山区大直径超深人工挖孔灌注桩爆破施工研究.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．04．044山区大直径超深人工挖孑L灌注桩爆破施工研究刘晨，潘忠志，曾志志(中交二公局第二公路工程有限公司，陕西西安710119)摘要：由于受到特殊地理条件的限制，人工挖孔灌注桩施工工艺在山区桥梁应用广泛。目前该工艺已较为成熟，但挖孔施工伴随着爆破施工，且成孔的过程中需作业人员直接参与，仍属高危作业。本文基于贵州在建抵母河特大桥，通过理论计算和工程实践，就山区挖孔灌注桩的关键施工环节爆破施工展开研究，为类似工程提供参考。关键词：山区；大直径；超深；人

2、工挖孔灌注桩；爆破施工中图分类号：TU473．1+4文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)04—0100—031工程简介杭瑞高速贵州省毕节至都格(黔滇界)公路抵母河特大桥位于六盘水市的抵母河峡谷，设计标准为80km／h的双向四车道高速公路技术标准，桥梁设计荷载为公路I级，抵母河特大桥全长881．5111，其主桥采用538m单跨钢桁梁悬索桥。大桥毕节岸4。索塔单个承台下设6根直径2．8m的挖孔灌注桩，共12根，左幅桩长40m，右幅桩长62m；都格岸5’索塔每个承台下设6根直径为2．6in的挖孔灌注桩，共

3、12根，桩长均为50m。基桩均按照嵌岩桩设计，分别嵌入单轴极限抗压强度不小于30NPa的中风化基岩。抵母河特大桥桥型布置如图1所示。毕节都格／朋胁胁№，，，．．．栅斫佃叨＼锱／一l¨侧＼圉1抵母河特大桥总体立面布置图／em大桥位于贵州西部高原山地区，受侵蚀一溶蚀影响，地形条件较为复杂。桥区属溶蚀一侵蚀中山峡谷地貌，1桥位处为“U”型峡谷，两岸为陡崖及陡斜坡，峡谷外两岸台地峰谷发育、地形条件差，大部分基岩裸露。根据地质勘察资料，桥位处自上而下依次为粘土、块石土和基岩。粘土呈灰褐、黄色，含碎石、块石10～30％，稍密，一

4、般厚0～4m，低洼及溶蚀沟槽处局部厚度较大；块石土呈浅灰、灰黄色，块石成分为灰岩和含燧石灰岩，块径一般10—50cm，最大大于20m，含量70％，结构稍密～中密，厚0～50m；基岩以灰岩和含燧石灰岩为主，灰岩主要分布于桥位毕节岸，其中强风化层呈灰黄、灰褐色，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，岩芯呈角粒、块状，厚1～5m，中风化层呈浅灰、灰白及灰色，粗晶结构，节理裂隙较发育、闭合性较好，岩质较硬～硬，总体较完整，局部较破碎，部分钻孔见溶洞，局部存在溶蚀裂隙现象。含燧石灰岩主要分布于都格岸，其中强风化层呈浅灰、灰褐色，溶蚀

5、节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，岩芯呈角粒、块状，厚0．5—5m，中风化层呈浅灰、灰及深灰色，粗晶结构，节理裂隙较发育、闭合性较好至好，含燧石条带和团块，间或有含铁质泥岩团块出现，岩质较硬一硬，岩体总体较完整，局部较破碎，未见软弱夹层，局部存在溶蚀面和溶孔。2爆破施工技术研究2．1爆破施工的必要性和重要性根据设计要求，大桥桩基需嵌入中风化基岩，桥位处基岩强度高、硬度大，采用人工挖掘出碴难度极大，另桩基直径较大，桩长较深，采用人工挖掘出碴效率低下，不能满足施工要求。为了确保大桥桩基开挖简单快速的进行，爆破施工则成为最有

6、效的手段之一。但同时爆破施工具有较高危险性，安全隐患较大，且实际操作不易控制，控制不当则会造成桩基底部、侧壁质量缺陷，修复难度大，降低了施工效率。因此，爆破施工既是挖孔桩施工的重点也是难点，施工前应根据工程实际情况合理组织和管理。2．2爆破施工设计(1)爆破方法的确定爆破施工方法有多种，常见有光面爆破、预裂爆破、松动爆破等，对于人工挖孔桩施工，一般采用预裂爆破或松动爆破。本工程为减小爆破对桩孔壁的扰动，结合周边环境和地质条件，采用小药量浅眼松动爆破法，人工手持风钻进行炮孔的打设，电动空压机供应压缩空气，爆破采用毫秒雷

7、管分段爆破法。(2)爆破参数的确定。1)单位用药量：炸药的单位用量与岩石的性质有关，抵母河特大桥主墩基岩以强风化、中风化岩石为主，岩石坚固性系数为6左右，根据单位用药量系数表(如表1所示)，单位用药量选择800g／o。表1单位用药量系数表岩石类别岩石坚固性录数单位用药量系数／(e／m3)强风化岩石4～6500—700中风化岩石6—8800一1000为风化岩石8—1010()0—14002)炮孔直径和炮孔间距：挖孔桩入岩炮孔采用手持风钻进行打设，炮眼直径d=28～3213am，则炮孔间距a=(15一20)d=420～6

8、40mm，取400—500rnm。3)炮孔深度：对于桩径较小的挖孔桩，炮孔深度L取挖孔桩直径D的0．6—0．8倍。对于抵母河特大桥主墩直径较大的桩，则不适宜上述公式，炮孔深度主要取决于岩层地质情况。一般而言，对于强度较高的岩层，炮孔深度稍小，对于强度较低的岩层，炮孔深度可适当加大。抵母河特大桥桩位处顶部覆盖层岩质较软，炮孔深度取每层1．0～1．