孔樁爆破設(shè)計與施工探討

鄧星

摘 要：許多工程施工都需要進(jìn)行孔樁爆破，而爆破的相關(guān)參數(shù)是施工質(zhì)量的關(guān)鍵，文章探討了孔樁爆破過程中的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，討論了其設(shè)計注意事項(xiàng)和相關(guān)的關(guān)鍵施工技術(shù)，以提高孔樁爆破的施工質(zhì)量，增加爆破施工的安全性，推動規(guī)范化發(fā)展，為今后的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：孔樁爆破；設(shè)計；施工；爆破參數(shù)

中圖分類號：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0136-02

挖孔樁技術(shù)在我國的應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代開始的，其灌注樁的特點(diǎn)是施工不需要機(jī)械、具有較高單樁承載力、沒有噪音、適應(yīng)性強(qiáng)、造價低、對周圍建筑影響較小、工期控制容易、速度快等，其應(yīng)用越來越多，被廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)工程施工過程中。在開挖孔樁的過程中，有一些地方難以人工完成，則需要進(jìn)行孔樁爆破。探討孔樁爆破中的各項(xiàng)參數(shù)，選擇合理的炸藥卷直徑，同時保證炸藥性能，為高效、合理、經(jīng)濟(jì)、安全的施工提供保障。

1 孔樁爆破的開挖特點(diǎn)

在許多工程施工中，比如高層建筑、公用建筑以及水工結(jié)構(gòu)建筑等，在其基礎(chǔ)部分施工中均要需要應(yīng)用挖孔擴(kuò)底樁。開挖孔樁的時候，隨著開挖深度的不斷增加，往往需要經(jīng)過微風(fēng)化巖層及中風(fēng)化巖層，一般在8～20之間的普氏系數(shù)（巖石硬度f），如果采用機(jī)械進(jìn)行處理，則不僅速度比較慢，而且處理造價很高，實(shí)際操作效益不高，一般情況下都采用爆破的方法進(jìn)行處理。挖孔的直徑一般在80 cm以上，挖孔擴(kuò)底樁也需要保證80 cm以上的直徑，深度均在20～40 cm之間。有的工程由于受到環(huán)境的限制，比如施工現(xiàn)場附近存在居民樓、在建建筑、危房、地鐵等，這些都是需要給予重點(diǎn)保護(hù)的，因此給爆破工藝提供了更高的要求。同時，爆破施工往往場地狹小、具有較大的高峰期強(qiáng)度、以及工期較緊等特點(diǎn)，更是需要高超的爆破施工工藝提供保障。此外，地下水也是孔樁施工中的經(jīng)常存在的干擾因素，以及開挖與工程緊密結(jié)合的特點(diǎn)，也要求施工組織要嚴(yán)密、爆破施工要保證安全、施工要高效。爆破施工過程中，不能對其它建筑物及工程造成任何影響，也不能影響到居民生活，更不能危及到大家的安全。

2 爆破參數(shù)設(shè)計

在進(jìn)行孔樁爆破設(shè)計時，一定要把握兩頭帶中間，根據(jù)炮孔的作用，對炮孔的布置和參數(shù)的設(shè)計基于最優(yōu)化?？讟侗浦械谋菩Ч?，很大程度上取決于掏槽的方式，結(jié)合實(shí)際工程的爆破設(shè)計應(yīng)用，掏槽方式一般都選擇錐形小角度掏槽或中空孔掏槽。

2.1 炮孔的直徑（D）

炮孔的直徑一般均采用36～43 mm，在進(jìn)行挖孔灌注樁的施工過程中，如果出現(xiàn)樁內(nèi)積水，則炸藥大多選用乳化的，這種炸藥能夠起到很好的抗水作用，同時還能夠保證取得優(yōu)秀的爆破效果，此外爆破中煙少減小了毒性，使用比較安全，就是淋水作業(yè)等特殊爆破也能夠適用。在掘進(jìn)爆破中使用乳化炸藥時，可進(jìn)行耦合裝藥，這樣可以使得爆破效果得到充分保證。

2.2 炮孔的深度（L）

實(shí)際工程在爆破施工中，炮孔深度是一個重要的施工質(zhì)量影響因素，它決定著爆破施工的工作量，直接關(guān)系著完工時間，更為重要的是和爆破效果緊密相連，是掘進(jìn)速度的決定性因素。在選取炮孔深度的時候，要充分考慮鄰樁之間巖壁安全以及襯砌保護(hù)，因此，炮孔深度的選取可按照下面的關(guān)系式進(jìn)行計算：L=（0.3～0.5）D，其中L為炮孔深度，D為炮孔的直徑。

2.3 炸藥的單耗

2.4 炮孔布置

在布置炮孔的過程中，最為關(guān)鍵的是周邊孔和掏槽孔的布置，一般情況下，均為錐形小角度中間空孔掏槽，在進(jìn)行周邊布孔的時候，要結(jié)合光面爆破要求進(jìn)行，在實(shí)際應(yīng)用中按照這種方法進(jìn)行布孔能夠取得很好的效果。

根據(jù)不同的周邊孔、崩落孔及掏槽孔設(shè)定不同的炮孔間距。一般情況下，取300～500 mm為掏槽孔的間距（a1）；采用光面爆破對周邊孔進(jìn)行設(shè)計，周邊孔的間距（a2）按照下面式子進(jìn)行計算：a2=（10～15）d2。其中，d2是孔徑。一般情況下，結(jié)合實(shí)際情況計算為400～600 mm的周邊孔間距；用a3表示崩落孔的間距，因?yàn)楸缆淇资菑膶俚匚?，所以，待布置完成周邊孔及掏槽孔之后，再在二者之間均勻布置崩落孔。

2.5 鉆孔角度

鉆孔需垂直進(jìn)行，向外3？觷～5？觷傾斜完成周邊孔的鉆孔，向內(nèi)15？觷～30？觷傾斜完成掏槽孔的鉆孔。

2.6 單孔裝藥量（Q）

應(yīng)該滿足單孔裝藥量的客觀條件有瞬間起爆最大藥量和總藥量，Q1表示掏槽孔的裝藥量，其計算公式為Q1=（1.3～1.5）Q2。崩落孔和周邊孔的單孔藥量可以根據(jù)下面的式子進(jìn)行計算：Q2=Q3=Q總/[（1.3～1.5）N1+N2+N3]。其中，Q2是周邊孔的單孔裝藥量，Q3是崩落孔的單孔裝藥量，其單位都是kg；N1是掏槽孔數(shù)量，N2是周邊孔數(shù)量，N3是崩落孔數(shù)量，其單位都是個；總裝藥量用Q總=qV表示，其單位是kg，這其中平均單耗用q表示，每循環(huán)的爆破方量用V表示。

2.7 微差時間

起爆按照毫秒差分段進(jìn)行，掏槽孔最先起爆，然后起爆崩落孔，最后起爆周邊孔。延時如果太長，則槽腔內(nèi)巖石碎塊已經(jīng)回落或運(yùn)動已經(jīng)停止；延時如果太短，又不能提供后發(fā)爆破自由面。一般情況下，孔樁爆破所需要的間隔延長時間是75 ms，因?yàn)檫@個間隔時間保證了前段爆破良好的碎石拋擲和巖石破碎，從而保證了后段爆破能夠獲得良好的自由面松軟效果，這為整個良好爆破效果的取得打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.8 孔樁爆破參數(shù)

各參數(shù)詳細(xì)情況見表1。

3 孔樁爆破施工工藝

3.1 鉆孔

爆破施工中，鉆孔是比較關(guān)鍵的工序，在進(jìn)行鉆孔的時候，一定要把握好鉆孔的孔位、孔深以及方向等方面的精度，如果不能嚴(yán)格把握各方面的精度，則其爆破效果會受到極大的影響。此外，巖石軟硬程度以及巖層的地下分布情況等，也可以通過鉆孔來進(jìn)行推測，然后結(jié)合實(shí)際情況對裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。比如在鉆孔過程中如果鉆機(jī)有較大震動、聲響大、鉆進(jìn)速度緩慢等，則可以推測巖石比較堅(jiān)硬；而鉆孔過程中鉆聲平靜、鉆進(jìn)速度比較快，則可以推測巖石比較柔軟；如果開始鉆進(jìn)速度比較緩慢，而后鉆進(jìn)速度突然加快，則可以推測遇到了夾層，其孔深和裝藥都可以結(jié)合實(shí)際的夾層厚度進(jìn)行調(diào)整。

3.2 裝藥

先對孔深進(jìn)行認(rèn)真檢查，然后再采取連續(xù)反向裝藥，如果存在嚴(yán)重的堵塞，則需要應(yīng)用細(xì)鋼管進(jìn)行吹孔。在進(jìn)行裝藥的時候，需要應(yīng)用細(xì)木棒使得藥卷到達(dá)孔底，這個過程用力要均勻，并保證各條藥卷緊密結(jié)合，同時保持藥卷與炮孔盡量耦合。需要注意的是，藥卷一定要避免大力沖擊。

3.3 堵塞

堵塞材料以及其長度一定要保證合適，在進(jìn)行孔樁的爆破之中，應(yīng)用碎沙石或粗沙進(jìn)行密實(shí)堵塞，能夠取得良好的堵塞效果。應(yīng)用碎沙石和粗沙能夠產(chǎn)生比較理想的慣性阻力和摩擦阻力，充分保證了爆破安全性，同時也明顯提高了巖石破碎的質(zhì)量。

4 爆破安全

爆破安全是爆破成功與否的首要衡量指標(biāo)，其安全性主要包括了兩個方面的內(nèi)容，即爆破的時候?qū)Νh(huán)境造成的影響和爆破本身的作業(yè)。對環(huán)境的影響中，主要有噪音、飛石、毒氣和地震等。

4.1 震動計算

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，對被保護(hù)對象進(jìn)行查詢，得出其允許的振動垂直速度值（v），并對被保護(hù)對象和爆破孔樁之間的最小距離（R）進(jìn)行測量，根據(jù)薩氏公式，對允許起爆瞬間最大藥量Qmax進(jìn)行計算，其公式為：Qmax=[R·（v/K）1/a]3。其中，K和a是爆破點(diǎn)相關(guān)的地形地質(zhì)條件衰減指數(shù)和系數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況參考規(guī)范進(jìn)行確定。

4.2 噪音和飛石

孔樁爆破的噪音和飛石比較難防護(hù)，可采用上部覆蓋鐵柵的圓木架空進(jìn)行防護(hù)，在鐵柵上面要均勻地覆蓋沙包，應(yīng)用的沙包重量要保證足夠。同時，井樁開口平面以及圓木都需要應(yīng)用沙包進(jìn)行鋪墊，鋪墊的標(biāo)準(zhǔn)為保證20～40 cm的空隙，并且這個空隙需要應(yīng)用濕的麻布袋進(jìn)行遮擋，同時在遮擋的麻布袋上應(yīng)用鐵柵進(jìn)行壓蓋，這樣可防止將覆蓋物掀起，并消減噪音和擋住飛石。同時，起爆時間一般采用下午或中午進(jìn)行，并且采取集中短時間起爆的方式進(jìn)行，這樣也可以很大程度上減少影響。

4.3 毒氣

爆破之后，樁內(nèi)的清渣工人會受到氣體的危害，即毒氣危害。完成爆破后，將沙包立即去掉，撤除覆蓋，進(jìn)行高壓通風(fēng)并灑水，然后等待30 min之后，應(yīng)用儀器進(jìn)行測試，保證沒有危害之后再進(jìn)行清渣工作。

5 結(jié) 語

孔樁爆破在實(shí)際施工中應(yīng)用十分廣泛，其設(shè)計與施工不僅關(guān)系著施工質(zhì)量，還影響著工程進(jìn)度，應(yīng)全面把握孔樁爆破施工工藝，結(jié)合實(shí)際合理設(shè)計，保證孔樁爆破質(zhì)量。

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