CN213455175U - 基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，包括掏槽眼(1)，在掏槽眼(1)外侧设有周边眼(3)，周边眼(3)外侧间距0.08‑0.12m的位置设置减振孔(2)。基于隔振孔的桥梁群桩基础施工浅眼爆破减振结构及方法同时实现了高效减振与高效爆破。在实际工程中，结合成本分析，在被保护构筑物仅位于一个方向时，采用隔振孔措施每爆破循环仅增加成本425.6元，能够避免相邻桩基出现护壁或新浇桩身裂缝的安全隐患和质量问题，最终实现工期和施工间接成本的极大节约。

Description

基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构

技术领域

本实用新型涉及一种爆破减振结构，特别是一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构。

背景技术

群桩基础是山区高速公路桥梁高墩、高塔设计中最常见的基础形式。受地形限制，浅眼爆破人工挖孔施工作为一种高效、经济的开挖方式，在山区公路桥梁群桩基施工中被广泛应用。工程实践证明，在桩基爆破作业过程中，炸药的部分能量以地震波的形式四周传递，产生地震效应，当地震效应较强、波速较大时，将会对相邻桩孔的护壁、以及新浇桩身混凝土产生不利的影响，导致护壁及桩身混凝土出现裂缝，最终形成安全和质量隐患。因此，在桥梁群桩基础浅眼爆破开挖施工过程中，有必要采取爆破减振降振措施，对传递至相邻桩的爆破振动进行控制。

目前，针对爆破减振措施的研究，主要集中在两个方面：一是减弱爆源，如减少最大药量、调整微差时间等；二是改变传播介质的物理性质，如开挖减振沟、隔振孔等。然而，高速公路项目中，采用群桩基础的墩、塔往往是项目的关键工作，对工期要求较高，采用减少药量实现减振的手段会降低工效，延迟施工进度，且群桩基础桩间净距较小、孔深较大，减振沟显然无法使用。对于隔振孔，由于桩基施工的特点，必须合理设计隔振孔的位置，才能高效的实现减振目的。当前基于减振孔的爆破减振措施主要在隧道爆破中得到应用，在群桩基础浅眼爆破施工中未见相关应用，而隧道爆破因其开挖断面、隧道埋深、炮眼布置方案、以及被保护构筑物间距等问题，其减振孔布置方式对于桥梁群桩基础施工浅眼爆破减振不具备借鉴意义。

发明内容

本实用新型的目的在于，一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构及施工方法。本实用新型具有结构设计合理，占地面积小，减振效果好的特点。

本实用新型的技术方案：一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，包括掏槽眼，在掏槽眼外侧设有周边眼，周边眼外侧间距0.08-0.12m的位置设置减振孔。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔与周边眼的间距为0.09-0.11m。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔为2个以上，排列成圆弧形设置，所述圆弧形设置的圆心和炮眼和周边眼相同。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔之间的间距为0.2-0.3m。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔圆弧形角度为在需保护构筑物方向呈120°。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔孔径与周边眼相同。

前述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，所述减振孔深度较周边眼大0.2m。

基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振方法，包括以下步骤：

A、按照设计要求在爆破位置打出掏槽眼；

B、在掏槽眼外侧打出周边眼；

C、在周边眼外侧对应保护方向打出减振孔；

D、在掏槽眼及周边眼填入炸药，确认安全后起爆。

本实用新型的有益效果：按《爆破安全规程》(GB6722-2014)规定，地下浅孔爆破对交通隧道(模拟护壁)的安全允许质点振速为10～20cm/s，对7天龄期新浇大体积混凝土(模拟桩身混凝土)为10～12cm/s。为证明本实用新型结构的有效性，申请人进行爆破减振实验。实验分为以下两组：

(1)基准实验组：不采取任何减振、隔振措施，按爆破设计方案进行作业，如图2所示，左侧为基准实验的爆破作业孔4，爆破作业孔4右侧为波速测试孔 5，波速测试孔5的混凝土护壁6上，与爆破作业孔4爆源中心相对位置、同一高程处安设传感器7，测量爆破产生的地震波传递至混凝土护壁6时的大小，并以该值作为基准值，评估隔振孔、空气袋的减振效率。

(2)隔振孔组：采用本实用新型结构在爆破作业孔的炮眼和周边眼外侧增设一排隔振孔，隔振孔间距0.25m，与周边眼间距0.1m，各炮眼装药量、传感器布置位置均与基准实验组方案一致。

本实验采用成都中科测控有限公司生产的TC-4850爆破测振仪进行爆破振动测试，该仪器配备X,Y,Z三维一体速度传感器，并有与之相匹配的三矢量合成分析软件Blasting vibration analysis CBVA)软件。实验结果如下：

(1)爆破振动波形图见图3

(2)最大振速与频率见表1

表1爆破振动测试结果

由表1可知，地下浅眼爆破产生振动频率较大，半波主频均在50Hz以上，而构筑物自振频率通常较低，振动波频率对相邻桩基的影响较小，故本实验仅将振动波速作为衡量爆破影响大小的指标。由表1与图3可知，在未进行任何减振措施前，人工挖孔浅眼爆破作业传递至相邻桩孔护壁的振动波速最大值达40.82cm/s，略大于通过萨道夫斯基公式计算的理论值，远超《爆破安全规程》 (GB6722-2014)规定的对交通隧道及7天龄期新浇大体积混凝土安全允许质点振速，也证明了采取减震措施的必要性。通过增设隔振孔措施，实现了将最大波速降低至8.78cm/s，降幅达78.5％，基本满足了《爆破安全规程》(GB6722-2014) 中爆破对交通隧道及7天龄期新浇大体积混凝土安全允许质点振速的要求。

经实验，隔振孔的设计是实现达到减振要求的关键，隔振孔设置参数可根据实际桩基开挖浅眼爆破方案进行适应性设置，可适用于不同桩径、地质的桩基爆破施工减振场景中，且采用与周边眼、掏槽眼相同的孔径无需增加额外钻孔设备和材料。同时，因掏槽眼、周边眼装药结构未发生任何变化，对爆源未进行减弱，爆破的效果良好，基于隔振孔的桥梁群桩基础施工浅眼爆破减振结构及方法同时实现了高效减振与高效爆破。在实际工程中，结合成本分析，在被保护构筑物仅位于一个方向时，采用隔振孔措施每爆破循环仅增加成本425.6 元，能够避免相邻桩基出现护壁或新浇桩身裂缝的安全隐患和质量问题，最终实现工期和施工间接成本的极大节约。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为基准实验平面图；

图3为爆破振动波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

本实用新型的实施例1：

一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，如图1所示，包括掏槽眼1，在掏槽眼1外侧设有周边眼3，周边眼3外侧间距0.08-0.12m的位置设置减振孔2。

所述减振孔2与周边眼3的间距为0.09-0.11m，减振效果较为理想。

所述减振孔2为2个以上，排列成圆弧形设置，所述圆弧形设置的圆心和掏槽眼1和周边眼3相同。更好的设置方案是，所述减振孔2之间的间距为 0.2-0.3m。所述减振孔2圆弧形角度为在需保护构筑物方向呈120°。

为了实现减振效果，所述减振孔2孔径与周边眼3相同，所述减振孔2深度较周边眼3大0.2m。

基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振方法，包括以下步骤：

A、按照设计要求在爆破位置打出掏槽眼1；

B、在掏槽眼1外侧打出周边眼3；

C、在周边眼3外侧对应保护方向打出减振孔2；

D、在掏槽眼1及周边眼3填入炸药，确认安全后起爆。

本实用新型的实施例2：

一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，如图1所示，包括掏槽眼1，在掏槽眼1外侧设有周边眼3，周边眼3外侧间距0.1m的位置设置减振孔2。

所述减振孔2为2个以上，排列成圆弧形设置，所述圆弧形设置的圆心和掏槽眼1和周边眼3相同。更好的设置方案是，所述减振孔2之间的间距为0.25m。所述减振孔2圆弧形角度为在需保护构筑物方向呈120°。

为了实现减振效果，所述减振孔2孔径与周边眼3相同，所述减振孔2深度较周边眼3大0.2m。

基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振方法如实施例1。

以上所述，仅为本实用新型创造较佳的具体实施方式，但本实用新型创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型创造揭露的技术范围内，根据本实用新型创造的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，包括掏槽眼(1)，在掏槽眼(1)外侧设有周边眼(3)，周边眼(3)外侧间距0.08-0.12m的位置设置减振孔(2)。

2.根据权利要求1所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)与周边眼(3)的间距为0.09-0.11m。

3.根据权利要求1所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)为2个以上，排列成圆弧形设置，所述圆弧形设置的圆心和掏槽眼(1)和周边眼(3)相同。

4.根据权利要求3所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)之间的间距为0.2-0.3m。

5.根据权利要求4所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)圆弧形角度为在需保护构筑物方向呈120°。

6.根据权利要求1所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)孔径与周边眼(3)相同。

7.根据权利要求1所述的基于减振孔的桥梁群桩基础浅眼爆破减振结构，其特征在于，所述减振孔(2)深度较周边眼(3)大0.2m。

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