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(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù),討論了其設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì);施工;爆破參數(shù) 
  挖孔樁技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代開(kāi)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(méi)有噪音、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、對(duì)周圍建筑影響較小、工期控制容易、速度快等,其應(yīng)用越來(lái)越多,被廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)工程施工過(guò)程中。在開(kāi)挖孔樁的過(guò)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(shí)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(kāi)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(kāi)挖孔樁的時(shí)候,隨著開(kāi)挖深度的不斷增加,往往需要經(jīng)過(guò)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(wàn)),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(jià)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(chǎng)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(shí),爆破施工往往場(chǎng)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(kāi)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(guò)程中,不能對(duì)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(jì) 
  在進(jìn)行孔樁爆破設(shè)計(jì)時(shí),一定要把握兩頭帶中間,根據(jù)炮孔的作用,對(duì)炮孔的布置和參數(shù)的設(shè)計(jì)基于最優(yōu)化。孔樁爆破中的爆破效果,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(jì)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(guò)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(shí)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(shí),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(gè)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(shí)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(shí)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(jì)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(guò)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(shí)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(duì)周邊孔進(jìn)行設(shè)計(jì),周邊孔的間距(a2)按照下面式子進(jìn)行計(jì)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(jì)算為400~600 mm的周邊孔間距;用a3表示崩落孔的間距,因?yàn)楸缆淇资菑膶俚匚唬,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?�~5?�傾斜完成周邊孔的鉆孔,向內(nèi)15?�~30?�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(jì)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(jì)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(gè);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(shí)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(shí)如果太長(zhǎng),則槽腔內(nèi)巖石碎塊已經(jīng)回落或運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止;延時(shí)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(zhǎng)時(shí)間是75 ms,因?yàn)檫@個(gè)間隔時(shí)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(gè)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(jiàn)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(shí)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(huì)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(guò)鉆孔來(lái)進(jìn)行推測(cè),然后結(jié)合實(shí)際情況對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。比如在鉆孔過(guò)程中如果鉆機(jī)有較大震動(dòng)、聲響大、鉆進(jìn)速度緩慢等,則可以推測(cè)巖石比較堅(jiān)硬;而鉆孔過(guò)程中鉆聲平靜、鉆進(jìn)速度比較快,則可以推測(cè)巖石比較柔軟;如果開(kāi)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(cè)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(duì)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(shí)候,需要應(yīng)用細(xì)木棒使得藥卷到達(dá)孔底,這個(gè)過(guò)程用力要均勻,并保證各條藥卷緊密結(jié)合,同時(shí)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(zhǎng)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(shí)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(gè)方面的內(nèi)容,即爆破的時(shí)候?qū)Νh(huán)境造成的影響和爆破本身的作業(yè)。對(duì)環(huán)境的影響中,主要有噪音、飛石、毒氣和地震等。 
  4.1 震動(dòng)計(jì)算 
  按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,對(duì)被保護(hù)對(duì)象進(jìn)行查詢,得出其允許的振動(dòng)垂直速度值(v),并對(duì)被保護(hù)對(duì)象和爆破孔樁之間的最小距離(R)進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)薩氏公式,對(duì)允許起爆瞬間最大藥量Qmax進(jìn)行計(jì)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(shí),井樁開(kāi)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(gè)空隙需要應(yīng)用濕的麻布袋進(jìn)行遮擋,同時(shí)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(shí),起爆時(shí)間一般采用下午或中午進(jìn)行,并且采取集中短時(shí)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(huì)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(cè)試,保證沒(méi)有危害之后再進(jìn)行清渣工作。 
  5 結(jié) 語(yǔ) 
  孔樁爆破在實(shí)際施工中應(yīng)用十分廣泛,其設(shè)計(jì)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(jì),保證孔樁爆破質(zhì)量。 
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