CN115493467B - 一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及爆破工程施工领域，具体涉及一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，主要解决了在钻孔灌注桩施工过程中遇到坚硬基岩施工进度缓慢时的处理，首先依据钻孔孔径大小深度用合适的地质钻机，再由周边环境及地层情况确定钻孔位置，在钻好的装药孔中放置防护管，上述防护管放置完成后在管中放入事先制好的起爆药包，将上述起爆药包与导爆管雷管、导爆管、起爆器相连接并进行爆破，爆破完成后继续从事桩基冲孔作业，本发明相较传统钻孔灌注工作相比，使用爆破的方法避免冲桩机长时间的运作导致磨损及毁坏，同时减少了钻孔桩的冲钻作业时间，降低了资源的消耗、节约了成本及缩短了工期。
Description
技术领域
本发明涉及爆破施工技术领域，特别是一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法。
背景技术
传统的钻孔灌注桩在冲孔过程中遇到坚硬的基岩时，基岩坚硬难以破碎，导致冲孔进度极其缓慢，最快每天进尺0.2m。高耗电的冲桩机长时间运转，钻头磨损维修频繁，施工缓慢，施工周期显著延长，导致施工成本明显增加，常见的处理冲孔过程遇坚硬基岩的工程措施主要有以下几种：
挖除法，当基岩埋深较浅时，可直接将基岩开挖出露后进行破碎清除。但当基岩埋深较大，该方法实现起来较为困难。
扫孔法，当冲孔过程遇到基岩后，用成孔钻机对基岩进行清除，这种情况下往往由于钢护筒冲击下沉过程中底部卷边，成孔钻机钻头无法钻出护筒下底口，不仅无法钻进破除基岩，而且容易导致钻机钻头磨损。即使钢护筒底部未发生卷边变形，由于钢护筒与成孔钻机之间的间隙导致基岩处理不完全。
发明内容
本发明的目的在于：针对背景技术如何提高地处坚硬基岩范围且地下水丰富的钻孔灌注桩的施工效率，降低资源消耗，最大限度节约工期成本，保证合同履约，提供一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，本工法在实施过程中突出施工的安全可靠，资源耗费少，效率高，进度快的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其实施方法为
(1)准备施工前，先根据需要钻孔的大小以及钻孔的深度选择所述地质钻机的型号，并将施工前期设备，人员布置等安排好。
(2)根据钻孔灌注桩的直径和周边的地层稳定情况确定所述装药孔的位置、深度及数量。
(3)在桩基孔口的钢护筒上设置所述孔口平台，且保证所述孔口平台具备安全稳定等各方面能力。
(4)在所述钻孔施工平台安装完后，将所述地质钻机放在钻孔桩孔口施工平台上并进行固定。
(5)所述地质钻机钻孔后，将钻孔掉落的废料取出并在钻孔内放入防护管。
(6)放置好所述防护管后，制作起爆药包。
(7)将所述起爆药包放入防护管中，所述起爆药包放置完成后再所述防护管中填入填充物直到所述防护管填满位置，待填满后将钻孔桩孔口封闭住。
(8)起爆准备材料准备好后，将所述起爆药包与起爆器相连接后开始进行爆破。
(9)爆破结束后清理现场，随机恢复桩基冲孔作业。
本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其施工工艺与正常的钻孔灌注桩施工有所差别。在冲孔桩机遇到坚硬基岩钻进困难甚至无法钻进时，由于坚硬基岩抗压强度大，破碎困难，导致冲击速度缓慢，施工效率太低。为提高施工速度，在正常的桩基冲桩施工工序中，增加试下爆破处理环节，利用乳化炸药的防水、稳定性能进行坚硬基岩的破碎松动施工，削弱坚硬基岩的整体抗冲击能力，从而来提高钻孔灌注桩的施工效率，在很大程度上减少设备不必要的长时间磨损与电能耗费，缩短钻孔桩成孔时间，降低施工成本。
本发明通过地质钻孔和定点爆破的方法代替传统的持续冲孔方式，使得遇到坚硬基岩不用大费周章让工作人员连夜进行处理，对机械钻头的消耗磨损减小，施工人员作息时间增加，极大降低了成本，而本发明钻孔环节中产生的钻渣则通过泥浆的循环排出，而本发明是水下松动爆破临近水源河道等地为放置工程所带来的污染，本发明全采用可再生的木片、细砂、防水乳化炸药等可降解材料，所述起爆药包的载体也为竹片所制在爆破后并不会对环境产生危害，设置可重复利用的防护板，沙袋来阻隔爆破产生的噪音以及飞石碎片，防止影响附近居民生活。
作为本发明的优选方案，步骤(2)中所述装药孔根据钻孔灌注桩的直接和周边地层稳定的情况设置，以所述钻孔桩圆心为中心设置所述装药孔，所述装药孔相较于所述钻孔桩沿法线方向间隔设置，使得安放起爆药包使坚硬基岩破碎松动。
作为本发明的优选方案，步骤二中所述装药孔设有3-4个并等距分布在所述钻孔桩上，便于放置起起爆药包，依据周边环境选择所述装药孔的数量、尺寸、深度使得在最少投入情况下达到预期的效果。
作为本发明的优选方案，步骤(2)中所述钻孔桩圆心处设有一个泄能孔，且所述泄能孔主要用于卸掉爆破时所产生的冲击力，使所述装药孔内的起爆药包爆炸后产生的力能通过泄能孔缓解。
作为本发明的优选方案，在步骤(5)中所述防护管本体为PVC管，因为PVC为可降解材料，不担心对环境有影响。
作为本发明的优选方案，在步骤(6)中所述起爆药包中包括竹片，因为竹片为可降解物再爆破之后任然可以降解，所述竹片的一端连接有钢筋头，通过钢筋头的重力影响能将所述起爆药包送入所述防护管中，所述竹片的中部间隔设置有若干乳化炸药，利用乳化炸药的防水、稳定性能进行坚硬基岩的破碎松动施工，削弱坚硬基岩的整体抗冲击能力，从而来提高钻孔灌注桩的施工效率，所述乳化炸药与所述竹片之间设有导爆索，将乳化炸药埋于地底且将所述导爆索留出一定长度用于连接引爆装置。
作为本发明的优选方案，在步骤(7)中对钻孔桩孔口所设的封闭物本体为尺寸250×50×3000mm的木板，因为在所设起爆药包安放连接完成后会进行用填充物回填钻孔，放置木板是为了进行孔口防爆破飞石防护，提升安全性。
作为本发明的优选方案，步骤(3)中所述孔口平台为尺寸3.0m×0.1m×0.1m的方木或者Ⅰ12型的工字钢，这样使得所述孔口平台有一定的强度以及抗变形能力，能够承受钻孔设备的冲击载荷，以及人员和设备的重量，带来这些好处的同时也提升了操作人员的安全性。
作为本发明的优选方案，在步骤8中所述起爆药包上端设有若干导爆索，使得所述起爆药包能连接起爆装置，所述导爆索分别与其对应的第一导爆管雷管进行连接，所述第一导爆管雷管上游方向分别连接有所述导爆管，所述导爆管的上游方向同时与一根第二导爆管雷管进行缠绕连接且缠绕方向与所述第一导爆管雷管的缠绕方向相反，所述第二导爆管雷管的上游方向连接有起爆器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，在冲孔桩机遇到坚硬基岩时，增加了爆破处理环节，对坚硬基岩进行破坏松动施工，削弱其整体抗冲击的能力，从而提高了施工效率在很大程度上减少设备不必要的长时间磨损与电能耗费，缩短钻孔桩成孔时间，降低施工成本。
2、本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，水下爆破处理方法采用可再生的竹片，细砂，防水乳化炸药，导爆索，PVC管、导爆管雷管等材料，以及可重复使用的防护木板、沙袋，在施工中因为竹片间隔装药量的控制，细砂的填充、沙袋、木板的孔口防护，爆破振动及噪声很小，爆破飞石基本上没有，在一定程度上降低了对周围环境的影响。
3、本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，钻孔灌注桩水下爆破处理施工工法与普通的钻孔桩施工相比，提高了钻孔灌注的施工效率，减少了钻孔桩的冲钻作业时间，缩短了施工工期；本法与普通冲击钻施工方法相比，坚硬基岩地段的桩基施工效率显著增加，施工工期大大缩短。
4、本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，采用钻孔灌注桩水下爆破施工方法施工，进度得到了保证、成本得到有效控制，从社会效益来看，钻孔灌注桩水下爆破处理坚硬基岩的技术成熟，方案科学合理，提升施工效率，缩短建设工期，创造了良好的社会经济效益。
附图说明
图1是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的使用方法流程图。
图2是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的钻孔施工示意图。
图3是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的爆破连接示意图。
图4是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的爆破前钻孔桩剖视图。
图5是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的装药孔和泄能孔分布示意图。
图6是本发明一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法的起爆药包结构示意图。
图标：1-起爆器；2-导爆管；3-第一导爆管雷管；4-第二导爆管雷管；5-导爆索；6-装药孔；7-泄能孔；8-地质钻机；9-孔口平台；10-冲孔桩机；11-钻孔桩；12-起爆药包；12a-竹片；12b-钢筋头；12c-乳化炸药；13-防水胶布；14-防护管；15-填充物。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其步骤为：
(1)在施工时遇到坚硬基岩时，先根据所需钻孔的孔径以及深度来选择需要用到的地质钻机8的型号，使得在所述钻孔桩11上打出钻孔，同时对后续施工人员、设备、方案进行安排规划便于后续作业。
(2)在做好准备工作后，在所述钻孔桩11上一句周边的环境来确定所述钻孔桩11上的装药孔6的位置、深度、以及数量，确定所述装药孔6的位置、深度、数量为了提高爆破时的安全性，也使得能使最少的起爆药包达到预期效果，减少成本。
(3)所述装药孔6孔位定好后，需要在所述钻孔桩11桩基孔口处设至孔口平台9，所述孔口平台9需确保平整、稳定、平台间隙不可过大、以防人员受伤。
(4)所述孔口平台9放置完成后，使用工具将所述地质钻机8放在所述孔口平台9上，调整好所述地质钻机8的位置，使所述地质钻机8对准所述装药孔6孔位，随后固定所述地质钻机8以防所述地质钻机8发生移动影响钻机垂直度。
(5)所述装药孔6钻孔完成后，将孔内掉落废料取出，取出岩石芯的时候分析岩层情况防止其再次掉入孔内，再将所述防护管14填入所述装药孔6中加以固定，防止造成孔洞的堵塞。
(6)将所述起爆药包12放入所述防护管14中。
(7)对所述装药孔6内进行填充物15回填，所述装药孔6孔口再填满后对其进行封闭。
(8)所述装药孔6内的所述起爆药包12外部连接所述起爆器1。
(9)爆破后拆除所述孔口平台9，将所述冲钻桩机10进行就位开始作业。
本发明为一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，本工法多使用于地下室丰富、桩基范围内基岩地质坚硬、呈大块或巨快状整体结构、冲桩机冲孔困难、速度慢的钻孔灌注桩，与传统钻孔灌注桩在工作中遇到坚硬基岩采用长时间冲孔不同，本工法在正常的桩基冲桩过程中，增加了试下爆破处理环节，在所述钻孔桩11上进行打孔形成装药孔6，所述装药孔6中填入所述防护管14并固定，随后将所述起爆药包竖直放入所述防护管14中，留出所述导爆索5，所述导爆索5分别连接有所述第一导爆管雷管3，所述第一导爆管雷管3上游通过所述导爆管2依次连接有第二导爆管雷管4、起爆器1，通过所述起爆药包12的引爆使得坚硬基岩的抗冲击能力降低造成坚硬基岩松动，从而来提高钻孔灌注桩的施工效率，在很大程度上减少设备不必要的长时间磨损与电能耗费，缩短钻孔桩11成孔时间，降低施工成本。
其上述的步骤(2)所述装药孔6相对于所述钻孔桩11呈法线方向间隔分布，使得所述装药孔6中能安放所述起爆药包12，用于使坚硬基岩进行松动。
其上述的装药孔6在所述钻孔桩11上设有三到四个，所述装药孔6等距分布在所述钻孔桩11上，使得用最少的所述装药孔6达到预期的目的。
其上述的步骤(2)所述钻孔桩11中心处设置有所述泄能孔7，所述泄能孔7能缓解所述装药孔6内因爆炸而产生的能量。
其上述的步骤(5)所述的防护管14本体为PVC材质的防护管，因为PVC为可降解材料，在爆破破碎后不会对周围环境造成伤害。
其上述的步骤(6)中所述起爆药包12由所述竹片12a、钢筋头12b、乳化炸弹12c、防水胶带13组成，将所述竹片12a的一端通过所述防水胶带13连接所述钢筋头12b，在所述钢筋头12b上端设有若干所述乳化炸弹12c，且各个所述乳化炸弹12c之间留有一定间隙，所述乳化炸弹12c与所述竹片12a凹面之间设有所述导爆索5，所述乳化炸弹12c、竹片12a、导爆索5通过所述防水胶带13固定在一起，并使用所述防水胶带13将所述竹片12a相互连接在一起，其所述起爆药包12上所设的竹片12a，乳化炸药12c，防水胶带13等都为可降解物质且在爆破后残留在地底并不会对周围环境造成伤害，在实现预期效果的同时也达到了环保。
其上述的步骤(6)中所设覆盖物本体为尺寸250×50×3000mm的木板，之后再所设木板上在覆盖沙袋或者炮被，便于防止所述填充物15灌入后再爆破，其飞石四溅造成的安全性问题。
其上述的步骤(3)所述孔口平台9本体为3.0m×0.1m×0.1m的方木或者Ⅰ12型的工字钢，这样设置使得平台更加平稳，避免了所述孔口平台9间隙过大导致的人员伤亡。同时也使所述孔口平台9有一定的强度和抗变形能力。
其上述的步骤(8)中所述起爆药包12上端留有所述导爆索5，用于连接起爆装置，所述导爆索5一端分别缠绕连接有所述第一导爆管雷管3，用于爆破，所述第一导爆管雷管3上游方向通过所述导爆管2反向缠绕连接有同一所述第二导爆管雷管4，所述第二导爆管雷管4上游方向通过所述导爆管2连接有所述起爆器1，避免网路中断破坏从而使用所述第二导爆管雷管4与所述第一导爆管雷管3并联的形式。
本发明相较通传统的钻孔灌注桩在冲孔过程中遇到坚硬的基岩时，基岩坚硬难以破碎，导致冲孔进度极其缓慢，最快每天进尺0.2m。高耗电的冲桩机长时间运转，钻头磨损维修频繁，施工缓慢，施工周期显著延长，导致施工成本明显增加。钻孔灌注桩水下爆破处理的工法在提高效率、保证安全、确保进度和控制成本等方面有良好效果，具有以下优势：
a)安全可靠：本工法使用已经成熟的钻孔爆破松动基岩的施工技术，以及高性能的地质钻机8钻孔取芯成孔的方法，利用稳定性安全性好的爆破器材，以及可控的木板和沙袋防护措施，保证钻孔桩11施工周边范围的安全。
b)进度可控：本工法改善了传统的钻孔灌注桩的施工工艺，针对难以冲击破碎的坚硬基岩，在钻孔施工工序中增加了爆破处理的环节，每次水下爆破处理深度长达3.0m，将普通钻孔工艺速度提高了15倍，极大地降低了坚硬基岩对施工进度的影响，缩短了钻孔时间，提高了施工效率，对比情况见表1.1。
表1.1工期及进尺对比表
c)经济适用：本工法利用既有的施工人员、设备，增加一套地质钻孔取芯设备，以及成本低、数量少的爆破器材，在极大程度上降低了工期消耗、电量耗费、设备耗损维修的同时，将施工效率提高了约15倍的同时减少了工期投入，对比情况见表1.2。
表1.2费用对比表
实施例2
在实施例1中所述尺寸为250×50×3000mm的木板覆盖物以及3.0m×0.1m×0.1m的方木或者Ⅰ12型的工字钢搭建的孔口平台，所述地质钻机8钻孔深度，所述装药孔6的装药用量，所述防水乳化炸药12b在所述竹片12a上设置的间距都是可更具现场情况的需要进行调整。
实施例3
在所述起爆药包12安装完成后，需在所述装药孔6内填入所述填充物15，其所述填充物15填到所述装药孔6孔口处时停止填充，使得所述起爆药包12在爆炸时其所述填充物15能吸收一定程度的冲击力，同时也防止孔内爆破后产生碎石四溅引起影响安全性的问题。
其上述填充物15与实施例1不同，所述填充物15可替换为细砂，其细砂为细度模数为2.2-1.6，粒径大于0.25mm的颗粒超过全重85％，平均粒径为0.35mm-0.25mm砂石。
其上述的细砂填入装有所述起爆药包12的所述防护管14中，起到固定所述起爆药包12位置，放置其脱离的作用，也在爆破时减缓了所述起爆药包12的冲击力，且所述细砂经济实惠为自然材料，使用后并不会对环境环保造成影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，爆破施工方法步骤为：
S1)施工准备，根据所需钻孔孔径和深度选择地质钻机(8)；
S2)钻孔布置设计，依据周边环境确定装药孔(6)的位置、深度、数量；
S3)在所述钻孔灌注桩(11)孔口处设置孔口平台(9)；
S4)将所述地质钻机(8)放在所述孔口平台(9)上方；
S5)所述地质钻机(8)完成钻孔取芯后，将防护管(14)填入所述装药孔(6)中；
S6)制作起爆药包(12)，放入所述防护管(14)中；
S7)对孔内使用填充物(15)进行孔内回填并将所述钻孔灌注桩(11)的孔口进行封闭，并使用封闭物将孔口进行封闭防护；
S8)将所述起爆药包(12)与起爆器(1)连接，在安全距离进行起爆；
S9)待起爆过后，继续桩基的冲孔作业，直至完成整个钻孔灌注桩水下施工；
所述起爆药包(12)安装完成后，需在所述装药孔(6)内填入所述填充物(15)，其所述填充物(15)填到所述装药孔(6)孔口处时停止填充，使得所述起爆药包(12)在爆炸时其所述填充物(15)能吸收一定程度的冲击力，同时也防止孔内爆破后产生碎石四溅引起影响安全性的问题，所述填充物(15)为细砂，其细砂为细度模数为2.2-1.6，粒径大于0.25mm的颗粒超过全重85％，平均粒径为0.35mm-0.25mm砂石，细砂填入装有所述起爆药包(12)的所述防护管(14)中，起到固定所述起爆药包(12)位置，防止其脱离的作用，也在爆破时减缓了所述起爆药包(12)的冲击力，且所述细砂经济实惠为自然材料，使用后并不会对环境环保造成影响。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S2步骤中所述装药孔(6)竖向设置在所述钻孔灌注桩(11)上。
3.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述装药孔(6)在所述钻孔灌注桩(11)上均匀设置若干个。
4.根据权利要求3所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，在所述钻孔灌注桩(11)上设有3-4个等距分布的所述装药孔(6)。
5.根据权利要求4所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，在所述钻孔灌注桩(11)上设有均匀分布的4个所述装药孔(6)，4个所述装药孔(6)相对所述钻孔灌注桩(11)成中心对称分布。
6.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S2步骤中所述钻孔灌注桩(11)中心处设有泄能孔(7)。
7.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S5步骤中所述防护管(14)为PVC管。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S6步骤中所述起爆药包(12)包括竹片(12a)，所述竹片(12a)一端端部连接有钢筋头(12b)，所述竹片(12a)中部设有若干乳化炸药(12c)且所述乳化炸药(12c)与所述竹片(12a)之间设有导爆索(5)。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S7步骤中所述起爆药包(12)装入所述装药孔(6)后对其孔口用木板进行封闭。
10.根据权利要求1-7任一项所述的一种钻孔灌注桩水下松动爆破施工工法，其特征在于，所述S8步骤中所述起爆药包（12）上的若干导爆索(5)分别与对应的导爆管雷管(3)连接，所述导爆管雷管(3)上游方向分别连接有对应的导爆管(2)，所有所述导爆管(2)的上游方向同时与一根第二导爆管雷管(4)连接，且所述第二导爆管雷管(4)上游方向通过导爆管(2)连接有起爆器(1)。
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