设置为：重焊合金刀片的具体步骤为，将套筒竖立固定后处在全固态感应设备接口部位，启动开关温度升至1200℃将磨损掉的合金刀片取掉，再分别在套筒端部及新的合金刀片上涂刷钢气焊溶剂，将小片钎料放在套筒涂刷部位的上面，然后合金刀片用钳子夹起放在钎料上方压紧，开启全固态感应加热设备开关，温度在1200℃左右钎料熔化与合金刀片焊接成功。

通过采用上述技术方案，通过全固态感应设备来熔化钎料，然后将严重磨损的合金刀片取掉后，通过钎料重新焊接固定新的合金刀片。

本发明进一步设置为：步骤六中，将废渣置入渣桶内，其中渣石放于底部，渣土置于渣石上方，废渣离渣桶端口留有20cm高度。

通过采用上述技术方案，将废渣置于渣桶内运输出去，渣石置于底部而渣土位于上方来使得渣桶更稳定，不易倾倒。

本发明进一步设置为：步骤十中，制作钢筋笼，钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块，竖直方向的垫块间距为2m，横向圆周设置的垫块不得小于4处。

通过采用上述技术方案，在钢筋笼外侧设置垫块来使得放入钢筋笼时不会与岩壁磨损。同时使得钢筋笼在浇筑时跟岩壁之间留有距离而被混凝土完全包覆在内部，使得钢筋笼不易被锈蚀。

本发明进一步设置为：步骤十二中，浇筑前须再次清除孔底渣土，混凝土通过料斗和串筒下料，串筒底距浇筑面不超过2m；混凝土每上升50cm，即采用插入式振捣器下至孔底人工分层振捣密实。

通过采用上述技术方案，每浇筑50cm就通过插入式振捣器来振捣密实，防止混凝土内留有气泡而在凝固后形成混凝土柱内部空腔。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.在断裂的中间岩石上方打入多枚带吊耳的地钉使得断裂的中间岩石可以直接通过起吊取出，不需要将中间岩石击碎成小块结构然后装入渣桶运输出去，因此施工时效率更高；

2.每进尺3m~4m水磨钻的端部金刚刀片部分就会磨损殆尽，继续进尺会由于切削岩层困难而施工缓慢。因此需要将套筒拆卸取出重新焊接合金刀片。

附图说明

图1是实施例的施工流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图所示，一种人工挖孔桩金刚水磨施工方法，包括：

步骤一、开挖桩顶第一节土方

开挖桩孔要从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。

步骤二、支模浇筑第一节护壁

第一节护壁圈的壁厚为150-160mm。浇灌护壁砼时，用敲击模板或用木棒插实方法来保证护壁砼强度。

步骤三、设置垂直运输、通风、照明设施

第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架，在垂直运输架上安装滑轮组和电动葫芦。

之后安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机。当桩孔深大于10m时，要向井下通风，风量不宜少于25l/s；必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。

步骤四、重复挖土、护壁作业至坚硬岩面

人工挖孔桩分节开挖，分节支护。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；砂土状强风化层采用风炮机破碎开挖。

步骤五、金刚水磨取芯

在桩位外位置布置一个小蓄水池或蓄水设施，采用15mm水管与水磨钻机连接。根据要求放出桩孔中心及边线，水磨钻机就位后沿孔壁中线钻孔，钻机套筒周边的刀片在钻机的转动下切削岩体，并把岩体切入套筒内，待钻入一定的深度后，提出钻机，敲断并清除被切的圆柱体岩石，取出岩芯后，中间岩石与周边岩壁形成了临空面。桩沿周边线钻孔取芯直径为0.15m，每个循环或孔深度为0.50m。

水磨钻一般在软岩里每进尺3m~4m，其套筒下部的合金刀片会磨碎殆尽，将套筒拆卸取出，重新在套筒周边加焊合金刀片，焊接工艺采用全固态感应加热设备、钢气焊溶剂、钎料(溶焊温度940~960℃，抗拉强度50~53kg/mm2，剪切强度32.2kg/mm2)。具体为将套筒竖立固定后处在全固态感应设备接口部位，启动开关温度升至1200℃左右，这时套筒端原来焊接的合金刀片底部的钎料熔化，将磨损掉的合金刀片取掉，再分别在套筒端部及新的合金刀片上涂刷钢气焊溶剂，将小片钎料放在套筒涂刷部位的上面，然后合金刀片用钳子夹起放在钎料上方压紧，开启全固态感应加热设备开关，温度在1200℃左右钎料熔化与合金刀片焊接成功。最后调整套筒位置，焊接另一个合金刀片，全部焊接完成后，重新与水磨钻连接继续使用。

步骤六、出芯渣

将废渣置入渣桶内，其中渣石放于底部，渣土置于渣石上方，废渣离渣桶端口留有20cm高度，防止渣土漏出。向上运输时，上升高度约0.5~1.0m时停顿，人工辅助稳定渣桶后再向上运输出渣。

步骤七、断裂中间岩石

钻机取出岩芯后，中间岩石与周围岩壁之间形成临空面。通过支架将风炮机伸入临空面内，然后通过风炮机围绕中间岩石周向一圈，向中间岩石打入钢楔，中间岩石在钢楔作用下沿水平方向断裂。中间岩石断裂处离中间岩石最高处距离为3-4m。

步骤八、出孔渣

在断裂的中间岩石上端面打入多枚带吊耳的地钉，通过起吊机连接地钉后起吊将断裂的中间岩石输送出去。

步骤九、修正桩孔

金刚水磨钻与护壁灌注交替进行，以每一节作为一个施工循环，每节护壁均应在当日连续施工完毕。待挖掘到设定深度后，敲掉钻芯后形成的岩石锯齿，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏。

步骤十、制作钢筋笼

制作钢筋笼，钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块，竖直方向的垫块间距为2m，横向圆周设置的垫块不得小于4处。

步骤十一、安装钢筋笼

采用两吊点起吊钢筋笼，第一吊点设在钢筋笼的上端，第二吊点设在钢筋笼的中点到三分之一点之间；用吊车放钢筋笼入孔时轻放慢下，入孔后不得强行左右旋转，严禁高起猛落、碰撞和强压下放。

步骤十二、浇筑桩身混凝土

浇筑前须再次清除孔底渣土，采用明浇法施工，由拌和站集中制料，再通过砼罐车运输至孔边。混凝土通过料斗和串筒下料，串筒底距浇筑面不超过2m。混凝土每上升50cm，即采用插入式振捣器下至孔底人工分层振捣密实。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。