岩石层基坑的切割法施工工法.docx

岩石层基坑的切割法施工工法

11
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
岩石层基坑的切割法施工工法

 【摘 要】 岩石基坑施工中，传统的爆破式处理存在着一定的质量缺陷及安全隐患。新型的切割式施工工艺能有效的提高质量以及减少安全隐患。为加强施工质量以及安全生产提供了有效保障。 
　　【关键词】 建筑施工；岩石基坑；切割施工 
　　1 前言 
　　在岩溶地区岩石地基工程施工中，传统的爆破方法处理岩石地基容易造成基坑扩大、超爆造成完整基岩厚度不够等质量问题，常规爆破还容易影响周边建构筑物的安全，爆炸声音、震动还容易扰民切割法处理岩石地基施工工法具有成型规则、标高、尺寸控制精确，不超挖，对周壁不产生扰动的优点。它彻底打破了传统的爆破方式。单承台日平均掘深达80cm以上，提高了施工进度和质量，确保了施工的安全。 
　　在某工程岩石地基施工中，对切割法施工进行了优化和总结，形成了一整套的岩石层基坑的切割法施工工法。使用该工法既保证了工程质量和安全，节约了成本，又加快了施工进度，取得了非常好的施工效果。 
　　2 工法特点 
　　2.1 不破坏基础岩石的完整性，施工质量可靠。 
　　2.2 本工法适用性强，对水、电、路的要求较低，机具设备简单。能够广泛应用于山区、沟谷等交通条件差的地区。 
　　2.3 操作简单，不用爆破，在重要建筑附近或施工环境要求较高的地区特别适用。 
　　2.4 能够多承台同时掘进施工，之间不互相干扰，可全面展开施工缩短工期。 
　　2.5 切割施工具有成型规则优点，可节约混凝土施工量。 
　　2.6 低噪音扰动小。 
　　2.7 施工操作方便，占用场地小，与传统爆破方式相比能够降低成本且又很环保。 
　　3 适用范围 
　　本工法适用于岩溶地区基础岩石处理工程。切割法施工技术适用于作业面小、人群密集程度高， 以及对噪声、震动干扰较敏感的岩石基坑开挖施工。 
　　4 工艺原理 
　　切割法处理岩溶地区岩石地基施工技术是采取特殊的机械设备，沿承台周长进行切割施工，形成承台基础一圈外周成槽，然后对剩余的承台基岩上用风镐打眼，在小孔内放入钢楔子，锤击钢楔挤压岩石，给予承台基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，承台基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承台范围，直至该层岩石全部被破除，修正承台尺寸。然后按同样的工序进行下一层施工，如此循环施工，直至承台成型，达到处理基岩的目的。在切割法在施工过程中切割机械会产生很大的热量，因此在操作过程中，岩石切割必须处于冷却水中，以保证切片不致温度过高而损坏。 
　　4.1 大于2500×2500mm的承台处理工艺原理。采用岩石切割机沿基坑四周控制线切割岩石，每次切割深度50cm，使基坑内的岩体与外围的基岩分离，对中部岩体采用机械钻孔钢楔子进行冷膨胀处理。每取出深50cm的岩石后，循环使用该方法直至基坑成型。 
　　4.2 小于2500×2500mm的承台处理工艺原理。主要采用直径为150mm的钻孔取芯机沿承台基础设计基坑外周长取出高约500mm的圆柱体芯岩形成承台基础一圈外周成槽（图4-1）。 
　　5 施工工艺流程及操作要点 
　　5.1 施工工艺流程。切割法处理岩溶地区岩石地基施工工艺流程图如框图5-1所示。 
　　5.2 操作要点。 
　　5.2.1 施工准备：正式施工前，将电源、水源接通，将施工所用的材料、机具运输到位，技术管理人员熟悉图纸，了解地质情况、承台的尺寸、基底标高等相关参数，并对操作人员进行技术交底和安全交底，达到开工的条件。 
　　5.2.2 开挖至岩石面：施工前要认真查看工程所处地质勘察资料，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采取可行的应急处理措施。开挖至岩石面，用水泵将水抽干，为下一道工序施工做好准备。 
　　5.2.3 测量放线：使用全站仪进行测量定位，放出承台位置，并根据设计图纸，放出承台的周长线，经监理单位验线后方可进行施工。考虑到施工过程的误差以及开孔之间的残余岩石一般开槽尺寸大于设计范围10cm左右。 
　　5.2.4 对于尺寸大于2500×2500mm的承台采用岩石切割机切割处理、对于尺寸小于2500×2500mm的承台采用钻孔取芯机切割处理。 
　　5.2.4.1 采用岩石切割机切割处理。 
　　①架设岩石切割机导轨：沿承台周边控制线外20cm平行架设切割机导轨，并垫平稳固。②岩石切割机就位：将切割机锯盘底部对准承台周边控制线。③采用岩石切割机沿承台周长进行切割，先从承台周边控制线一端缓慢切入岩体50cm深度，然后根据岩体硬度按0.5～1米/分钟切割速度进行水平前进切割。切割完成后使承台内岩体与周边竖向分离。 
　　5.2.4.2 采用钻孔取芯机切割处理： 
①搭设支架：正式施工前，需要搭设施工支架，施工支架采用普通钢管脚手架搭设而成。施工支架高4～6m，作为施工过程中的支撑，支架四角落在承台外围。支架搭设完成后，在支架上固定钻孔取芯机，接通电源，调试到正常工作状态。
②沿承台周长采用切割法形成基础外圈一周成槽：准备工作全部完成后，布置钻机取芯点：环绕所标出的承台的内壁布置水磨钻取芯点，取芯点布置个数=承台周长/水磨钻直径；
③钻取柱体岩芯：在每个取芯点用水磨钻向下钻取一定高度的柱体岩芯，水磨钻运转过程中经过冷却水流对水磨钻钻头进行冷却；将钻取的岩芯完全取出，使承台中间形成一个与承台内壁完全分开的承台岩芯。 
　　5.2.4.3 孔芯外运：水磨钻施工一边进行，一边对取出的钻芯组织外运。钻芯外运采用吊斗，塔吊吊装吊斗运出。
　　5.2.5 承台基岩打眼冷膨胀清除岩石：全部钻孔及取芯施工或切割机切割完成后，对承台内独立的基岩进行破碎。承台芯岩破碎首先使用风镐打眼，钻头直径25mm，打孔距离桩芯边缘50cm左右，孔孔间距也在50cm左右，钻孔完成后使用钢楔子打入孔中，钢楔子直径10～35mm，用铁锤打入风钻孔，基岩沿钻孔开裂，继续打孔，将基岩分解成小块。 
　　5.2.6 取出分裂岩块，出渣：用吊桶吊出洞外，再由塔吊吊出，由运输车二次转运至指定渣场。石块清运干净后继续下一轮的钻孔取芯或切割，破碎外运施工。 

　　为保证井孔内人员的安全，石块外运过程中在操作面上方搭设防砸棚，防砸棚面积小于桩孔面积的一半，既能够使石块顺利外运，要保证操作人员安全。 
　　开挖过程中如果有水渗漏，使用水泵排水，确保人员能够正常作业。夜间停工时，操作工具吊起至水面以上，防止工具泡水。如出现破碎岩层或裂隙，按照设计方案施工混凝土护壁即可。 
　　5.2.7 每深度50cm进行承台周壁清理：每掘进深度50cm，需对周壁进行清理，对四壁边缘不到位的情况，用风镐机凿打。确保承台周壁的垂直度符合要求，并检查承台的位置是否出现偏差。 
　　5.2.8 重复切割法施工直至承台成型。 
　　5.2.9 基槽验收：校对承台位置、平面尺寸、基地标高等内容是否符合设计规定，并办理验收手续。 
　　5.3 劳动力组织。 
　　6 材料及设备 
　　本工法无特别说明的材料，采用的机具设备见下表。 
　　7 质量控制 
　　7.1 工程质量控制标准。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202-  
　　7.2 施工前要认真查看工程处地质勘察资料，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。 
　　7.3 为了保证承台位置准确.每下挖500mm进行承台周壁的清理，校核承台的尺寸及垂直度及时纠正。 
　　8 安全措施 
　　8.1 作业人员必须进行三级教育，并在施工前对作业人员进行安全技术交底。 
　　8.2 严格按操作规程进行作业，杜绝“三违”作业。 
　　8.3 安全用电，施工现场配备标准化的电闸箱，而且设置明显的标志，所有使用的电器设备必须符合安全规定。夜间施工照明应良好。 
　　8.4 作业时要使用标准的劳动保护用品，进入施工作业区要戴安全帽，穿防滑鞋， 作业工人必须配有安全帽、安全绳、必要时应搭设掩体。 
　　8.5 开挖前清理干净空口浮石、悬石；出渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，必须经常检查，如发现有问题，立即更换。 
　　8.6 切割施工暂停时孔口必须罩盖。井孔应安设牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。 
　　8.7 现场操作人员不得疲劳作业，不得带病作业，不得擅自离岗。 
　　8.8 遇有大风、雷暴雨天气尽量不进行施工，并注意防止狂风、雷暴雨对人身的伤害。 
　　8.9 经常检查支架、绳索是否牢固，吊斗要挂牢。在井内垂直运输时，应采取措施，确保井下操作人员的安全。并在井底设置安全区，以防物体堕落伤人。提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。并及时清除场外。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等易坠落伤人的物品。 
　　8.10 开挖过程中一定做好井孔防护，防止杂物坠入井中伤人；石块外运过程中重点做好塔吊的检修、钢丝绳的检查，对出现断丝、破股的钢丝绳及时更换；吊运过程中做好防砸设施；操作人员遵章操作，不搞疲劳作业；阴雨天气经常检查用电设备是否漏电，确保施工用电的安全。 
　　9 环保措施 
　　9.1 成立专门的施工环境卫生管理机构，在施工过程中，加强对施工材料、设备、废水及防火的处理制度，严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护法律法规。 
　　9.2 切割法施工的废水由潜水泵排出，经过工地现场专设的沉淀池沉淀处理后再排入市政管网；开挖出的岩石随时按照工程指定地点统一堆放并外运的弃土场。 
　　9.3 在繁华闹市区作业时，井孔进行有效防护防护，防止噪音污染。 
　　10 效益分析 
　　10.1 经济效益。由于切割法施工工艺不使用炸药，降低了开挖成本，相对于常规岩石爆破成本降低30%左右；施工过程中不需要造浆，不需要大型设备，相对机械成孔节约成本20%左右；由于施工过程中没有震动，互相间没有挠动，因此能够多个承台同时施工，节约了工期，降低了管理成本，提高了经济效益。 
　　10.2 社会效益。由于是采用切割法处理岩石，减少了爆破对周边建筑、人员安全的影响，减少了粉尘的排放，对于保护环境起到一定的作用，符合国家环保政策。