樁基挖孔劈裂施工技術探究

胡振榮 呂會軍

(浙江正方交通建設有限公司，浙江 金華 321025）

人工挖孔樁施工中巖層地質以往多采用爆破和風鎬進行施工。采用爆破進行孔內的石方開挖安全性比較低，且現今國家對炸藥的使用審批相當嚴格；采用風鎬進行破碎，對于一些軟石施工效率尚可，而巖性堅硬的石方施工效率就大大降低。采用新型的劈裂工藝進行挖孔樁石方的開挖，無需爆破，破碎時不會產生壓力波，也沒有振動、噪音和粉塵，且施工效率高。

一、人工挖孔劈裂施工技術適用范圍。

1、劈裂施工技術適用于石質人工挖孔樁開挖，尤其硬石效果更明顯。劈裂工藝，純利用物理原理進行，針對石材抗拉能力差的弱點通過楔塊擴大推理的進行。

2、對于安全性要求較高的區域，不能采用爆破施工，風鎬施工效率比較低，采用劈裂施工技術就解決了這一難題。

二、挖孔樁劈裂施工技術工藝原理

利用劈裂機、水鉆和風鉆的成套使用，先在樁孔石方中間由水鉆取出一個大孔，然后利用風鉆在大孔周圍分布小孔，在小孔內利用劈裂機進行劈裂作業，分解石料，從而進行挖孔。

劈裂機（圖1）主要利用液壓和楔塊原理（圖2）增大作用力，從而達到對石方的劈裂的效果。

圖1 劈裂機

圖2 劈裂頭楔塊

三、挖孔樁劈裂施工技術特點

1、代替炸藥人工挖巖石孔樁,施工過程無爆破，安全性高無污染。采用劈裂工藝進行挖孔樁石方開挖，其過程無振動、無沖擊、無噪音，無粉塵。

2、成孔質量高，擴孔率小。采用劈裂機進行樁孔內石方開挖，其開挖的界面完全由鉆孔的位置決定，其劈裂的尺寸準確，從而保證了成孔的質量。

3、施工速度快，成本低。劈裂工藝不計打孔僅僅需要數秒鐘，且一個劈裂機可同時帶多個劈裂頭，工作效率高，設備操作簡單、維護保養方便。

四、挖孔樁劈裂施工技術藝流程及操作要點

1、施工工藝流程（圖 3）

圖3 挖孔樁石方劈裂施工工藝流程圖

2、施工準備

1）檢查劈裂機等設備的狀態，保證設備良好，能夠正常使用。仔細核實劈裂機的性能，確定劈裂能力，獲取最大劈裂距離和深度。

2）布孔時，大孔居中，小孔分布周圍；從內圈至外圈間距逐漸增大，最大間距不超過設備能力；樁徑邊緣位置為了控制尺寸，密度適當增大。

3）根據布孔的形式，在樁孔內進行標識，以控制鉆孔的位置。

3、鉆大孔

1）鉆大孔根據空間的大小，可選用手持式或固定式水鉆，其鉆頭直徑選擇10cm或者15cm。

2）取孔的長度不低于50cm，并大于劈裂頭長度的2倍；以滿足臨空面和保證劈裂空間的要求，從而保證工作效率。

3）布孔形式分三種：第一種--對于小直徑的樁基可鉆一個大孔，周邊以圓周的形式布設小孔（圖4）；第二種--大直徑的樁基根據需要可分布2-3個大孔（圖5），中間位置散布小孔，周邊盡量以圓周的形式布設小孔，以滿足樁徑尺寸的控制。第三種--對于方形樁可按方形布設。

4小樁徑布孔示意圖

5大樁徑布孔示意圖

4、鉆小孔

1）圍繞大孔的周圍用風槍鉆孔，鉆孔位置應按照打孔布設圖執行；孔徑以劈裂機的型號而定，一般直徑為38～42mm。

2）按照布孔的設計，一次性施打完畢；鉆小孔后使用預先準備好的鋼筋插入比試，以保證鉆孔深度滿足劈裂機的要求。

3）小孔的深度必須大于劈裂頭長度的2倍。

4）樁徑處打小孔時，其方向宜向樁基外傾斜，傾斜角度不大于5°。

5、劈裂作業

1）劈裂工藝可一個孔一個孔的進行，也可多個劈裂頭同時進行；同時進行劈裂時應按照布孔在半圓內進行。劈裂作業如圖6。

2）劈裂頭插入必須保證其劈裂的方向正確，楔塊的平整面應于石方開裂方向在同一直線上。

圖6 劈裂作業圖

3）內圈劈裂完成后，應用撬棍把石塊裂縫加大，以保證下一圈的劈裂臨空面。

4）劈裂前將中心楔塊伸出，在受力表面以及外楔塊內槽內，涂抹專用潤滑脂（圖7）。每使用5～10次，在外楔塊處涂抹一次，以充分減少摩擦，增大實際劈裂力。

圖7 楔塊內槽涂抹潤滑油

5）劈裂完成后，打開回油閥退出中楔塊，才能將劈裂頭取出。

6、石塊清理外運

1）石塊清理時，利用吊桶進行，每桶裝石塊的數量以不超出桶沿為宜。

2）較大石塊應進一步解小后方能放入桶內吊出。

樁基挖孔采用劈裂施工工藝無需爆破，分裂過程無振動、無沖擊、無噪音，無粉塵，安全性高。成孔尺寸完全符合樁基成孔的要求，施工質量高。工作效率高，投入資源少，可以降低成本30%以上效益明顯。同時，采用本工法避免了爆破產生的炮損賠償的費用。在未來的公路橋梁樁基施工中，基于以上的優點該技術將會得到廣泛應用。

[1]液壓劈裂機在阿爾及利亞沙漠水管線項目中的應用[J].石油天然氣學報，2010(03).

[2]鋼筋混凝土內支撐梁液壓劈裂破除施工技術研究[J].廣東土木與建筑，2011(02).