水磨钻成孔工艺的定额测编与技术分析

曾凯承

(湖南省第六工程有限公司，湖南 长沙 410015)

人工挖孔桩是目前大型工程项目中广泛采用的一种基础桩型，采用人工成孔的方式进行桩孔的施工，相对于机械成孔方式而言，不需较多的辅助施工机械设备，不必考虑大的施工场地，也不需要大量的水和泥浆池，不会给周边环境造成环境污染，因而比较受工程施工单位的欢迎。但在有些特殊地质条件下，如溶岩、夹层、裂隙等极其发达地区，或者施工环境异常恶劣，如井侧岩石很有可能沿着夹层产生滑动，对井内施工人员造成巨大的伤害，存在严重的安全隐患的情况下，采用传统的风镐施工存在较大安全隐患，且在岩质特别坚硬的情况下，传统风镐作业速度慢、劳动强度大，费用也较高，此时就需要采用合适的替代方案。水磨钻是一种传统的施工工艺，在小直径成孔的情况下经常使用，针对特别坚硬的场地有较大的优势，对场地条件的适应性非常强，在较狭窄的场地上也可方便施工[1-2]。在大量的人工挖孔桩施工中采用水磨钻施工工艺，但到目前为止，预算定额当中并未对这种施工工艺给出相应预算办法。

本文根据某工程采用水磨钻施工工艺人工挖孔桩的实际情况，进行了预算测编，并对预算测编结果进行分析，提出了施工工艺的改进和完善措施。

1 工程概况

祁东县人民医院外科住院综合楼、内科住院楼合建项目由祁东县人民医院投资兴建，为一栋21+2高层建筑，建筑面积约31145m2，中标价3665.83万元。基础形式为独立柱基加人工挖孔桩，主体结构为框剪结构，持力层为完整灰岩。项目地块南边为市政道路及民房，东、西、北均为祁东县人民医院已建建筑，原始地貌为山坡，两层地下室总深度为8.7m，基坑支护为第三方施工采用支护桩加锚索，北侧支护高度达20余m。由于医院建筑结构跨度较大，持力层必须为完整灰岩，桩基础及独立柱基开挖不得采用爆破、静力破碎等破坏岩层完整性的施工方法，同时，建设场地地质条件极其复杂，溶岩、夹层、裂隙等极其发达，在开挖电梯井基础过程中，井侧岩石很有可能沿着夹层产生滑动，对井内施工人员造成巨大的伤害，存在严重的安全隐患。又因岩石特坚硬(承载力特征值达5MPa以上)，采用传统风镐施工速度慢、费用高，故采用水磨钻施工工艺进行人工挖孔作业。由于湖南省尚无针对全省项目的相关水磨钻施工定额，采用水磨钻施工工艺的相关结算只能通过甲乙双方通过市场询价或编制补充定额进行，该项目由政府投资兴建，只能通过编制补充定额进行结算。

预算定额测编先由甲乙双方向市定额站提出定额测编申请，市定额站审批后组织定额测编工作，定额测编完成由市定额站报省定额站备案。经测编的预算定额分为两种，一种是仅针对某个特定项目的结算，一种是可以适用于省内任意项目。本项目测定的定额仅针对本项目一个项目。

2 现场定额测编过程

现场测编须采用写实记录法[3-4]进行，如实记录各施工工序使用的各种机械设备的型号、使用时间、耗材的损耗、工人的工作时间等。本次测编的施工工艺如图1所示。由于工人的工资普遍采用的是计件工资，很少有计时工资，故在人工费的工日确定及工日单价参考市场计量单价及本项目的实际情况综合确定。

水磨钻施工工艺定额测编时可利用已有定额对施工放样、蓄水池设置，以及现场砌筑等现场其他准备工作等的工作量及价格进行计算，本次仅测定从钻机就位、钻孔取芯、出碴、成孔等方面进行现场测编。人工挖孔桩施工还需考虑桩径大小等相关因素，本工程桩径900mm～1900mm，桩长7m～14m，水磨钻采用直径150mm钻头，一钻进尺800mm。施工桩基时，水磨钻先沿桩孔四周钻周边孔，孔位相互搭接。钻孔深度一般800mm，再钻十字交叉分割孔。独立柱基施工时，水磨钻同样先沿独立柱基四周钻周边孔，再根据独立柱基平面尺寸钻若干条交叉分割孔，每排分割孔间距800mm左右(图2，3)。

图1 水磨钻成孔工艺流程

图2 人工挖孔桩水磨钻成孔现场

图3 独立柱基水磨钻成孔现场

定额测编时应注意各工序对应的工作量及其计量单位，还应注意该工序的工作量是否可以累加计算，本次测编时的各工序均为可累加计算的工作，每次钻机就位对应一次钻孔取芯，其取芯量可以作为计算工作量的依据，桩孔取芯量与芯柱数量直接相关，芯柱数量与桩孔直径和钻头直径之差成正比，且实际芯柱个数可通过预先计算得到，即两两搭接的芯柱正好布满桩孔周边时对应的数量。出碴成孔工作的工作量与实际钻习后留在桩孔中的石料体积有关，可以作为工作量计算依据，其实际体积可以通过计算得到，但注意到本次测编时采用的出碴办法是十字交叉分割孔分割留下的石料，故此时还需考虑钻机就位和钻孔取芯的工作，实际取芯量比预计的只取周边要大，但依然是可以计算获得的。

实际测编过程中还需注意的是工人工作强度系数，为应对施工单位工人在测编过程中实际出工不出力的情况，施工单位与定额测编单位协商后采取全程录像取证的方式，确保工人工作强度与平时无差别。

3 基于预算测编的施工工艺改进

定额测编直接关系到工程的最终定价[5]，施工单位在定额测编过程中应反映出优秀施工的水平，同时还应考虑到施工中可能遇到但测编过程中未出现的情况。本次定额测编过程中未遇到流沙、井侧岩石沿着夹层滑动这类特殊情况，遇到以上情况常采取减少一钻进尺深度、加大护壁钢筋型号及混凝土厚度等措施，这些都会大大增加施工成本。在开挖独立柱基及桩基的过程中，遇到软弱夹层，岩面不平整，水磨钻施工难度大，需先将岩面凿平，以便于水磨钻机操作。因此，测编过程中应根据实际情况考虑可能出现的特殊施工条件。

水磨钻施工过程中出碴时可考虑采用十字交叉分割孔分割留下的石料，也可以考虑采用人工破碎的办法清理，还可以对留下部分进行机械切割以提高施工效率，各种施工工艺都将对实际测编结果造成影响，也可以成为施工企业工艺水平改进的利益增长点。考虑各种工艺对实际人工消耗与材料、机械消耗量的影响，综合分析，可以为水磨钻施工工艺的改进提出合适的建议。

4 结 语

水磨钻施工工艺在人工挖孔桩成孔施工当中不是初次使用，但由于没有进行系统的定额测编，本次施工过程中采取现场测编的方式进行定额的测定不失为一种能解决实际问题的方法。系统地考虑各种因素的影响，进行地方定额的测编是对这种施工工艺的认可，也是推广这种施工工艺的必然途径。