小直径浅孔微差爆破技术在人工挖孔桩中的应用

黄炳周

（福建省水利水电工程局有限公司　福建　泉州　362000）

小直径浅孔微差爆破技术在人工挖孔桩中的应用

黄炳周

（福建省水利水电工程局有限公司福建泉州362000）

在设计时，为了使基础的承载力得到提高，通常会在岩石中的岩层内设置基础的持力，在对岩层进行施工时，经常使用到的一种方法是爆破法。在使用爆破技术之前，必须完全掌握爆破技术，避免在实行过程中出现安全事故或者建筑物的持力层和沉降不符合要求。本文通过案例进行分，探讨小直径浅孔微差爆破技术在人工挖孔桩中的应用。

小直径；爆破技术；人工挖孔桩

由于人工挖孔桩在安全方面存在着一些问题，在施工方面需要采取有效的安全措施，对于人工挖孔桩的施工技术的使用，是目前工程建设中的重要问题。孔深超过15m，是属于限制工艺，孔深在15m范围内，可以使用人工挖孔灌注桩，人工挖孔灌注桩相对于其它桩型来讲，更加适用，它能够将其它桩型的缺陷很好的克服。但是使用人工挖孔灌注桩必须要保证人员的安全。在山坡地区，由于岩层比较厚，其它桩型根本无法克服，但是人工挖孔灌注桩能够再现生命力，并能够克服许多由于地质条件影响产生的问题，进行人工挖孔桩最主要的就是做好安全措施。

1　工程概况

莆田万辉世纪城一期位于莆田市城厢区龙桥办泗华荔城北路。万辉世纪城一期建筑用地面积为68701.08m2。共19幢建筑（1#～19#楼），其中15#～19#楼11层、14#楼16层、12#楼18层均采用人工挖孔桩，1#～8#楼下设一层地下室。本工程的建筑结构为钢筋混凝土结构，基础是采用人工挖孔桩，桩径为φ10cm～16cm。设计桩的有效长度不能低于5m，桩端使用中风化与微风化如岩，设计桩的数量为660枚，护壁所使用的混凝土为C25钢筋混凝土，根据桩身来对混凝土进行相同的标号，护壁的厚度为1.5cm。其中1#～8#楼下设一层地下室，先将基坑土方进行开挖，然后再对桩基进行施工，基坑的深度为56cm，其中一侧楼与山边靠近，而且大部分桩都已经入岩，其中有一部分桩与设计要求的有效桩长不符合，这使得该工程的基础桩的桩端都需要进入到微风化岩层和中风化岩层[1]。西侧和万辉世纪城二期毗邻，建筑物与基坑的最小距离为150cm。

根据该工程的地质勘查报告了解到，在工程项目建筑范围内没有不良地质存在，比如坍孔、涌泥、落石、流沙等情况都不会发生。工程项目建筑的地层主要由微风化花岗斑石、全风化花岗斑石、填土、淤泥、粉质粘土、强风化花岗斑石、泥质粉砂、卵石等构成。

2　爆破技术设计

该工程人工挖孔桩的桩径大部分为φ10cm，少部分桩径为12cm，有效桩的长度应当设计为超过50cm，设计桩持力层要设置在中风化花岗岩内，由于1#～8#楼下设一层地下室，必须现对基坑土方进行开挖，然后再对桩基进行施工，这样在开孔之后就立即使用爆破技术进行施工，由于有效桩长的长度必须为50cm以上，所以持力层必须设置在中风化花岗岩和微风化花岗岩上。桩深度大部分都在150cm的范围之内，1#～8#楼成桩的深度在50cm之上[2]。持力层的总共爆破工程接近6000m2。人工挖空桩中使用爆破技术进行施工时，会受到自由面和作业面的影响，由于岩石具有较大的夹制力，在中风化花岗岩上层的地段进行成孔时，会因为地质条件因素，导致护壁的抗震能力较弱。根据这种情况可以发现，在对孔桩进行入岩爆破时，使用小直径浅孔微差爆破技术更为合适。对于多桩承台，要使用跳桩进行施工，以免出现多桩串孔的情况。

2.1中心孔掏槽布置

在桩位的中心位置设置一个炮孔，在桩位的周围均匀的布置周边炮孔，在进行爆破时，现将中间的炮孔爆破，然后再爆破四周的炮孔，对周边炮孔的爆破需要根据爆破的顺序来进行，主要有分段爆破和同时爆破两种，炮孔的布置以及爆破的顺序如图1～2所示[3]。

图1　周边孔同时起爆示意图

图2　周边孔分段起爆示意图

2.2爆破参数的设计

桩基入岩的爆破参数的设计需要依据爆破孔桩的直径大小、岩石的性质、岩石的结构、岩石的风化程度、岩石的变形性、岩石的内聚力、所用炸药的性能，岩石的裂隙性以及岩石的动力特性来确定。通过以往对高层建筑孔桩进行施工总结出来的经验，并对矿山竖井开挖的爆破参数进行参考，将爆破参数适当的修正，得出以下单位用药量的系数q值见表1。

2.3炮眼布置

使用小直径孔桩爆破技术时，工作面通常是使用1～2个掏槽眼，5～7个周边眼来进行爆破的。掏槽眼的布置应当按照锥形来布置，倾斜的角度在10～15°的范围内，周边眼的布置应当按照垂直眼来布置，距离孔桩护壁15cm的距离进行布置。当出现扩大头孔桩的情况时，周边眼布置时应当比扩大头的倾斜角度小5～10°，这样能够保证扩大头围岩的稳定性[4]。炮眼的制造应当使用气动凿岩机来进行。

表1　单位用药量系数q值

2.4打孔

使用风钻进行钻孔，钻孔的直径应当为3.8～4.5cm，钻孔的深度应当为10cm，风钻供风应当使用6～10m3，风压力应当为0.5MPa。

2.5爆破计算

炮眼的深度为10cm，钻孔的直径为3.8～4.5cm，孔跟随为40cm，即L=10cm，A=0.4m，B=0.4m，不同的岩层所使用的炮眼炸药的量也不同。

（1）强～中风化层所使用的炮眼炸药用量为：

炮眼布置需要在距离桩孔护壁15cm的周边布置，在桩中心布置一个炮眼，周边炮眼与桩中心炮眼要在一个平面上，使开挖面平整，中心炮眼应当超钻1cm。10cm桩孔内应当布置6个炮眼，12cm直径的桩孔内应当布置8个炮眼。单位体积所使用的炮眼炸药用量为：

10cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=74×6=444（g）

12cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=74×8=592（g）

（2）中～微风化层所使用的炮眼炸药用量为：

10cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=95×6=570（g）

12cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=95×8=760（g）

（3）微风化层所使用的炮眼炸药用量为：

10cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=127×6=762（g）

12cm桩孔内单位体积所使用的炮眼炸药用量=127×8=1016（g）

2.6装药

装药之前先要将炮眼清理干净，检查合格之后才可以进行装药。装药需要严格按照要求来进行，不能使用不符合规定要求的爆破材料，对于装药的药量也要进行严格控制。

3　爆破器材选型

3.1炸药

对炸药的选择要选择防水性能较好的炸药，炸药的威力不宜太大也不宜太小，选择合适威力的炸药以保证在爆破中成孔护壁的稳定性。

3.2雷管

选用电雷管网络，并要使用绝缘性能较好的接头，为了使爆破能达到较好的效果，保证护壁的稳定性，可以使用秒延期雷管。

3.3起爆器

起爆器要选择正规厂家生产的具有合格证明的起爆器，比如MFD-200型号起爆器。起爆能源应当使用毫秒差电雷管，进行正向爆破。

4　安全技术措施

4.1爆破地震和飞石控制

孔桩护壁通常使用的护壁为C25钢筋混凝土，在浇筑5d之后，就可以进行爆破而且对护壁不会造成影响。在爆破时应当注意不能在未达龄期的孔桩内20m的范围进行爆破[5]。在爆破孔桩内使用砂袋垫高，以便爆破后气体的排除，然后将孔口使用铁板盖住，再用砂袋压住孔口，防止飞石从中飞出。

4.2爆破防漏电措施

在装药之前，要将电气设备全部提升到地面，在装药过程中，必须保证接头的绝缘性，在拖地时不能与泥水接触，不能在雷雨天进行爆破。

4.3爆破器材安全管理

对于爆破器材要进行严格的安全管理，必须要找要求进行存放、使用和回收，在进行爆破之前应当将爆破器材分类，并分别防止，在运输过程中，要防止爆破器材发生碰撞。

4.4设立安全警戒线

在爆破时要设立安全警戒线，安全一道警戒线设置的范围应当在爆破区中心以外的50m，二道警戒线设置在中心外的200m。在爆破进行时，不能再进行其它施工，其它人员要撤离爆破现场。

5　结束语

通过案例可以证明，人工挖孔桩在使用爆破技术时，只要做好安全措施，将能够发挥很好的效果。小直径浅孔微差爆破技术与人工挖孔相结合，能够解决工程中的重要难题，值得在类似工程中被使用。

[1]黄卓新，向维峰，潘浩，等.分段微差爆破技术在桥梁人工挖孔桩中的应用[J].公路工程，2012，37（2）：112～114，127.

[2]刘海霞.爆破技术在人工挖孔桩嵌岩施工中的应用[J].青海交通科技，2011，26（6）：43～44.

[3]葛贵伟，张计璨.控制爆破技术在人工挖孔桩工程中的应用[J].露天采矿技术，2010，34（4）：10～11.

[4]钟茂林.微差爆破技术在和平里二期人工挖孔桩中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，56（18）：64，51.

[5]李秀丽.爆破技术在人工挖孔桩成孔应用[J].科技传播，2011，18（16）：116～117.

TU753.3

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1673-0038（2015）27-0069-02

2015-6-20