广东爆破工程有限公司 广州 510000
摘要：本文以广州某专用设备生产基地项目为背景，针对冲孔灌注桩施工中遇到孤石的情况，提出超前爆破技术，并对超前爆破施工工艺进行了阐述，该技术的成功应用，节约了成本、缩短了工期、保证了质量，为今后类似问题的解决积累了宝贵经验。
关键词：超前爆破；冲孔灌注桩；孤石；参数设计
冲孔灌注桩因适用地质条件广、施工简单易操作且设备投入一般不大，得以广泛应用，但在施工中一个经常遇见且较难解决的问题就是遇到孤石的处理，由于孤石的分布无规律、强度高、埋藏深度、数量、大小不一，按照目前常规的施工方法在有限机械设备条件下，成功穿越孤石不是一件容易的事。目前比较有效的一种处理方法是采用人工开挖至孤石面进行爆破处理，而本项目引入超前爆破方法，即在勘测中发现桩内存在孤石后，先采用爆破方式对桩内孤石进行破碎，而后进行冲孔施工的一种方法。
1 工程概况
广州某专用生产基地项目位于广州开发区内，项目总用地面积63710.00㎡，其基础类型有冲孔灌注桩和预应力管桩，其中Φ800mm冲孔灌注桩170条，Φ1000mm冲孔灌注桩45条。据前期地勘报告显示，其中部分桩基位有孤石存在，有的呈串状。根据以往经验，冲孔灌注桩在冲孔施工中遇到孤石时，易发生卡钻、偏孔等，成孔速度也较慢，严重影响工期、增加成本。本工程我们引入了超前爆破方法，很好的解决了此问题。
2施工原理
岩石可被炸药爆炸时释放出的冲击波和爆炸气体膨胀压力综合作用下所破碎，但由于此爆破时需要破碎的孤石在地下封闭环境中（没有临空面），所有我们只能借助孤石周围存在着的软弱不均匀介质，这种软弱介质（淤泥、粘土等）一般具有可压缩性，一方面我们利用其这种性质来创造新的临空面，另一方面，爆炸应力波在该两种不同介质界面上形成的反射应力波使需爆破破碎岩体产生片落径向裂纹的扩展，从而达到使孤石破碎的效果。
3 爆破参数
3.1单耗计算
炸药单耗采用下式计算：
q=k·q0
式中q0—水下钻孔爆破单耗，q0=0.45+（0.05~0.15）H，其中H为水深（m）；
k —地下岩体校正系数（与岩性、埋深及周边介质有关的系数），取1.0~2.0。
本工程取：H=15m，k=1.5，水深系数0.10，所以本工程炸药单耗：
q=k·q0=1.5×(0.45+0.10×15)=2.93kg/m3
炸药单耗随着岩层厚度和埋深的增加应适当增大。在爆破作业过程可参照上述数据试爆后，针对爆破振动情况和爆破效果进行爆破参数的调整。
3.2钻孔设备及形式
由于本工程需要爆破处理的岩石最深位于地表以下约15m的位置，结合本工程的特殊性以及现有的机械设备和技术力量，可采用地质钻机进行钻孔。
采用地质钻机钻孔，钻孔孔径均为91mm，成孔后下直径75mm的PVC套管进行护孔。
为了便于施工和准确控制钻孔方向，采用垂直钻孔形式。
3.3布孔形式
0.80m~1.00m桩径：孤石厚度≤2.0m，只在桩中心位置布置一个爆破孔。
0.80m~1.00m桩径：2.0m<孤石厚度，布置三个爆破孔，以桩中心位置为中心呈等边三角形布置，三角形边长为0.60m。
3.4施工工艺
地质勘察→爆破设计→测量定位、确定孔深→钻机就位→钻孔→成孔冲洗→套PVC管护孔→测量验孔→警戒、装药→连线、回填→平台撤离、覆盖防护→清场警戒→起爆信号→起爆→爆破效果检查→解除警戒→冲孔施工。
4 控制要点
4.1施工准备
1、了解地质勘察资料，了解桩基础内孤石所处深度、岩石强度等，编制施工方案。
2、办理爆破行政许可手续，并组织爆破作业人员进行准备工作。
3、准备钻机、PVC管等机械、材料。
4.2钻孔
1、孔位布置、钻机就位是钻孔的关键环节，其直接影响到钻孔质量，进而影响爆破效果。钻孔工人根据现场技术员放好的孔位点进行钻机定位、调整角度等，根据设计要求进行钻孔。
2、钻孔施工时，须有经验的钻工严格按现场工程师的要求钻孔，每次钻到孤石后，按炮孔编号详细记录孤石面的标高，贯穿孤石后，记录孤石底部标高，以确定孤石的厚度。钻孔时必须作好记录。各个钻孔取出的岩芯分别放置，进行拍照、记录及进行技术分析。
4.3护孔
由于岩石上面的覆盖地层常含有淤泥层、砂层、粘土层等非岩层，非常容易造成塌孔，并且不是钻好一个孔马上装药爆破，所以当一个孔完成后，保护孔的完好就显得尤为重要。在钻孔质量达到设计要求时，可在钻好的孔内放置PVC套管进行护孔，防止岩面覆盖层坍塌及异物掉入孔内而造成废孔。为防止泥浆、细砂等渗入管内，套管下端必须用堵头密封。考虑到原孔内泥浆的浮力，下管的同时可向管内注入清水，使套管到位并固定。
4.4 装药
炮孔验收合格后，对装药爆区范围内设置警戒，开始加工药包。根据钻孔队钻孔过程中记录的钻孔参数和验孔情况，提前确定装药位置和装药形式并计算好药包长度，将炸药和雷管装入75mmPVC管内并固定在指定的位置。由于孔内有水及少量泥浆，为了顺利装药，需对药包适当配重。
4.5安全防护
药包就位且固定后，开始进行堵塞。严禁使用铁器冲击炮孔内药包，雷管。套管内外均用粒径0.2cm的碎石堵塞密实，防止泥浆喷出和套管的突起。地下爆破不会有飞石产生，只有在爆破后产生的高压气体会将炮孔内的泥浆压出孔外，为了防止涌出的泥浆飞溅，采取如下联合防护体系，如图2所示。如果本次爆区周围已经实施过爆破作业，则需对其周围的爆破残孔用砂袋覆盖，防止泥浆喷射。
5结语
在冲孔桩施工遇到孤石时，引入超前爆破技术，可提前对孤石进行爆破破碎，降低冲孔施工难度，节约工期，并且该技术施工安全可靠，可有效控制爆破飞石、空气冲击波等爆破有害效应。此方法适应范围广，可适应不同埋深的孤石，方便灵活，可根据孤石形状、大小具体来爆破孔的数量、深度、装药量等。
参考文献：
[1]詹信群.桩基施工中孤石处理方法[J].广东交通职业技术学院学报2004.3(1),9~11
[2]邓辉.小爆破技术在桥梁桩基施工中的应用[J].铁道建筑技术2010.11,63~66
论文作者:谢红星,李晓东
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/4
标签：冲孔论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 钻机论文; 药包论文; 超前论文; 套管论文; 《基层建设》2016年7期论文;