论文部分内容阅读
摘 要: 以某高层房屋桩基工程为例, 结合工程地质条件, 介绍了高层房屋施工部分桩基础所采用的钻孔与爆破相结合施工技术方案的实践过程, 并总结得出了钻孔爆破施工应注意的事项, 以期完善钻孔与爆破相结合的施工技术理论。
关键词: 钻孔桩, 桩基础, 爆破技术, 技术方案
中图分类号：TU473文献标识码： A
桩基础爆破的技术是一种比较重要的爆破技术, 它广泛应用于工程生产活动中。随着钻孔桩施工技术的研究与发展, 爆破技术也开始使用到钻孔施工过程中, 并发挥了一定的功效。当钻孔过程中遇到较大的孤石、探头石, 可使用爆破技术予以清除。但钻孔施工与爆破相结合的施工技术在我们房屋建设中使用的历
史还不长, 目前正处于实践摸索阶段, 施工工艺并不完善, 操作也有难度, 使用不当则达不到预期的爆破目的或适得其反。
以下介绍高层房屋施工中部分桩基础所采用的钻孔与爆破相结合施工技术的实践过程, 以期能起到抛砖引玉的作用。
1 技术方案的确定
1. 1 工程概况
高层房屋位于湖北省西北部,共12 层, 基础采用28 根￠1. 0 m 的桩基,呈正方形布置,桩基平均嵌岩深度约11.9 m。
1. 2 工程地质条件
根据勘察报告,桥位各层地质分布较均匀, 地下水位较低, 属潜水型, 其主要来源是地面水补给, 无动水影响。地质条件自上而下依次描述如下:人工填土, 厚2.0 m 左右, 主要由黏土混炉灰、矿渣组成, 呈松散～稍密湿状态;亚黏土, 厚9.8 m, 饱和状态, 中压缩性, 上部软塑,下部硬塑;粗砂,厚0.8 m,石灰质混粒结构, 含少量黏性土,呈中密饱和状态;亚黏土, 厚17 m, 硬塑、石灰～长石质, 含少量黏性土, 中密饱和;粗砂, 厚2m, 石英～长石质,含少量黏性土, 中密饱和;亚黏土,厚13 m, 呈硬塑, 饱和状态, 中性压缩;碎石,厚3 m,石英岩为主, 混和岩次之, 粒径20 mm～40 mm, 密实饱和, 由黏性土和砂填充; 千枚岩强风化层, 厚1 m, 质地较软, 片状矿物较多, 大部分风化; 千枚岩中风化层, 矿物成分由石英、云母、绿泥石组成, 岩芯呈碎块状、块状,部分片状, 厚度为3 m; 千枚岩微风化层, 位于中等风化层下, 呈整体岩石状, 属质地较软的岩石。
1. 3 技术方案的确定
桩基础位于河道边缘, 在施工中力求提高文明施工程度和加快施工进度,在充分考虑了地质条件、操作简便程度、工程进度、文明施工及经济性等诸多因素后, 决定采用旋挖钻( R518) 钻机钻孔, 护壁材料采用膨润土造浆。采取爆破技术进行岩层松动以辅助旋挖钻孔, 这样既保证了文明施工, 又加快了施工进度, 同时与其他施工方法相比有一定的经济优越性。
2爆破技术实践
2. 1 爆破材料的选择
炸药采用具有防水性能的硝化胶质炸药( 即硝化甘油) 。由于该爆破目的是进行岩层松动且尽可能不使孔径扩大, 故决定首先采用巨能穴胶质炸药的形式, 使爆破产生的巨大能量主要向下冲击岩层, 致使岩层松碎, 对孔壁影响较小。炸药采取雷管引爆,雷管类型经比选采用MS-3 毫秒雷管, 该类型雷管只能用引爆器发射冲击波进行引爆, 有较好的防水性和安全性。
2. 2 爆破方法
为了使松动爆破尽可能起到功效, 应将炸药送到孔底正中,并与孔底岩层尽可能接触, 炸药上方須有一定的负荷来均衡向下的爆破力,爆破所用的工具有用钢筋制成直径1.2 m的圆环( 在圆环内用棉绳编成倒锥形的网,锥底较密,用于放炸药)、卷扬机、支架、钢丝绳及塑料袋等。爆破时,先将炸药与雷管连接好,用塑料袋封好,装入有少量土质的塑料袋中,使其居中并使巨能穴竖直朝下,然后将该塑料袋放入锥形网的锥底摆正,其上再用装土的塑料袋( 重约300 kg) 均匀覆盖,然后用卷扬机将其吊放至孔底,在检查确保安全的情况下,用引爆器进行引爆,爆破结束后用卷扬机将网提上来,旋挖钻即可重新开始钻进,此时一定要有丰富的司钻操控钻进,谨防因爆破后岩层无明显松动等原因,而在重钻时对钻具及人员造成伤害。
2. 3 钻孔爆破实践
桩位地理条件较特殊,钻孔施工质量要求高。为此决定在桩位处,首先用旋挖钻与爆破技术对2号,3号桩进行技术摸索实践。3号桩,旋挖钻钻深48.6 m 时,钻机负荷较大,钻进困难,进入了强风化地质层,采取爆破技术。第一次爆破硝化甘油药量为1 kg ,将炸药吊入孔底,爆破后量测无坍孔现象,旋挖钻机钻进,钻深加深0.5 m,即此次爆破松动效果0.5 m。接着第二次爆破,药量增至1. 5 kg,无坍孔, 松动效果0. 52 m。第三次爆破药量为2kg ,无坍孔,松动效果0.52 m。第四次爆破药量为3 kg,松动效果为0.6 m, 达到了设计孔深, 此次爆破出现了微弱护壁坍落, 但对孔质量无影响。由于钻孔桩首次采用爆破, 施工缺少协调性, 此次爆破钻孔共历时10 h,通过该桩混凝土灌注记录来看, 实际灌注混凝土与理论混凝土消耗之比为1：1,考虑混凝土的压缩性及旋挖钻自身的扩大系数,则可以认为本次爆破对成孔质量无明显影响。接着对2 号桩进行试桩,该桩共进行5 次爆破, 第一次用药量2.5 kg,后4 次用药量都为3 kg,爆破过程中,量测没有出现明显坍孔现象,该桩的实际灌注混凝土量与理论混凝土量之比为96/86,爆破对该桩钻孔无明显不良影响。
1 号桩旋挖钻钻至千枚岩强风化层,开始爆破,共进行10次爆破,用药量都是3 kg ,松动效果分别为90 cm, 70 cm, 50 cm,45 cm, 50 cm, 40 cm, 35 cm, 0 cm, 60 cm,30 cm,达到设计孔深,爆破过程中无坍孔现象。4号桩旋挖钻钻进过程中出现护筒下沉,停钻用编织袋装黏土回填护筒周围,并捣实加固牢护筒。加固后, 旋挖钻重新开钻, 钻至强风化岩层开始爆破, 这次共进行11 次爆破,用药量分别是3 kg, 3. 5 kg, 松动效果分别为70 cm, 50 cm,70 cm, 40 cm, 60 cm, 50 cm, 30 cm, 20 cm, 20 cm, 10 cm, 40 cm, 爆破过程中量测无坍孔现象,只有护筒微有下沉( 下沉量不足20 cm) 。在桩基的无破损( 超声波) 检测过程中, 旋挖钻孔与爆破技术相结合施工的4 根桩基经检测全部为优良桩, 标志着爆破技术在高层房屋桩基础工程施工中应用成功。
3结语
1) 爆破的可行性条件。爆破在地质条件稳定较好的前提下方可使用, 若地质不良或附近有怕震的设施设备时, 则尽可能不使用; 2) 爆破材料的选择。爆破作业要求爆破材料( 炸药、雷管及雷管导索) 必须有防水性能, 同时从经济、实效和安全角度考虑,选择炸药等爆破材料的种类和形式, 如硝化甘油炸药放置可采取巨能质形式或可采取管状形式等; 3) 炸药的药量。用于爆破的炸药量一般难以用公式计算出。在施工过程中, 只有按照“先少量,再增加, 适当调整”的原则, 不可盲目地增加药量, 以免影响成孔质量甚至出现严重坍孔。应从实践中摸索出适合该地质条件的最佳药量, 即: 爆破效果较好, 对孔壁无明显影响的药量; 4) 爆破与钻机的协调。两者之间的协调性直接影响爆破效果和施工进度, 如在工程施工过程中, 旋挖钻钻孔清渣彻底, 则放入炸药就会跟岩层紧密接触, 药效发挥得最大, 爆破松动效果也较好; 5) 施工安全。爆破过程中, 要做好现场安全措施, 爆破现场不允许外人进入, 施工人员也应尽量从简, 确保施工人员和机械设备的安全。
关键词: 钻孔桩, 桩基础, 爆破技术, 技术方案
中图分类号：TU473文献标识码： A
桩基础爆破的技术是一种比较重要的爆破技术, 它广泛应用于工程生产活动中。随着钻孔桩施工技术的研究与发展, 爆破技术也开始使用到钻孔施工过程中, 并发挥了一定的功效。当钻孔过程中遇到较大的孤石、探头石, 可使用爆破技术予以清除。但钻孔施工与爆破相结合的施工技术在我们房屋建设中使用的历
史还不长, 目前正处于实践摸索阶段, 施工工艺并不完善, 操作也有难度, 使用不当则达不到预期的爆破目的或适得其反。
以下介绍高层房屋施工中部分桩基础所采用的钻孔与爆破相结合施工技术的实践过程, 以期能起到抛砖引玉的作用。
1 技术方案的确定
1. 1 工程概况
高层房屋位于湖北省西北部,共12 层, 基础采用28 根￠1. 0 m 的桩基,呈正方形布置,桩基平均嵌岩深度约11.9 m。
1. 2 工程地质条件
根据勘察报告,桥位各层地质分布较均匀, 地下水位较低, 属潜水型, 其主要来源是地面水补给, 无动水影响。地质条件自上而下依次描述如下:人工填土, 厚2.0 m 左右, 主要由黏土混炉灰、矿渣组成, 呈松散～稍密湿状态;亚黏土, 厚9.8 m, 饱和状态, 中压缩性, 上部软塑,下部硬塑;粗砂,厚0.8 m,石灰质混粒结构, 含少量黏性土,呈中密饱和状态;亚黏土, 厚17 m, 硬塑、石灰～长石质, 含少量黏性土, 中密饱和;粗砂, 厚2m, 石英～长石质,含少量黏性土, 中密饱和;亚黏土,厚13 m, 呈硬塑, 饱和状态, 中性压缩;碎石,厚3 m,石英岩为主, 混和岩次之, 粒径20 mm～40 mm, 密实饱和, 由黏性土和砂填充; 千枚岩强风化层, 厚1 m, 质地较软, 片状矿物较多, 大部分风化; 千枚岩中风化层, 矿物成分由石英、云母、绿泥石组成, 岩芯呈碎块状、块状,部分片状, 厚度为3 m; 千枚岩微风化层, 位于中等风化层下, 呈整体岩石状, 属质地较软的岩石。
1. 3 技术方案的确定
桩基础位于河道边缘, 在施工中力求提高文明施工程度和加快施工进度,在充分考虑了地质条件、操作简便程度、工程进度、文明施工及经济性等诸多因素后, 决定采用旋挖钻( R518) 钻机钻孔, 护壁材料采用膨润土造浆。采取爆破技术进行岩层松动以辅助旋挖钻孔, 这样既保证了文明施工, 又加快了施工进度, 同时与其他施工方法相比有一定的经济优越性。
2爆破技术实践
2. 1 爆破材料的选择
炸药采用具有防水性能的硝化胶质炸药( 即硝化甘油) 。由于该爆破目的是进行岩层松动且尽可能不使孔径扩大, 故决定首先采用巨能穴胶质炸药的形式, 使爆破产生的巨大能量主要向下冲击岩层, 致使岩层松碎, 对孔壁影响较小。炸药采取雷管引爆,雷管类型经比选采用MS-3 毫秒雷管, 该类型雷管只能用引爆器发射冲击波进行引爆, 有较好的防水性和安全性。
2. 2 爆破方法
为了使松动爆破尽可能起到功效, 应将炸药送到孔底正中,并与孔底岩层尽可能接触, 炸药上方須有一定的负荷来均衡向下的爆破力,爆破所用的工具有用钢筋制成直径1.2 m的圆环( 在圆环内用棉绳编成倒锥形的网,锥底较密,用于放炸药)、卷扬机、支架、钢丝绳及塑料袋等。爆破时,先将炸药与雷管连接好,用塑料袋封好,装入有少量土质的塑料袋中,使其居中并使巨能穴竖直朝下,然后将该塑料袋放入锥形网的锥底摆正,其上再用装土的塑料袋( 重约300 kg) 均匀覆盖,然后用卷扬机将其吊放至孔底,在检查确保安全的情况下,用引爆器进行引爆,爆破结束后用卷扬机将网提上来,旋挖钻即可重新开始钻进,此时一定要有丰富的司钻操控钻进,谨防因爆破后岩层无明显松动等原因,而在重钻时对钻具及人员造成伤害。
2. 3 钻孔爆破实践
桩位地理条件较特殊,钻孔施工质量要求高。为此决定在桩位处,首先用旋挖钻与爆破技术对2号,3号桩进行技术摸索实践。3号桩,旋挖钻钻深48.6 m 时,钻机负荷较大,钻进困难,进入了强风化地质层,采取爆破技术。第一次爆破硝化甘油药量为1 kg ,将炸药吊入孔底,爆破后量测无坍孔现象,旋挖钻机钻进,钻深加深0.5 m,即此次爆破松动效果0.5 m。接着第二次爆破,药量增至1. 5 kg,无坍孔, 松动效果0. 52 m。第三次爆破药量为2kg ,无坍孔,松动效果0.52 m。第四次爆破药量为3 kg,松动效果为0.6 m, 达到了设计孔深, 此次爆破出现了微弱护壁坍落, 但对孔质量无影响。由于钻孔桩首次采用爆破, 施工缺少协调性, 此次爆破钻孔共历时10 h,通过该桩混凝土灌注记录来看, 实际灌注混凝土与理论混凝土消耗之比为1：1,考虑混凝土的压缩性及旋挖钻自身的扩大系数,则可以认为本次爆破对成孔质量无明显影响。接着对2 号桩进行试桩,该桩共进行5 次爆破, 第一次用药量2.5 kg,后4 次用药量都为3 kg,爆破过程中,量测没有出现明显坍孔现象,该桩的实际灌注混凝土量与理论混凝土量之比为96/86,爆破对该桩钻孔无明显不良影响。
1 号桩旋挖钻钻至千枚岩强风化层,开始爆破,共进行10次爆破,用药量都是3 kg ,松动效果分别为90 cm, 70 cm, 50 cm,45 cm, 50 cm, 40 cm, 35 cm, 0 cm, 60 cm,30 cm,达到设计孔深,爆破过程中无坍孔现象。4号桩旋挖钻钻进过程中出现护筒下沉,停钻用编织袋装黏土回填护筒周围,并捣实加固牢护筒。加固后, 旋挖钻重新开钻, 钻至强风化岩层开始爆破, 这次共进行11 次爆破,用药量分别是3 kg, 3. 5 kg, 松动效果分别为70 cm, 50 cm,70 cm, 40 cm, 60 cm, 50 cm, 30 cm, 20 cm, 20 cm, 10 cm, 40 cm, 爆破过程中量测无坍孔现象,只有护筒微有下沉( 下沉量不足20 cm) 。在桩基的无破损( 超声波) 检测过程中, 旋挖钻孔与爆破技术相结合施工的4 根桩基经检测全部为优良桩, 标志着爆破技术在高层房屋桩基础工程施工中应用成功。
3结语
1) 爆破的可行性条件。爆破在地质条件稳定较好的前提下方可使用, 若地质不良或附近有怕震的设施设备时, 则尽可能不使用; 2) 爆破材料的选择。爆破作业要求爆破材料( 炸药、雷管及雷管导索) 必须有防水性能, 同时从经济、实效和安全角度考虑,选择炸药等爆破材料的种类和形式, 如硝化甘油炸药放置可采取巨能质形式或可采取管状形式等; 3) 炸药的药量。用于爆破的炸药量一般难以用公式计算出。在施工过程中, 只有按照“先少量,再增加, 适当调整”的原则, 不可盲目地增加药量, 以免影响成孔质量甚至出现严重坍孔。应从实践中摸索出适合该地质条件的最佳药量, 即: 爆破效果较好, 对孔壁无明显影响的药量; 4) 爆破与钻机的协调。两者之间的协调性直接影响爆破效果和施工进度, 如在工程施工过程中, 旋挖钻钻孔清渣彻底, 则放入炸药就会跟岩层紧密接触, 药效发挥得最大, 爆破松动效果也较好; 5) 施工安全。爆破过程中, 要做好现场安全措施, 爆破现场不允许外人进入, 施工人员也应尽量从简, 确保施工人员和机械设备的安全。