[科普中国]-湿钻

所谓“湿钻法成孔”，即采用钻孔取芯机沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，钻孔后取芯，待所有水钻钻孔连成一个环后，桩芯和桩壁分离，形成桩芯的临空面，之后在桩芯上打孔，孔内打入钢钎，使岩石裂开，分解成若干小块，利用卷扬机将石块吊出孔外，因钻孔取芯机在操作过程中必须保证钻头处于冷却水中，同时冷却水流保有一定压力对钻头直接进行冲洗，使之不淤钻、卡钻，因此该工艺俗称“水钻法”。1

湿钻法成孔挖孔桩施工主要包括以下几道工序：施工准备、测量放线、搭设支架、井圈砌筑、水钻开孔取芯、孔芯外运、桩芯打孔破碎、石块外运，进行下一轮钻孔取芯、破碎、外运，循环施工直至孔底。随后进行钢筋笼安装和混凝土浇筑。

概括如下：场地平整→放线定桩位→架设支架→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→工程水钻开孔取芯→孔芯外运→桩芯打孔破碎→石块外运→循环施工至成孔→下放钢筋笼→浇筑混凝土。1

钻机就位前必须对凹凸不平的基岩面进行整平，利用风镐将局部不平的岩石进行破除，清除石碴，确保整平后的基岩面高差在±50cm以内。

桩顶土方开挖完成后，按照事先测量放好的轮廓线及中心线用白灰撒好钻孔线路，钻孔紧密排列在事先撒好的线路上，各个孔互相咬合，在四周的钻孔中心连线为嵌固桩的周边轮廓线。钻孔数计算公式：n=L/D。其中，n为钻孔数；L为嵌固桩边长；D为钻机直径，取15cm；以该嵌固桩长边13.2m为例，共布置钻孔孔位88个。

孔位布置完成后， 在事先画好的钻孔线上采用钢管支架体系固定钻机， 然后旋转顶杆， 并用力顶紧顶杆使钻机可靠固定。若地面局部不平， 则必须用木楔或木板垫紧，使之平稳，然后插上进水管( 水源放置在嵌固桩外)。钻机固定好后，连接电源，并安装漏电保护器。

钻孔前应埋设钢板护筒，用以固定桩位，以防孔口坍塌。护筒与孔壁间的缝隙用粘土填实， 以防漏水， 护筒内径应比钻头直径大200mm，埋入深度1.5m，上口高出地面400mm，以确保孔内泥浆面高出地下水位线1m以上。

接通电源开始钻孔，在开始钻孔时轻微用力，并微调刹车柄，钻筒钻入5cm左右，放开刹车柄让钻筒匀速钻入，一直到钻筒顶部与地面基本一行。然后反摇手柄，把钻筒摇出地面，关掉电源松掉顶杆，移动机器。然后再用锤子将钢楔子打入岩芯与围岩的空隙内，这样则可以使岩芯在底部断裂，之后取出钻芯石柱，钻孔深约50cm，完成一个钻孔。准备钻下一孔，如此反复。

在钻孔时采用注入清水，就地选土造浆护壁。排渣时，泥浆密度控制在1.1t/m3～1.2t/m3，注意造浆用泥土宜选择塑性指数 ≥17 的粘土调制，质量指标18s～22s，含砂率4%～8%，胶体率不小于90% 。施工过程中注意定时测定泥浆密度、粘度、含砂率、胶体率等物理指标。2钻孔过程中若遇到塌孔现象时全段采用水泥浆护壁否则可直接用清水进行钻孔，水泥用量约为25Kg/m。水泥浆配比为1.5:1～1.2:1。具体根据土层、土层含水量及成孔等情况适当调整。

经施工现场实际测算，利用水钻掘进时每延米孔桩（按桩径1.5m测算）大约需要2~4m3自来水，保证孔内积水保持至最小量而不致影响掘进操作。其用量与孔截面换算直径的平方值成正比关系，产生的泥浆和污水是自来水使用量的1.3倍，故此钻进期间必须保证水供应及污水抽排至泥浆沉淀池、循环池，并定期集中运弃。1

钻芯完成后，用冲击钻在1～6区域内钻深约5cm的小孔，然后再用两个钢楔片(一种劈开石头用的钢插片，其特征在于该插片是一块一端部接近半圆形另一端部呈尖扁形的金属片) 放入孔中，在中间插入“一字形”钢钎，用锤锤击钢钎，胀开岩石。然后，将岩石破碎后装入吊桶经塔吊吊运出桩外，待各个区域的岩石均劈裂完成后，则该孔桩就向下挖了约 50 cm。3

注意事项：钻孔过程中遇强风化岩破碎带而卡钻时，应立即停止钻进，拔出钻具，进行固浆护壁，固浆护壁工艺具体水泥用量根据现场实际情况由业主、监理、施工单位另行确定。

（1）加快施工进度，解决城市建筑物桩基持力层施工中不能爆破施工采用风镐不能满足工期的要求，大大提高了工作效益，加快施工进程。

（2）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。

（3）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。

（4）安全性。在高边坡上不使用松动爆破施工，不扰动高边坡上的不稳定岩石、土块等。1

湿钻法成孔施工虽然较人工挖孔桩施工安全性大有改善，但仍需要从以下方面加强管理，确保施工安全。

（1）提升架的基座要求牢固稳定，配重采用标准预制混凝土块，并码放整齐，重量必须大于3倍吊装重量。

（2）孔底作业人员必须戴安全帽，并在腰间捆绑安全绳。

（3）下孔作业人员必须利用爬梯上下，禁止利用吊装出渣筒吊装人员上下。

（4）及时清理孔口周围的虚渣，避免虚渣高过孔口锁口，防止孔口石渣、石块坠落至孔底，避免人员伤亡。

（5）每次作业前检查卷扬机制动、钢丝绳是否有磨损，对出现断丝、破股的钢丝绳及时更换。

（6）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，又能保证操作人员安全，同时每次出渣时应保持石渣离孔口不少于10cm。

（7）加强临时用电管理，禁止私拉乱扯电线。

（8）作业施工前应认真查清地质情况，确认无承压水层，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。

（9）停止作业期间，应利用间距Φ10cm×10cm Φ16mm钢筋网片对孔口进行覆盖、封闭，防止人员坠落。