小直徑淺孔微差爆破技術在人工挖孔樁中的應用

黃炳周

（福建省水利水電工程局有限公司　福建　泉州　362000）

小直徑淺孔微差爆破技術在人工挖孔樁中的應用

黃炳周

（福建省水利水電工程局有限公司福建泉州362000）

在設計時，為了使基礎的承載力得到提高，通常會在巖石中的巖層內設置基礎的持力，在對巖層進行施工時，經常使用到的一種方法是爆破法。在使用爆破技術之前，必須完全掌握爆破技術，避免在實行過程中出現安全事故或者建筑物的持力層和沉降不符合要求。本文通過案例進行分，探討小直徑淺孔微差爆破技術在人工挖孔樁中的應用。

小直徑；爆破技術；人工挖孔樁

由于人工挖孔樁在安全方面存在著一些問題，在施工方面需要采取有效的安全措施，對于人工挖孔樁的施工技術的使用，是目前工程建設中的重要問題。孔深超過15m，是屬于限制工藝，孔深在15m范圍內，可以使用人工挖孔灌注樁，人工挖孔灌注樁相對于其它樁型來講，更加適用，它能夠將其它樁型的缺陷很好的克服。但是使用人工挖孔灌注樁必須要保證人員的安全。在山坡地區，由于巖層比較厚，其它樁型根本無法克服，但是人工挖孔灌注樁能夠再現生命力，并能夠克服許多由于地質條件影響產生的問題，進行人工挖孔樁最主要的就是做好安全措施。

1　工程概況

莆田萬輝世紀城一期位于莆田市城廂區龍橋辦泗華荔城北路。萬輝世紀城一期建筑用地面積為68701.08m2。共19幢建筑（1#～19#樓），其中15#～19#樓11層、14#樓16層、12#樓18層均采用人工挖孔樁，1#～8#樓下設一層地下室。本工程的建筑結構為鋼筋混凝土結構，基礎是采用人工挖孔樁，樁徑為φ10cm～16cm。設計樁的有效長度不能低于5m，樁端使用中風化與微風化如巖，設計樁的數量為660枚，護壁所使用的混凝土為C25鋼筋混凝土，根據樁身來對混凝土進行相同的標號，護壁的厚度為1.5cm。其中1#～8#樓下設一層地下室，先將基坑土方進行開挖，然后再對樁基進行施工，基坑的深度為56cm，其中一側樓與山邊靠近，而且大部分樁都已經入巖，其中有一部分樁與設計要求的有效樁長不符合，這使得該工程的基礎樁的樁端都需要進入到微風化巖層和中風化巖層[1]。西側和萬輝世紀城二期毗鄰，建筑物與基坑的最小距離為150cm。

根據該工程的地質勘查報告了解到，在工程項目建筑范圍內沒有不良地質存在，比如坍孔、涌泥、落石、流沙等情況都不會發生。工程項目建筑的地層主要由微風化花崗斑石、全風化花崗斑石、填土、淤泥、粉質粘土、強風化花崗斑石、泥質粉砂、卵石等構成。

2　爆破技術設計

該工程人工挖孔樁的樁徑大部分為φ10cm，少部分樁徑為12cm，有效樁的長度應當設計為超過50cm，設計樁持力層要設置在中風化花崗巖內，由于1#～8#樓下設一層地下室，必須現對基坑土方進行開挖，然后再對樁基進行施工，這樣在開孔之后就立即使用爆破技術進行施工，由于有效樁長的長度必須為50cm以上，所以持力層必須設置在中風化花崗巖和微風化花崗巖上。樁深度大部分都在150cm的范圍之內，1#～8#樓成樁的深度在50cm之上[2]。持力層的總共爆破工程接近6000m2。人工挖空樁中使用爆破技術進行施工時，會受到自由面和作業面的影響，由于巖石具有較大的夾制力，在中風化花崗巖上層的地段進行成孔時，會因為地質條件因素，導致護壁的抗震能力較弱。根據這種情況可以發現，在對孔樁進行入巖爆破時，使用小直徑淺孔微差爆破技術更為合適。對于多樁承臺，要使用跳樁進行施工，以免出現多樁串孔的情況。

2.1中心孔掏槽布置

在樁位的中心位置設置一個炮孔，在樁位的周圍均勻的布置周邊炮孔，在進行爆破時，現將中間的炮孔爆破，然后再爆破四周的炮孔，對周邊炮孔的爆破需要根據爆破的順序來進行，主要有分段爆破和同時爆破兩種，炮孔的布置以及爆破的順序如圖1～2所示[3]。

圖1　周邊孔同時起爆示意圖

圖2　周邊孔分段起爆示意圖

2.2爆破參數的設計

樁基入巖的爆破參數的設計需要依據爆破孔樁的直徑大小、巖石的性質、巖石的結構、巖石的風化程度、巖石的變形性、巖石的內聚力、所用炸藥的性能，巖石的裂隙性以及巖石的動力特性來確定。通過以往對高層建筑孔樁進行施工總結出來的經驗，并對礦山豎井開挖的爆破參數進行參考，將爆破參數適當的修正，得出以下單位用藥量的系數q值見表1。

2.3炮眼布置

使用小直徑孔樁爆破技術時，工作面通常是使用1～2個掏槽眼，5～7個周邊眼來進行爆破的。掏槽眼的布置應當按照錐形來布置，傾斜的角度在10～15°的范圍內，周邊眼的布置應當按照垂直眼來布置，距離孔樁護壁15cm的距離進行布置。當出現擴大頭孔樁的情況時，周邊眼布置時應當比擴大頭的傾斜角度小5～10°，這樣能夠保證擴大頭圍巖的穩定性[4]。炮眼的制造應當使用氣動鑿巖機來進行。

表1　單位用藥量系數q值

2.4打孔

使用風鉆進行鉆孔，鉆孔的直徑應當為3.8～4.5cm，鉆孔的深度應當為10cm，風鉆供風應當使用6～10m3，風壓力應當為0.5MPa。

2.5爆破計算

炮眼的深度為10cm，鉆孔的直徑為3.8～4.5cm，孔跟隨為40cm，即L=10cm，A=0.4m，B=0.4m，不同的巖層所使用的炮眼炸藥的量也不同。

（1）強～中風化層所使用的炮眼炸藥用量為：

炮眼布置需要在距離樁孔護壁15cm的周邊布置，在樁中心布置一個炮眼，周邊炮眼與樁中心炮眼要在一個平面上，使開挖面平整，中心炮眼應當超鉆1cm。10cm樁孔內應當布置6個炮眼，12cm直徑的樁孔內應當布置8個炮眼。單位體積所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=74×6=444（g）

12cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=74×8=592（g）

（2）中～微風化層所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=95×6=570（g）

12cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=95×8=760（g）

（3）微風化層所使用的炮眼炸藥用量為：

10cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=127×6=762（g）

12cm樁孔內單位體積所使用的炮眼炸藥用量=127×8=1016（g）

2.6裝藥

裝藥之前先要將炮眼清理干凈，檢查合格之后才可以進行裝藥。裝藥需要嚴格按照要求來進行，不能使用不符合規定要求的爆破材料，對于裝藥的藥量也要進行嚴格控制。

3　爆破器材選型

3.1炸藥

對炸藥的選擇要選擇防水性能較好的炸藥，炸藥的威力不宜太大也不宜太小，選擇合適威力的炸藥以保證在爆破中成孔護壁的穩定性。

3.2雷管

選用電雷管網絡，并要使用絕緣性能較好的接頭，為了使爆破能達到較好的效果，保證護壁的穩定性，可以使用秒延期雷管。

3.3起爆器

起爆器要選擇正規廠家生產的具有合格證明的起爆器，比如MFD-200型號起爆器。起爆能源應當使用毫秒差電雷管，進行正向爆破。

4　安全技術措施

4.1爆破地震和飛石控制

孔樁護壁通常使用的護壁為C25鋼筋混凝土，在澆筑5d之后，就可以進行爆破而且對護壁不會造成影響。在爆破時應當注意不能在未達齡期的孔樁內20m的范圍進行爆破[5]。在爆破孔樁內使用砂袋墊高，以便爆破后氣體的排除，然后將孔口使用鐵板蓋住，再用砂袋壓住孔口，防止飛石從中飛出。

4.2爆破防漏電措施

在裝藥之前，要將電氣設備全部提升到地面，在裝藥過程中，必須保證接頭的絕緣性，在拖地時不能與泥水接觸，不能在雷雨天進行爆破。

4.3爆破器材安全管理

對于爆破器材要進行嚴格的安全管理，必須要找要求進行存放、使用和回收，在進行爆破之前應當將爆破器材分類，并分別防止，在運輸過程中，要防止爆破器材發生碰撞。

4.4設立安全警戒線

在爆破時要設立安全警戒線，安全一道警戒線設置的范圍應當在爆破區中心以外的50m，二道警戒線設置在中心外的200m。在爆破進行時，不能再進行其它施工，其它人員要撤離爆破現場。

5　結束語

通過案例可以證明，人工挖孔樁在使用爆破技術時，只要做好安全措施，將能夠發揮很好的效果。小直徑淺孔微差爆破技術與人工挖孔相結合，能夠解決工程中的重要難題，值得在類似工程中被使用。

[1]黃卓新，向維峰，潘浩，等.分段微差爆破技術在橋梁人工挖孔樁中的應用[J].公路工程，2012，37（2）：112～114，127.

[2]劉海霞.爆破技術在人工挖孔樁嵌巖施工中的應用[J].青海交通科技，2011，26（6）：43～44.

[3]葛貴偉，張計璨.控制爆破技術在人工挖孔樁工程中的應用[J].露天采礦技術，2010，34（4）：10～11.

[4]鐘茂林.微差爆破技術在和平里二期人工挖孔樁中的應用[J].建筑工程技術與設計，2014，56（18）：64，51.

[5]李秀麗.爆破技術在人工挖孔樁成孔應用[J].科技傳播，2011，18（16）：116～117.

TU753.3

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1673-0038（2015）27-0069-02

2015-6-20