巖石層基坑的切割法施工工法

1、巖石層基坑的切割法施工工法【摘 要】 巖石基坑施工中，傳統(tǒng)的爆破式處理存在著一定的質(zhì)量缺陷及安全隱患。新型的切割式施工工藝能有效的提高質(zhì)量以及減少安全隱患。為加強(qiáng)施工質(zhì)量以及安全生產(chǎn)提供了有效保障?！娟P(guān)鍵詞】 建筑施工；巖石基坑；切割施工1 前言在巖溶地區(qū)巖石地基工程施工中，傳統(tǒng)的爆破方法處理巖石地基容易造成基坑擴(kuò)大、超爆造成完整基巖厚度不夠等質(zhì)量問(wèn)題，常規(guī)爆破還容易影響周邊建構(gòu)筑物的安全，爆炸聲音、震動(dòng)還容易擾民。切割法處理巖石地基施工工法具有成型規(guī)則、標(biāo)高、尺寸控制精確，不超挖，對(duì)周壁不產(chǎn)生擾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。它徹底打破了傳統(tǒng)的爆破方式。單承臺(tái)日平均掘深達(dá)80cm以上，提高了施工進(jìn)度和質(zhì)量，確保了

2、施工的安全。在某工程巖石地基施工中，對(duì)切割法施工進(jìn)行了優(yōu)化和總結(jié)，形成了一整套的巖石層基坑的切割法施工工法。使用該工法既保證了工程質(zhì)量和安全，節(jié)約了成本，又加快了施工進(jìn)度，取得了非常好的施工效果。2 工法特點(diǎn)2.1 不破壞基礎(chǔ)巖石的完整性，施工質(zhì)量可靠。2.2 本工法適用性強(qiáng)，對(duì)水、電、路的要求較低，機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單。能夠廣泛應(yīng)用于山區(qū)、溝谷等交通條件差的地區(qū)。2.3 操作簡(jiǎn)單，不用爆破，在重要建筑附近或施工環(huán)境要求較高的地區(qū)尤其適用。2.4 能夠多承臺(tái)同時(shí)掘進(jìn)施工，之間不互相干擾，可全面展開(kāi)施工縮短工期。2.5 切割施工具有成型規(guī)則優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)約混凝土施工量。2.6 低噪音擾動(dòng)小。2.7 施工操作

3、方便，占用場(chǎng)地小，與傳統(tǒng)爆破方式相比可以降低成本且又很環(huán)保。3 適用范圍本工法適用于巖溶地區(qū)基礎(chǔ)巖石處理工程。切割法施工技術(shù)適用于作業(yè)面小、人群密集程度高， 以及對(duì)噪聲、震動(dòng)干擾較敏感的巖石基坑開(kāi)挖施工。4 工藝原理切割法處理巖溶地區(qū)巖石地基施工技術(shù)是采取特殊的機(jī)械設(shè)備，沿承臺(tái)周長(zhǎng)進(jìn)行切割施工，形成承臺(tái)基礎(chǔ)一圈外周成槽，然后對(duì)剩余的承臺(tái)基巖上用風(fēng)鎬打眼，在小孔內(nèi)放入鋼楔子，錘擊鋼楔擠壓巖石，給予承臺(tái)基巖芯一個(gè)水平拉力和剪切應(yīng)力，當(dāng)水平拉力、剪切應(yīng)力大于巖石的極限抗拉和抗剪切應(yīng)力時(shí)，承臺(tái)基巖芯就會(huì)發(fā)生拉裂和剪切破壞，與整體巖石分裂，將破碎的巖石清除出承臺(tái)范圍，直至該層巖石全部被破除，修正承臺(tái)尺寸

4、。然后按同樣的工序進(jìn)行下一層施工，如此循環(huán)施工，直至承臺(tái)成型，達(dá)到處理基巖的目的。在切割法在施工過(guò)程中切割機(jī)械會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，所以在操作過(guò)程中，巖石切割必須處于冷卻水中，以保證切片不致溫度過(guò)高而損壞。4.1 大于25002500mm的承臺(tái)處理工藝原理。采用巖石切割機(jī)沿基坑四周控制線切割巖石，每次切割深度50cm，使基坑內(nèi)的巖體與外圍的基巖分離，對(duì)中部巖體采用機(jī)械鉆孔鋼楔子進(jìn)行冷膨脹處理。每取出深50cm的巖石后，循環(huán)使用該方法直至基坑成型。4.2 小于25002500mm的承臺(tái)處理工藝原理。主要采用直徑為150mm的鉆孔取芯機(jī)沿承臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基坑外周長(zhǎng)取出高約500mm的圓柱體芯巖形成承臺(tái)基礎(chǔ)

5、一圈外周成槽（圖4-1）。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程。切割法處理巖溶地區(qū)巖石地基施工工藝流程圖如框圖5-1所示。5.2 操作要點(diǎn)。5.2.1 施工準(zhǔn)備：正式施工前，將電源、水源接通，將施工所用的材料、機(jī)具運(yùn)輸?shù)轿?，技術(shù)管理人員熟悉圖紙，了解地質(zhì)情況、承臺(tái)的尺寸、基底標(biāo)高等相關(guān)參數(shù)，并對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，達(dá)到開(kāi)工的條件。5.2.2 開(kāi)挖至巖石面：施工前要認(rèn)真查看工程所處地質(zhì)勘察資料，查明地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、基巖風(fēng)化層厚度、破碎程度、軟弱夾層情況和地下水的狀態(tài)，對(duì)施工中常遇到的問(wèn)題應(yīng)采取相應(yīng)的解決辦法.并針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題采取可行的應(yīng)急處理措施。開(kāi)挖至巖石面，用水

6、泵將水抽干，為下一道工序施工做好準(zhǔn)備。5.2.3 測(cè)量放線：使用全站儀進(jìn)行測(cè)量定位，放出承臺(tái)位置，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，放出承臺(tái)的周長(zhǎng)線，經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)線后方可進(jìn)行施工。考慮到施工過(guò)程的誤差以及開(kāi)孔之間的殘余巖石，一般開(kāi)槽尺寸大于設(shè)計(jì)范圍10cm左右。5.2.4 對(duì)于尺寸大于25002500mm的承臺(tái)采用巖石切割機(jī)切割處理、對(duì)于尺寸小于25002500mm的承臺(tái)采用鉆孔取芯機(jī)切割處理。5.2.4.1 采用巖石切割機(jī)切割處理。架設(shè)巖石切割機(jī)導(dǎo)軌：沿承臺(tái)周邊控制線外20cm平行架設(shè)切割機(jī)導(dǎo)軌，并墊平穩(wěn)固。巖石切割機(jī)就位：將切割機(jī)鋸盤(pán)底部對(duì)準(zhǔn)承臺(tái)周邊控制線。采用巖石切割機(jī)沿承臺(tái)周長(zhǎng)進(jìn)行切割，先從承臺(tái)周邊控制

7、線一端緩慢切入巖體50cm深度，然后根據(jù)巖體硬度按0.51米/分鐘切割速度進(jìn)行水平前進(jìn)切割。切割完成后使承臺(tái)內(nèi)巖體與周邊豎向分離。5.2.4.2 采用鉆孔取芯機(jī)切割處理：搭設(shè)支架：正式施工前，需要搭設(shè)施工支架，施工支架采用普通鋼管腳手架搭設(shè)而成。施工支架高46m，作為施工過(guò)程中的支撐，支架四角落在承臺(tái)外圍。支架搭設(shè)完成后，在支架上固定鉆孔取芯機(jī)，接通電源，調(diào)試到正常工作狀態(tài)。沿承臺(tái)周長(zhǎng)采用切割法形成基礎(chǔ)外圈一周成槽：準(zhǔn)備工作全部完成后，布置鉆機(jī)取芯點(diǎn)：環(huán)繞所標(biāo)出的承臺(tái)的內(nèi)壁布置水磨鉆取芯點(diǎn)，取芯點(diǎn)布置個(gè)數(shù)=承臺(tái)周長(zhǎng)/水磨鉆直徑；鉆取柱體巖芯：在每個(gè)取芯點(diǎn)用水磨鉆向下鉆取一定高度的柱體巖芯，水磨

8、鉆運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)冷卻水流對(duì)水磨鉆鉆頭進(jìn)行冷卻；將鉆取的巖芯完全取出，使承臺(tái)中間形成一個(gè)與承臺(tái)內(nèi)壁完全分開(kāi)的承臺(tái)巖芯。5.2.4.3 孔芯外運(yùn)：水磨鉆施工一邊進(jìn)行，一邊對(duì)取出的鉆芯組織外運(yùn)。鉆芯外運(yùn)采用吊斗，塔吊吊裝吊斗運(yùn)出。5.2.5 承臺(tái)基巖打眼冷膨脹清除巖石：全部鉆孔及取芯施工或切割機(jī)切割完成后，對(duì)承臺(tái)內(nèi)獨(dú)立的基巖進(jìn)行破碎。承臺(tái)芯巖破碎首先使用風(fēng)鎬打眼，鉆頭直徑25mm，打孔距離樁芯邊緣50cm左右，孔孔間距也在50cm左右，鉆孔完成后使用鋼楔子打入孔中，鋼楔子直徑1035mm，用鐵錘打入風(fēng)鉆孔，基巖沿鉆孔開(kāi)裂，繼續(xù)打孔，將基巖分解成小塊。5.2.6 取出分裂巖塊，出渣：用吊桶吊出洞外，再

9、由塔吊吊出，由運(yùn)輸車(chē)二次轉(zhuǎn)運(yùn)至指定渣場(chǎng)。石塊清運(yùn)干凈后繼續(xù)下一輪的鉆孔取芯或切割，破碎外運(yùn)施工。為保證井孔內(nèi)人員的安全，石塊外運(yùn)過(guò)程中在操作面上方搭設(shè)防砸棚，防砸棚面積小于樁孔面積的一半，既能夠使石塊順利外運(yùn)，要保證操作人員安全。開(kāi)挖過(guò)程中如果有水滲漏，使用水泵排水，確保人員能夠正常作業(yè)。夜間停工時(shí)，操作工具吊起至水面以上，防止工具泡水。如出現(xiàn)破碎巖層或裂隙，按照設(shè)計(jì)方案施工混凝土護(hù)壁即可。5.2.7 每深度50cm進(jìn)行承臺(tái)周壁清理：每掘進(jìn)深度50cm，需對(duì)周壁進(jìn)行清理，對(duì)四壁邊緣不到位的情況，用風(fēng)鎬機(jī)鑿打。確保承臺(tái)周壁的垂直度符合要求，并檢查承臺(tái)的位置是否出現(xiàn)偏差。5.2.8 重復(fù)切割法施工

10、直至承臺(tái)成型。5.2.9 基槽驗(yàn)收：校對(duì)承臺(tái)位置、平面尺寸、基地標(biāo)高等內(nèi)容是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定，并辦理驗(yàn)收手續(xù)。5.3 勞動(dòng)力組織。6 材料及設(shè)備本工法無(wú)特別說(shuō)明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見(jiàn)下表。7 質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50202-20117.2 施工前要認(rèn)真查看工程處地質(zhì)勘察資料，查明地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、基巖風(fēng)化層厚度、破碎程度、軟弱夾層情況和地下水的狀態(tài)，對(duì)施工中常遇到的問(wèn)題應(yīng)采取相應(yīng)的解決辦法.并針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題執(zhí)行可行的應(yīng)急處理措施。7.3 為了保證承臺(tái)位置準(zhǔn)確.每下挖500mm進(jìn)行承臺(tái)周壁的清理，校核承臺(tái)的尺寸及垂直度及時(shí)糾正。8 安全措

11、施8.1 作業(yè)人員必須進(jìn)行三級(jí)教育，并在施工前對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。8.2 嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，杜絕“三違”作業(yè)。8.3 安全用電，施工現(xiàn)場(chǎng)配備標(biāo)準(zhǔn)化的電閘箱，并且設(shè)置明顯的標(biāo)志，所有使用的電器設(shè)備必須符合安全規(guī)定。夜間施工照明應(yīng)良好。8.4 作業(yè)時(shí)要使用標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)保護(hù)用品，進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)要戴安全帽，穿防滑鞋， 作業(yè)工人必須配有安全帽、安全繩、必要時(shí)應(yīng)搭設(shè)掩體。8.5 開(kāi)挖前清理干凈空口浮石、懸石；出渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)具，必須經(jīng)常檢查，如發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，立即更換。8.6 切割施工暫停時(shí)，孔口必須罩蓋。井孔應(yīng)安設(shè)牢固可靠的安全梯，以便于施工人員上下。8.7 現(xiàn)場(chǎng)操作人員不得

12、疲勞作業(yè)，不得帶病作業(yè)，不得擅自離崗。8.8 遇有大風(fēng)、雷暴雨天氣盡量不進(jìn)行施工，并注意防止狂風(fēng)、雷暴雨對(duì)人身的傷害。8.9 經(jīng)常檢查支架、繩索是否牢固，吊斗要掛牢。在井內(nèi)垂直運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)采取措施，確保井下操作人員的安全。并在井底設(shè)置安全區(qū)，以防物體墮落傷人。提上來(lái)的土石要倒干凈，卸在孔口2m以外。并及時(shí)清除場(chǎng)外。地面孔周?chē)坏脭[放鐵錘、鋤頭、石頭和鐵棒等易墜落傷人的物品。8.10 開(kāi)挖過(guò)程中一定做好井孔防護(hù)，防止雜物墜入井中傷人；石塊外運(yùn)過(guò)程中重點(diǎn)做好塔吊的檢修、鋼絲繩的檢查，對(duì)出現(xiàn)斷絲、破股的鋼絲繩及時(shí)更換；吊運(yùn)過(guò)程中做好防砸設(shè)施；操作人員遵章操作，不搞疲勞作業(yè)；陰雨天氣經(jīng)常檢查用電設(shè)備是否漏電，確保施工用電的安全。9 環(huán)保措施9.1 成立專門(mén)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)施工材料、設(shè)備、廢水及防火的處理制度，嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)。9.2 切割法施工的廢水由潛水泵排出，經(jīng)過(guò)工地現(xiàn)場(chǎng)專設(shè)的沉淀池沉淀處理后再排入市政管網(wǎng)；開(kāi)挖出的巖石隨時(shí)按照工程指定地點(diǎn)統(tǒng)一堆放并外運(yùn)的棄土場(chǎng)。9.3 在繁華鬧市區(qū)作業(yè)時(shí)，井孔進(jìn)行有效防護(hù)防護(hù)，防止噪音污染。10 效益分析10.1 經(jīng)濟(jì)效益。由于切割法