CN110319739B - 一种爆破强夯联动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆破强夯联动装置，包括吊车、脱钩装置、带钝头的异型重锤、控制台，控制台内设置有微差控制起爆器、脱钩控制装置和联动装置，带钝头的异型重锤通过脱钩装置与吊车的吊钩连接，脱钩装置受脱钩控制装置控制，微差控制起爆器与脱钩控制装置通过联动装置控制脱钩和起爆的时间间隔。本爆破强夯联动装置，能较好地适用上述方法对软土地基进行爆破强夯。

Description

一种爆破强夯联动装置

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种爆破强夯联动装置。

背景技术

东南沿海地区存在大量淤泥质软土，含水率高，土质软弱，这些土地在作为工程建设用地之前必须经过地基处理，常用的堆载预压或真空预压排水固结法所需工期长；增加塑料排水板等排水通道时，又经常淤堵，造成排水困难，效果也不好。在饱和软土地基中采用强夯法进行地基处理是一种常用的方法，也是一种效率较高的施工技术，但该方法存在的主要问题是当采用较大夯击能进行夯击处理时，由于软土地基中的孔隙水压力积累，缺乏排水通道，因此易产生橡皮土，夯击效果不佳，处理深度有限。常用的改进方法是强夯置换法，通过引孔置换先做好碎石桩或其他排水通道，然后再进行强夯，可以在一定程度上提高夯击效果，但施工速度受到明显影响，加固深度仍然有限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在与提供一种爆破强夯联动装置。

一种爆破强夯联动装置，其特征是：包括吊车、脱钩装置、带钝头的异型重锤、控制台，控制台内设置有微差控制起爆器、脱钩控制装置和控制器，带钝头的异型重锤通过脱钩装置与吊车的吊钩连接，脱钩装置受脱钩控制装置控制，微差控制起爆器与脱钩控制装置通过控制器控制脱钩和起爆的时间间隔。

优选的，所述钝头下端中部设有弧形凹槽。

优选的，本爆破强夯联动装置还包括防护筒，异型重锤整体呈长圆柱形，异型重锤的直径略小于防护筒。

优选的，所述防护筒外侧对称设有四个滑动式的三角支架，三角支架呈直角三角形，三角支架的一个直角边与地面接触，辅助防护筒保持稳定。

优选的，防护筒外侧设置四个滑动槽，所述滑动槽的上端封闭，四个三角支架分别滑动设置在四个滑动槽中。

通过上述技术方案，可以较为精确的控制脱钩装置脱物和乳化炸药起爆的时间间隔，使异型重锤下端在最上方的乳化炸药爆炸后的0.1毫秒内落到软土层，使异型重锤和爆破产生的冲击一起作用产生空泡现象，并与后续的爆点产生的冲击配合，使空泡不断向生成土体内延伸。

圆弧凹槽可以对乳化炸药产生的冲击波产生聚集效果，使爆破后产生土体液化的软土层在爆破冲击和钝头冲击的双重作用下，饱和土体内形成空化作用，使异形重锤的能量能够深入贯穿地层。

针对现有技术存在的不足，本发明的另外一个目的在于提供一种软土地基爆点空化强夯方法，能较好地对淤泥质软土进行处理。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括如下步骤，A、在软土地基中钻爆破孔，并在爆破孔内间隔一定距离安放多个乳化炸药；

B、安装防护筒，将防护筒吊装至爆破孔位置，使防护筒中心对正爆破孔，使其在自重作用下沉入土层中；

C、将带钝头的异型重锺通过脱钩装置与吊车相连，并将异型重锺吊至爆破孔正上方的设定高度，钝头下表面上设置有向内凹陷的圆弧凹槽；

D、起爆器与异型重锺上方的脱钩控制装置相关联，根据异型重锺的高度设定脱钩时间与乳化炸药起爆的时间间隔，时间间隔为异型重锤从起吊高度落至地面上方1米处的自由落体时间；对异型重锤进行脱钩并在到达起爆时间时起爆乳化炸药，使乳化炸药形成的爆破冲击在前，异型重锺冲击在后，达到异型重锺始终紧随爆点的效果，乳化炸药采用微差毫秒爆破技术，通过微差控制联动起爆器起爆，精确控制各乳化炸药起爆时间间隔为0.1ms，起爆顺序从上向下，以形成有效的连续空腔，促使产生空化效应，异型重锺借助爆轰作用在爆破孔内产生空泡效应，提高夯击效果；

E、将异型重锺从爆破孔内吊出，然后向爆破孔内填入填料，再拔出防护筒；

F、改换普通桩锤，再次实施强夯作业，使填料密实，形成复合地基。

通过上述技术方案，通过爆破产生的冲击波形成空腔，使周边软土层孔压急剧，产生土体液化现象，为强夯冲击深入地层创造了条件；当异型重锤下落至该爆点形成的液化土层时，在爆破冲击和钝头冲击的双重作用下，异型重锤的前端使局部土体产生“空泡”现象，随之后续的爆点产生微差爆破，空泡不断向深层土体内延伸，异型重锤持续贯入，达到强夯贯入的目的。不同于普通强夯法或单纯的微差爆破成孔技术，本技术以爆破形成土体空腔和土层液化为前提，使用带钝头的异型重锤夯击软土层，其作用是有利于形成空泡，称之为空化作用，由于爆破冲击和带钝头的异型重锤形成的空化冲击作用，使饱和土体内部产生明显的扩孔夯击作用，夯击深度大幅增加并有利于形成夯击孔，初次夯击效果大幅提高。在夯击形成的空腔内及时填筑填料，可以形成强夯置换层，提高软土地基的强度。二次复夯前由于向爆破孔内填充了填料，能够在土层内形成排水通道，在二次复夯时不会产生橡皮土现象，从而大幅提高了夯击效果和夯实深度。爆破强夯作业在防护筒及滑动支架保护下进行，可以防止爆破过程中产生的飞石造成伤害，爆破强夯完成后防护筒通过振动拔桩机拔除，在拔出过程中还可以对填料进行振密，可以提高后期的再次强夯效率。

优选的，所述乳化炸药在爆破孔内的间距为2.5～3.5米之间。

优选的，填料堆放在防护筒外侧，当拔出异型重锺后将填料通过防护筒装入爆破孔，然后使用震动拔桩机通过震动法将防护筒拔出。

优选的，其特征是：将填料装入防护筒时当爆破孔内的填料距爆破孔口的距离为3～4米时停止装入填料，将防护筒拔出后继续向爆破孔内装入填料，直至填料略微超出爆破孔口，再使用普通柱锤对爆破孔进行二次强夯。

通过上述技术方案，本发明相对于现有技术的有益效果为：通过钻孔爆破在饱和软土内部产生连续的空腔，产生空腔和劈裂效应，使周边软土层孔压积聚，产生土体液化现象，为强夯冲击伸入地层创造条件；在爆破微差时程内带有弹形钝头的异型重锤高能夯击软土层，当带有弹形钝头的异型重锤下落至该爆点形成的液化涂层时，弹形的钝头前端凹槽可以使局部土体产生空泡现象，随之后续的爆点产生微差爆破，空泡不断向深层土体内延伸，异型重锤持续贯入，使重锤能量伸入贯穿地层，大大提高了夯击深度和施工效率。

附图说明

图1为实施例一中防护筒和滑动式三角支架装配后的结构示意图；

图2为实施例二中一种爆破强夯联动装置的结构示意图；

图3为钝头的结构示意图。

附图标记：1、防护筒；2、三角支架；3、滑动槽；4、吊车；5、控制台；6、异型重锤；7、脱钩装置；8、钝头；9、圆弧凹槽。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一，一种软土地基爆点空化强夯方法

一种软土地基爆点空化强夯方法，包括以下步骤，

A、在软土地基中使用小型钻机施钻爆破孔，爆破孔的钻孔深度按照设计加固地层深度超出1米进行作业；在钻井完成后在爆破孔的底部用胶泥封底，然后向爆破孔内放入多个乳化炸药，爆破孔内各个乳化炸药之间的间距保持在3米之间，并且在距爆破孔的孔3米处用胶泥封实。

B、安装防护筒1，选用整体的圆钢护筒(如图1所示)，将防护筒1吊装至爆破孔位置，使防护筒1中心对正爆破孔，使其在自重作用下沉入土层中，并且在防护筒1外侧设置四个滑动槽，同时设置四个滑动式的三角支架2，三角支架2呈直角三角形，三角支架2的一个直角边与地面接触，另外一个直角边处在滑动槽内并与可在滑动槽3内滑动，辅助防护筒1保持稳定，滑动槽3上端封闭，可以避免防护筒1完全进入到爆破孔内。防护筒1放置好后下端沉入到爆破孔内，此时防护筒1下端仍处于最上方的乳化炸药上方，防护筒1上端仍留在爆破孔外。防护筒1放置好后在防护筒1外侧堆放填料，以方便爆破后及时向爆破孔内填充，填料可以选用粗骨料、碎石料等。防护筒1可以避免在爆破过程中飞石造成伤害。

C、异型重锤6整体呈长圆柱形，异型重锤6的直径略小于防护筒1，异型重锤6前端带有一个弹形的钝头8，钝头8下表面上设置有向内凹陷的圆弧凹槽9(如图3所示)，将带钝头8的异型重锺通过脱钩装置7与吊车4相连，并将异型重锺吊至爆破孔正上方的设定高度；

D、将起爆器与异型重锺上方的脱钩控制装置相关联，根据异型重锺吊至的高度设定脱钩时间与乳化炸药起爆的时间间隔。时间间隔为异型重锤6从起吊高度自由落体到达地面上方1米处的时间。然后通过脱钩控制装置对异型重锤6进行脱钩，脱钩后异型重锤6在重力的作用下向下坠落，然后当异型重锤6到达地面上方1米时，通过起爆器从上而下依次起爆爆破孔内的乳化炸药，乳化炸药的起爆时间间隔为0.1毫秒，在乳化炸药起爆的同时异型重锤6进入到爆破孔内并继续向爆破孔内深入，使乳化炸药形成的爆破冲击在前，异型重锺冲击在后，达到异型重锺始终紧随爆点的效果。多个乳化炸药之间采用微差毫秒爆破技术，通过微差控制起爆器起爆，精确控制各乳化炸药起爆时间间隔为0.1ms，以在饱和软土内部形成有效的连续空腔，在爆破微差时程内用带弹形钝头8的异型重锤6高能量夯击软土层，借助爆破产生的土体液化使钝头8前端产生空泡，在爆破冲击和钝头8冲击的双重作用下促使饱和软土内部产生空化作用，使异型重锤6的能量能够深入贯穿地层。

E、将异型重锺从爆破孔内吊出，然后通过防护筒1向爆破孔内填入填料，形成碎石置换层，填料可以选用粗骨料、碎石料等。当填料距离爆破孔空口3～4米时停止向爆破孔内填充填料，然后使用振动拔桩机将防护筒1从爆破孔内拔出，在将防护筒1拔出的时候由于振动的作用，填入爆破孔内的填料可以得到一定的振密效果。

F、拔出防护筒1后再向爆破孔内继续填充填料，直至填料略超过防护筒1，然后更换夯锤，使用普通柱锤，对填料进行二次复夯，使填料密实，形成复合地基。然后换到下一个点进行爆破强夯作业，直到完成整个地块的地基加强。

实施例二，一种爆破强夯联动装置，

如图1～3所示，一种爆破强夯联动装置，包括吊车4、脱钩装置7、脱钩控制装置、带钝头8的异型重锤6、微差控制起爆器，还包括控制器，控制器、微差控制起爆器均设置在控制台5内,控制器控制脱钩控制装置和微差控制起爆器之间的联动。控制器通过程序根据异型重锤6的起吊高度自动设定延时起爆时间，延时起爆的时间为从异型重锤6从起吊高度落至地面上方1米处的自由落体时间。带钝头8的异型重锤6通过脱钩装置7与吊车4的吊钩连接，脱钩装置7受脱钩控制装置控制，微差控制起爆器受控制器控制起爆。脱钩装置7可以采用公开号为CN202265818U所示的自动挂钩、脱钩夯锤装置，将其中的双向拉力油缸与吊机的液压系统相连，并使用电磁阀作为脱钩控制装置控制双向油缸的动作实现脱勾作业。

使用时先将乳化炸药与微差控制起爆器连接并放入到爆破孔内，然后将异型重锤6吊起，将异型重锤6的高度输入控制器，控制器通过内置的程序计算异型重锤6脱落和起爆器的起爆时间。当向控制器内输入脱钩指令后，控制器控制电磁阀工作，脱钩装置7脱钩，异型重锤6下落，同时控制器开始计时，当控制器达到设定的延时起爆时间时，控制器控制微差控制起爆器对爆破孔内最上方的乳化炸药进行起爆，此时异型重锤6处在地面上方1米处，随后微差控制起爆器依次对爆破孔内的乳化炸药进行起爆，起爆顺序由上至下，起爆时间间隔为0.1ms。

爆破产生的冲击波会在土层内形成空腔或者产生劈裂效应，使周边的软土层孔压积聚，产生土体液化现象，当异型重锤6进入到爆点形成的液化土层时，设置在钝头8下端中部的圆弧凹槽9使局部土体产生空泡现象，随之后续爆点产生的微差爆破，可以使空泡不断向深层土体内延伸，使异型重锤6持续贯入，达到强夯的目的。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种爆破强夯联动装置，其特征是：包括吊车、脱钩装置、带钝头的异型重锤、控制台，控制台内设置有微差控制起爆器、脱钩控制装置和控制器，带钝头的异型重锤通过脱钩装置与吊车的吊钩连接，脱钩装置受脱钩控制装置控制，微差控制起爆器与脱钩控制装置通过控制器控制脱钩和起爆的时间间隔；

在爆破孔内间隔一定距离安放多个乳化炸药；带钝头的异型重锺被吊至爆破孔上方的设定高度；控制器根据异型重锺的高度设定异型重锺脱钩与乳化炸药起爆的时间间隔，时间间隔为异型重锤从起吊高度自由落至地面上方1米处的自由落体时间；

爆破强夯联动装置的具体工作过程为：对异型重锤进行脱钩并在到达起爆时间时起爆乳化炸药，使乳化炸药形成的爆破冲击在前，异型重锺冲击在后，达到异型重锺始终紧随爆点的效果，乳化炸药采用微差毫秒爆破技术，通过微差控制联动起爆器起爆，精确控制各乳化炸药起爆时间间隔为0.1ms，起爆顺序从上向下，以形成有效的连续空腔，促使产生空化效应，异型重锺借助爆轰作用在爆破孔内产生空泡效应，提高夯击效果。

2.根据权利要求1所述的一种爆破强夯联动装置，其特征是：钝头下端中部设有弧形凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的一种爆破强夯联动装置，其特征是：还包括防护筒，异型重锤整体呈长圆柱形，异型重锤的直径略小于防护筒。

4.根据权利要求3所述的一种爆破强夯联动装置，其特征是：所述防护筒外侧对称设有四个滑动式的三角支架，三角支架呈直角三角形，三角支架的一个直角边与地面接触，辅助防护筒保持稳定。

5.根据权利要求4所述的一种爆破强夯联动装置，其特征是：防护筒外侧设置四个滑动槽，所述滑动槽的上端封闭，四个三角支架分别滑动设置在四个滑动槽中。

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