许学鹏1王强2
1南京市水利投资有限公司 江苏南京 211100
2南京市江宁区东山街道水务站 江苏南京 211100
一、背景技术
水电水利工程中在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔的施工方法作为基础处理的一种工程措施，在我国的公路、铁路、矿山、房建等工程中得到不同程度的应用。目前除了用于一般土层及岩石较软的基础工程外，在一些高层建筑、桥梁、铁路、矿山、公路工程建设中用来作为承重基础或挡土墙的支撑。在水电水利工程中主要用来穿入坚硬地层对结构物起到防冲、抗渗的作用和主体结构的基础，可以用来承担挡土、挡水结构物支撑的水平、垂直、抗扭荷载，也可以作为水中钢筋混凝土结构的加固处理。
在我国水电水利工程中，采用在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔的施 工方法，可以解决普通钻孔不能达到的质量、工期、安全效果。但是这种施工方法，目前在我国水电水利工程中尚无先例可寻，使这些施工技术的瓶颈多年来一直困扰着施工建筑行业，使得钢筋混凝土结构或坚硬岩石成孔难以得到推广。如何结合目前施工技术手段，对其结构物进行合理优化。既能满足结构物本身要求的同时又有利于快速施工，一直是行业中苦苦追求的目标。
发明内容
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法，所述的施工方法包括以下步骤。
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a、通过普通旋挖机配以自制钻具，在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一 次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作，
b、制作钢筋笼以及在该制作合格的钢筋笼内布置检测管，
c、将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内，
d、在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩，完成在钢筋混凝土结构或坚硬整 体基岩中成桩的施工工作，
其中，步骤a和步骤b在不同的场地上分别同时进行。
进一步的是，在采用普通旋挖机配以自制钻具完成桩孔的钻孔和出渣工作时，依据被钻工程的不同情况按下述要求选择钻具，
如果在坚硬基岩中成孔时，当岩层强度在30MPa以内，选择平地钻和普通自制取芯 钻相结合；当岩层强度在30～70MPa时选择尖头钻和普通自制取芯钻相结合，
如果在钢筋混凝土内成孔时，根据混凝土的厚度、设计桩长以及选择的钻机型号配置相应钻杆，当混凝土的强度在30MPa以内、钢筋在φ12㎜以内时，采用平地钻和普通自制取芯钻相结合；当混凝土强度大于30MPa时，采用尖头钻和普通自制取芯钻相结合，
如果在顶层平面钢筋混凝土内成孔时，采用普通自制取芯钻进行钢筋网片切割，在切割完毕钢筋网片之后再采用平地钻出渣；若混凝土中钢筋出现在不同断面且直径大小 不明时，先采用自制取芯钻旋转、切割钢筋混凝土结构物，再用尖头钻出渣。
上述方案的优选方式是，在采用普通旋挖机配以自制钻具完成桩孔的钻孔和出渣 工作时，按下述要求维护钻具，
当钻到混凝土底面钢筋网层与基岩接触面时，钻制的加压强度控制成11-26Mpa之 间，采用慢速对钢筋网片、混凝土、基岩顶面进行旋转、切割、成孔，
在钢筋混凝土结构中成孔时，加入适量的清水，降低钻孔时产生的混凝土粉层、降 低钻具的温度；当钻孔深度进入钢筋混凝土底面50cm与岩石顶面接触时需密切注意操作室里面仪器进尺数据和仪器表上的加压强度，不断的调整钻头的种类及刀片的型号；当遇竖向钢筋采用普通自制取芯钻，钻至50cm时换尖头钻进行钢筋切割和纵向出渣；
在钢筋混凝土结构物及基岩钻孔进入水下时应先采用自制的取芯钻与平地钻相结合进行钻孔出渣；
钻孔过程中随时检查钻具的磨损状况，及时更换钻具的刀片以保证孔径的几何尺 寸，操作手随时观测仪表盘上的坐标值，以保证孔径的垂直度；如发现有偏孔，缩孔的现象及时采用自制取芯钻校正孔的几何尺寸。
进一步的是，在将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内时，是按下述步骤进行，
起吊时先使用小钩水平将钢筋笼掉起离地面不低于1.2m，再使用大小钩同时启动 将钢筋笼与水平面的夹角到达60度以上后，然后再缓慢松开小钩，并继续启动大钩使钢筋笼垂直于地面，接着旋转吊车大臂对准桩孔，缓慢放入孔内，钢筋笼在吊装过程中需始终保持距离地面50cm-150cm；
在吊装大臂吊起钢筋笼旋转的过程中，在钢筋笼底部向上1.5～2m的位置系1～2 根缆风绳，通过地面操作人员操作缆风绳控制钢筋笼进入桩孔中。
进一步的是，在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩时，是按下述步骤进行的，
混凝土配比设计，首先根据水下混凝土要求设计混凝土配合比，然后根据设计的配合比选择合格的地材、外加剂，并结合施工当地的气候条件和运输距离调整混凝土外加 剂的早强和缓凝时间；
混凝土拌合，混凝土在拌合时根据地材的含水率调整好混凝土的塌落度；
混凝土运输，混凝土运输时长不得超出混凝土的缓凝时间，混凝土到达施工现场后先做塌落度实验。
三、有益效果
通过采用普通旋挖机配以自制钻具，在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作，并同时制作钢筋笼以及在该制作合格的钢筋笼内布置检测管，然后将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内，在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩，完成在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的 施工工作。这样，由于在成孔时，采用的是普通旋挖机配以自制钻具在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作，从而可以有效的避免现有技术中对于在钢筋混凝土或坚硬整体基岩中成孔时需要的爆破和/或破坏结构的施工操作，进而克服现有技术中采普通钻孔不能达到的质量、工期、安全效果的缺陷。