樁基挖孔劈裂施工技術(shù)探究

胡振榮 呂會(huì)軍

(浙江正方交通建設(shè)有限公司，浙江 金華 321025）

人工挖孔樁施工中巖層地質(zhì)以往多采用爆破和風(fēng)鎬進(jìn)行施工。采用爆破進(jìn)行孔內(nèi)的石方開挖安全性比較低，且現(xiàn)今國(guó)家對(duì)炸藥的使用審批相當(dāng)嚴(yán)格；采用風(fēng)鎬進(jìn)行破碎，對(duì)于一些軟石施工效率尚可，而巖性堅(jiān)硬的石方施工效率就大大降低。采用新型的劈裂工藝進(jìn)行挖孔樁石方的開挖，無需爆破，破碎時(shí)不會(huì)產(chǎn)生壓力波，也沒有振動(dòng)、噪音和粉塵，且施工效率高。

一、人工挖孔劈裂施工技術(shù)適用范圍。

1、劈裂施工技術(shù)適用于石質(zhì)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(jìn)行，針對(duì)石材抗拉能力差的弱點(diǎn)通過楔塊擴(kuò)大推理的進(jìn)行。

2、對(duì)于安全性要求較高的區(qū)域，不能采用爆破施工，風(fēng)鎬施工效率比較低，采用劈裂施工技術(shù)就解決了這一難題。

二、挖孔樁劈裂施工技術(shù)工藝原理

利用劈裂機(jī)、水鉆和風(fēng)鉆的成套使用，先在樁孔石方中間由水鉆取出一個(gè)大孔，然后利用風(fēng)鉆在大孔周圍分布小孔，在小孔內(nèi)利用劈裂機(jī)進(jìn)行劈裂作業(yè)，分解石料，從而進(jìn)行挖孔。

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

圖1 劈裂機(jī)

圖2 劈裂頭楔塊

三、挖孔樁劈裂施工技術(shù)特點(diǎn)

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(jìn)行挖孔樁石方開挖，其過程無振動(dòng)、無沖擊、無噪音，無粉塵。

2、成孔質(zhì)量高，擴(kuò)孔率小。采用劈裂機(jī)進(jìn)行樁孔內(nèi)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(zhǔn)確，從而保證了成孔的質(zhì)量。

3、施工速度快，成本低。劈裂工藝不計(jì)打孔僅僅需要數(shù)秒鐘，且一個(gè)劈裂機(jī)可同時(shí)帶多個(gè)劈裂頭，工作效率高，設(shè)備操作簡(jiǎn)單、維護(hù)保養(yǎng)方便。

四、挖孔樁劈裂施工技術(shù)藝流程及操作要點(diǎn)

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(zhǔn)備

1）檢查劈裂機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)，保證設(shè)備良好，能夠正常使用。仔細(xì)核實(shí)劈裂機(jī)的性能，確定劈裂能力，獲取最大劈裂距離和深度。

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

3）根據(jù)布孔的形式，在樁孔內(nèi)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以控制鉆孔的位置。

3、鉆大孔

1）鉆大孔根據(jù)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(zhǎng)度不低于50cm，并大于劈裂頭長(zhǎng)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(duì)于小直徑的樁基可鉆一個(gè)大孔，周邊以圓周的形式布設(shè)小孔（圖4）；第二種--大直徑的樁基根據(jù)需要可分布2-3個(gè)大孔（圖5），中間位置散布小孔，周邊盡量以圓周的形式布設(shè)小孔，以滿足樁徑尺寸的控制。第三種--對(duì)于方形樁可按方形布設(shè)。

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(fēng)槍鉆孔，鉆孔位置應(yīng)按照打孔布設(shè)圖執(zhí)行；孔徑以劈裂機(jī)的型號(hào)而定，一般直徑為38～42mm。

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

3）小孔的深度必須大于劈裂頭長(zhǎng)度的2倍。

4）樁徑處打小孔時(shí)，其方向宜向樁基外傾斜，傾斜角度不大于5°。

5、劈裂作業(yè)

1）劈裂工藝可一個(gè)孔一個(gè)孔的進(jìn)行，也可多個(gè)劈裂頭同時(shí)進(jìn)行；同時(shí)進(jìn)行劈裂時(shí)應(yīng)按照布孔在半圓內(nèi)進(jìn)行。劈裂作業(yè)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(yīng)于石方開裂方向在同一直線上。

圖6 劈裂作業(yè)圖

3）內(nèi)圈劈裂完成后，應(yīng)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(nèi)槽內(nèi)，涂抹專用潤(rùn)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(shí)際劈裂力。

圖7 楔塊內(nèi)槽涂抹潤(rùn)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(yùn)

1）石塊清理時(shí)，利用吊桶進(jìn)行，每桶裝石塊的數(shù)量以不超出桶沿為宜。

2）較大石塊應(yīng)進(jìn)一步解小后方能放入桶內(nèi)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(dòng)、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(zhì)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(shí)，采用本工法避免了爆破產(chǎn)生的炮損賠償?shù)馁M(fèi)用。在未來的公路橋梁樁基施工中，基于以上的優(yōu)點(diǎn)該技術(shù)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

[1]液壓劈裂機(jī)在阿爾及利亞沙漠水管線項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010(03).

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