爆擴(kuò)灌注短樁基礎(chǔ)施工工法

爆擴(kuò)灌注短樁基礎(chǔ)施工工法一、前言爆擴(kuò)灌注短樁基礎(chǔ)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)爆擴(kuò)樁，是樁基礎(chǔ)的一種，它適用于可壓縮的土壤，更宜用于可以爆擴(kuò)成型的粘性土中。爆擴(kuò)樁是60年代我公司與化工部第五設(shè)計(jì)院在興平化肥廠建設(shè)中推廣的一種新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)。經(jīng)過(guò)當(dāng)時(shí)爆擴(kuò)樁試研組大量的試驗(yàn)、摸索、研究，測(cè)試出一系列黃土地基中較完整的爆擴(kuò)參數(shù)和數(shù)據(jù)。并在原機(jī)械打拔成孔的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了爆擴(kuò)成孔法（二次爆擴(kuò)新工藝），以及用改制的大口徑洛陽(yáng)鏟直接人工成孔法等。并自制數(shù)種檢查、測(cè)試用具和裝置，取得了：承壓、抗拔、水平推力，其中包括常規(guī)的多項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得了爆擴(kuò)樁在黃土地區(qū)應(yīng)用較完整的設(shè)計(jì)依據(jù)。并摸索出一套爆擴(kuò)樁施工完整的施工工藝，在興平化肥廠及興平公司生產(chǎn)基地的廠房中大面積采用。當(dāng)時(shí)我們?cè)诒瑪U(kuò)樁的試驗(yàn)、試樁、施工在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)不少設(shè)計(jì)與施工單位前了參觀、學(xué)習(xí)。65年施工建設(shè)的陜西興平化肥廠及公司基地工程，所有采用爆擴(kuò)樁灌注短樁基礎(chǔ)的建筑物和構(gòu)筑物，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)都以較常規(guī)少得多的下沉量，牢固的豎立在那里。爆擴(kuò)樁74年已納入國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范、施工驗(yàn)收規(guī)范，88年納入新修定的質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，89年又納入新編制的基地與基礎(chǔ)工程施工操作規(guī)程。我們?cè)谂d化建廠時(shí)所制定的爆擴(kuò)樁施工工藝，完全適用于現(xiàn)行規(guī)范和新驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)照現(xiàn)行的規(guī)范（TJ—74、GBJ202—83）和質(zhì)量現(xiàn)行檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（GBJ301—88），仍顯示出這一施工工藝在技術(shù)上是嚴(yán)密的、成熟的，故將這一施工工藝回憶整理撰寫(xiě)成工法，以供今后同類(lèi)工程施工時(shí)參照應(yīng)用。二、原理、構(gòu)造及單樁承載力（一）原理爆擴(kuò)樁是樁基礎(chǔ)的一種，它利用炸藥在地下爆炸的能量，壓密樁端土壤形成空腔放置鋼筋骨架灌注砼而成。爆擴(kuò)樁可以由單樁直接承載或承臺(tái)下由群樁承載。（二）一般構(gòu)造要求（見(jiàn)下圖）承臺(tái)樁身承臺(tái)樁身擴(kuò)大端dDAL2.樁身長(zhǎng)度：L：2.5～7.0m3.擴(kuò)大端直徑：D2.5～3.5d4.樁中心距：S≥1.5D5.砼強(qiáng)度等級(jí)：≥C156.樁身配筋：不宜少于4ф127.樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不宜少于5cm；當(dāng)樁承受水平力時(shí)不宜少于10cm。8.承臺(tái)厚度：一般不應(yīng)小于30cm。9.鋼筋保護(hù)層：不宜小于5cm。10.承臺(tái)邊距樁中心：不宜小于樁的直徑。（三）單樁承載力單樁允許承載能力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的1%，并不少于2根。在地質(zhì)條件相同的地區(qū)，可參照已有的試驗(yàn)資料，根據(jù)具體情況確定，也可按下述方法確定：?jiǎn)螛兜拇怪痹试S承載力PaPa=RdAd（當(dāng)樁長(zhǎng)L≤5m時(shí)）式中：Rd—爆擴(kuò)樁擴(kuò)大端支撐處土的允許承載力。Ad—爆擴(kuò)樁擴(kuò)大端的水平投影面積。單樁的抗拔力、水平允許抗推力，取決于樁的截面、剛度、入土深度、土質(zhì)條件、樁頂允許水平位移和樁頂嵌固情況等因素。一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。三、施工工藝爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)的樁身成孔方法基本可分為三種：1.人工成孔法（洛陽(yáng)鏟或手搖鉆成孔）2.機(jī)械成孔法（鉆機(jī)械成孔或打拔管成孔）3.爆擴(kuò)成孔法（炸藥爆擴(kuò)成孔）人工成孔，適用于3m深以?xún)?nèi)的直徑小于300mm的淺孔，優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)。以3m深ф250mm孔為例，每人一天可成孔2～3個(gè)。機(jī)械成孔，形狀規(guī)則，但造價(jià)高，需用重型機(jī)械，占用勞動(dòng)力也較多，場(chǎng)地要具備重型機(jī)械的施工條件。以上兩種成孔方法我們都比較熟悉，本工法不予敘述，我們采用的是爆擴(kuò)成孔法，該成孔方法成本低、速度快、效率高、勞動(dòng)力耗用低，適用于各種深度和直徑的樁孔。爆擴(kuò)樁是埋在地下的承重結(jié)構(gòu)，完工后不象地上結(jié)構(gòu)易于檢查，所以在施工前必須制定完善、嚴(yán)密的施工方案，施工中必須嚴(yán)格操作規(guī)程，做到每一工序一絲不茍，既要做到安全作業(yè)，又要確保工程質(zhì)量。（一）施工前準(zhǔn)備：1.熟悉圖紙及地質(zhì)水文資料，在施工區(qū)域進(jìn)行試爆，求得樁身及樁擴(kuò)大端的爆擴(kuò)參數(shù)，確定各種型號(hào)的樁身一次爆擴(kuò)炸藥筒的直徑，及樁擴(kuò)大端二次爆擴(kuò)炸藥包的形狀及裝藥量。2.編制施工方案，確定樁的施工順序。3.工器具準(zhǔn)備，人員配備培訓(xùn)及進(jìn)行全面的技術(shù)交底。4.場(chǎng)地整平、放線(xiàn)、鏟探及地下空墳及其它需處理物的處理，挖土至樁承臺(tái)底面標(biāo)高。5.離爆擴(kuò)區(qū)20m范圍設(shè)禁區(qū)標(biāo)志。（二）施工工藝流程（見(jiàn)下圖）爆擴(kuò)灌注短樁基礎(chǔ)施工工藝流程場(chǎng)地整平鏟探場(chǎng)地整平鏟探樁定位放線(xiàn)樁位挖洞打孔安放炸藥筒引爆成孔鼓風(fēng)排除硝煙孔壁檢修孔底夯實(shí)孔底安放炸藥包填十公分干砂一次灌砼引爆成擴(kuò)大樁端鼓風(fēng)排除硝煙擴(kuò)大樁端檢測(cè)鋼筋骨架安裝二次澆筑砼炸藥筒制作炸藥包制作砼攪拌鋼筋制作綁注：本流程參見(jiàn)爆擴(kuò)灌注短樁基礎(chǔ)施工流程圖。挖洞打孔下炸藥筒炸擴(kuò)成孔下炸藥包引炸成擴(kuò)大端放鋼筋灌砼挖洞打孔下炸藥筒炸擴(kuò)成孔下炸藥包引炸成擴(kuò)大端放鋼筋灌砼引爆導(dǎo)線(xiàn)400~50045o~60o60m/m炸藥筒干沙d砼干沙炸藥包DL1500~2000100（三）樁身成孔1.復(fù)查樁位2.挖Ф500mm圓柱形土洞，深400～500mm，底為倒錐形，斜度400～600（見(jiàn)施工流程圖）。3.用洛陽(yáng)鏟在土洞中心（樁中心），掏600mm圓孔至擴(kuò)大端中心標(biāo)高，要求孔垂直度誤差不大于1%L。4.炸藥筒制作：（1）用200克油氈紙卷制瑪?shù)壑辰Y(jié)成油氈紙管，管長(zhǎng)1.5m米，內(nèi)徑按樁徑d計(jì)算確定。（2）用漏斗將硝銨炸藥徐徐裝入油氈管，并分層用木棒搗實(shí)，制成樁身成孔用炸藥筒（爆擴(kuò)管）。（3）將炸藥筒組接成所需長(zhǎng)度，接頭處用3根300mm長(zhǎng)竹片作邦條，用麻繩綁扎。炸藥筒中應(yīng)每距1.5m安放一支8#電雷管，用塑料導(dǎo)線(xiàn)組成并聯(lián)回路（電雷管在使用前必須用萬(wàn)用表檢查電橋通路及測(cè)定電阻以防瞎炮）。5.將組合好的炸藥筒徐徐放入孔中至孔底，上端外露10cm，炸藥筒應(yīng)位于孔中心，周?chē)障队酶缮疤顚?shí)。6.將炸藥筒導(dǎo)線(xiàn)接至20m以外電源處。7.發(fā)出準(zhǔn)備爆擴(kuò)信號(hào)，所有人員撤出爆擴(kuò)區(qū)，并設(shè)置標(biāo)志，禁止任何人員靠近爆擴(kuò)區(qū)。8.按指揮引爆信號(hào)，通電引爆，引爆可用起爆器、串聯(lián)干電池、15v儲(chǔ)電池或32v低壓電源。9.用普通廚用吹風(fēng)機(jī)，將空氣通過(guò)膠管送入孔底將孔中硝煙排除。10.檢查修整孔壁，并核實(shí)擴(kuò)孔尺寸及標(biāo)高，將落入孔底的松土用長(zhǎng)木桿夯實(shí)。11.樁孔允許偏差：位置偏差≤20mm孔徑偏差≤+40mm,-20mm垂直偏差≤1%孔深偏差≤±50mm（四）擴(kuò)大端的爆擴(kuò)及砼澆灌1.按設(shè)計(jì)要求的樁擴(kuò)大端直徑D，稱(chēng)取一定數(shù)量的硝銨炸藥，內(nèi)埋二支8號(hào)電雷管，用塑料布2～3層捆包成扁圓形藥包；雷管用1.13～1.37mm2塑料導(dǎo)線(xiàn)組成并聯(lián)回路，隨塑料布卷包，導(dǎo)線(xiàn)與炸藥包要固定好以防瞎炮。2.每支雷管在使用前必須用萬(wàn)用表檢查電橋通路及測(cè)定電阻以防瞎炮。3.將已包好的炸藥包徐徐放入樁孔底部中心處，并將導(dǎo)線(xiàn)在孔外妥善固定好，然后在藥包蓋10cm厚的干砂，以防藥包的位移及砼直接沖擊藥包。4.用萬(wàn)用電表檢查引爆線(xiàn)路。5.樁孔內(nèi)灌入坍落度10～12cmC15砼，高1.5～2m，并在孔口壓蓋鋼蓋板。6.操作人員撤至爆擴(kuò)區(qū)外。7.按指揮的信號(hào)用起爆器或電池及其他電源通電引爆。8.引爆后拿掉鋼蓋板，檢查砼是否下落，如沒(méi)落下可用振動(dòng)器振落，而后將吹風(fēng)機(jī)膠管伸入樁孔底，開(kāi)機(jī)將孔內(nèi)硝煙排除。9.用量孔器檢查擴(kuò)大端孔徑D，誤差不應(yīng)大于±50mm，并查看端孔有無(wú)塌土，有塌土應(yīng)用取土器取出。10在二次砼澆灌前應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的檢查，將樁身及樁端的成孔實(shí)測(cè)結(jié)果作詳細(xì)的記錄，并由專(zhuān)職質(zhì)量檢查員核查后簽證。11.樁孔檢查合格后，放入已綁扎成型的鋼筋骨架并固定。12.二次灌入坍落度不大于10cm的C15～C20砼并用振動(dòng)器搗固（在振動(dòng)器達(dá)不到的深度可用人工認(rèn)真搗固）至樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高。13.以上工序均應(yīng)連續(xù)進(jìn)行中間不宜間歇。（五）炸藥量的計(jì)算1.炸藥成孔炸藥筒直徑φ的計(jì)算50100150200300400500600700510152025303540炸藥筒直徑與成孔計(jì)算圖表φ=a+k50100150200300400500600700510152025303540炸藥筒直徑與成孔計(jì)算圖表（注）：φ—炸藥筒內(nèi)徑。a—系數(shù)d—爆擴(kuò)參數(shù)（樁身）。k1—樁身成孔直徑?！罢ㄋ幫仓睆脚c成孔計(jì)算圖表”系按陜西興平化肥廠的試驗(yàn)資料求得的系數(shù)、爆擴(kuò)參數(shù)而繪制，供參考。2.樁擴(kuò)大端爆擴(kuò)炸藥量計(jì)算黃土地區(qū)建議按羅馬諾夫公式計(jì)算：C=K2r3r—爆擴(kuò)樁擴(kuò)大端半徑（m）。K2—對(duì)于各類(lèi)土壤的炸藥威力系數(shù)（擴(kuò)大端爆擴(kuò)參數(shù)）。C—炸藥量（Kg）。興化3m樁試爆結(jié)果樁號(hào)DCr3K281.2m1kg0.2164.62991.04m0.65kg0.14064.623101.4m1.58kg0.3434.606興化6m樁試爆結(jié)果樁號(hào)DCrK2111.22m1.2kg0.2275.28121.4m1.8kg0.3435.25131.15m1kg0.1905.26（1）由上表試爆結(jié)果得：3m樁——K2≈4.626m樁——K2≈5.26（2）由試爆結(jié)果知爆擴(kuò)參數(shù)與炸藥性能、土壤類(lèi)別、密實(shí)度、含水量及樁深均有關(guān)系。（3）以上結(jié)果系在陜西興平化肥廠的試爆結(jié)果。四、勞動(dòng)組織及工器具配備（一）勞動(dòng)組織織1、爆擴(kuò)樁的施工工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用用一個(gè)專(zhuān)業(yè)業(yè)爆擴(kuò)組和和一個(gè)砼組組緊密配合合施工。2、爆擴(kuò)組的人員員組成如下下：放線(xiàn)木工1人，負(fù)負(fù)責(zé)樁位放放線(xiàn)及鋼筋筋骨架的安安裝固定及及其檢查測(cè)測(cè)繪工作。爆破工2人，負(fù)負(fù)責(zé)爆擴(kuò)材材料的領(lǐng)取取、存放和和保管，爆爆擴(kuò)筒及炸炸藥包的制制作、管理理、爆擴(kuò)及及其檢測(cè)等等全部工作作。探噴工2人，負(fù)負(fù)責(zé)鏟探及及掏孔工作作。清工3～4人，負(fù)責(zé)責(zé)挖坑、掏掏孔及其它它配合性工工作。以上共計(jì)8～99人。3、爆擴(kuò)組應(yīng)有組組長(zhǎng)1人，組長(zhǎng)長(zhǎng)應(yīng)由熟悉悉爆擴(kuò)作業(yè)業(yè)的爆破工工或木工擔(dān)擔(dān)任。4、爆擴(kuò)組的全體體成員必須須經(jīng)專(zhuān)業(yè)培培訓(xùn)和爆擴(kuò)擴(kuò)作業(yè)的安安全知識(shí)教教育。爆破破工尚應(yīng)取取得特種作作業(yè)操作許許可證。（二）爆擴(kuò)組的的工器具配配備（見(jiàn)下下表）序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量備注1萬(wàn)用電表1只2電工工具1套3廚用普通吹風(fēng)機(jī)機(jī)1臺(tái)4洛陽(yáng)鏟10把5圓頭鐵鍬6把6擴(kuò)大端直徑檢測(cè)測(cè)尺1個(gè)自制7擴(kuò)大端土壤取土土器1個(gè)自制8盤(pán)秤1臺(tái)9裝藥用塑料漏斗斗4個(gè)10電雷管起爆器或或15V蓄電池或干電池等起爆爆電源1有一種即可11鋼盤(pán)尺50m1只12千分尺250mm1把（三）其它1、砼組按常規(guī)編編制及正常常工器具配配備，人數(shù)數(shù)根據(jù)工作作量大小，此此不予敘述述。2、砼的攪拌由現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)攪拌站站供應(yīng)。3、鋼筋骨架的制制作綁扎，采采取委托預(yù)預(yù)制加工，不不編入爆擴(kuò)擴(kuò)作業(yè)的勞勞動(dòng)組織；；鋼筋骨架架現(xiàn)場(chǎng)由爆爆擴(kuò)組負(fù)責(zé)責(zé)安裝。五、安全技術(shù)措措施（一）爆擴(kuò)樁的的施工必須須在當(dāng)?shù)毓膊块T(mén)備備案，施工工前必須經(jīng)經(jīng)安全部門(mén)門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)檢查，并并簽爆炸許許可證后，方方可進(jìn)行爆爆炸作業(yè)。（二）爆炸材料料的貯存，應(yīng)應(yīng)有物資供供應(yīng)部門(mén)設(shè)設(shè)立專(zhuān)庫(kù)，庫(kù)庫(kù)房的安全全距離、警警衛(wèi)、保管管等安全措措施，應(yīng)按按專(zhuān)門(mén)規(guī)定定執(zhí)行。（三）炸藥、雷雷管的領(lǐng)、用用、退、銷(xiāo)銷(xiāo)，均應(yīng)填填寫(xiě)記錄，記記錄需有關(guān)關(guān)負(fù)責(zé)人簽簽字。（四）雷管、炸炸藥應(yīng)分開(kāi)開(kāi)領(lǐng)、取，已已領(lǐng)回的雷雷管、炸藥藥應(yīng)分間放放置，休息時(shí)時(shí)應(yīng)有專(zhuān)人人看管。（五）雷管、炸炸藥必須當(dāng)當(dāng)日領(lǐng)，當(dāng)當(dāng)日退，現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)不得存存放過(guò)夜。（六）絕不允許許將雷管、炸炸藥攜帶至至宿舍，工工棚及其不不應(yīng)去的地地方，更不不得靠近電電、氣焊工工作場(chǎng)地。（七）雷管在領(lǐng)領(lǐng)取及安裝裝過(guò)程中不不得振動(dòng)、碰碰撞。（八）炸藥筒可可以預(yù)先分分段裝藥，但但不得安放放雷管，雷雷管應(yīng)在使使用時(shí)安放放；炸藥包包也應(yīng)在使使用時(shí)捆包包。（九）炸藥筒及及炸藥包，應(yīng)應(yīng)在專(zhuān)門(mén)的的工作間內(nèi)內(nèi)制作，工工作間應(yīng)防防潮避陽(yáng)光光直射，操操作范圍內(nèi)內(nèi)不得有帶帶電的電器器裝置。（十）電雷管在在起爆前，應(yīng)應(yīng)將每個(gè)電電雷管的腳腳線(xiàn)聯(lián)成短短路，直到到用時(shí)解開(kāi)開(kāi)，并嚴(yán)禁禁與電池及及任何帶電電體和電源源線(xiàn)路靠近近；已和雷雷管聯(lián)接的的導(dǎo)線(xiàn)末端端也要聯(lián)成成短路，用用膠布包裹裹以防碰觸觸電源發(fā)生生爆炸。（十一）電雷管管在使用前前必須進(jìn)行行全數(shù)檢查查，金屬殼殼雷管表面面有綠色斑斑點(diǎn)的裂縫縫、皺皮或或爆藥浮出出，紙殼雷雷管表面有有松裂、管管底爆藥有有碎裂以及及腳線(xiàn)有扯扯斷者，均均不得使用用。外觀合格者尚需需用萬(wàn)用表表進(jìn)行電橋橋通路及電電阻檢查，以以及組合線(xiàn)線(xiàn)路的通路路檢查，以以防瞎炮。檢檢查時(shí)雷管管應(yīng)放置在在檔板后面面，距工作作人員5m遠(yuǎn)的地方方。（十二）爆擴(kuò)線(xiàn)線(xiàn)路與電源源的聯(lián)接，必必須在爆擴(kuò)擴(kuò)前所有準(zhǔn)準(zhǔn)備工作均均已完畢，現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人人員已退至至安全區(qū)（20m警戒線(xiàn)以外）方準(zhǔn)進(jìn)行。（十三）電源箱箱要上鎖，并并有專(zhuān)人看看管，得到到命令后方方準(zhǔn)開(kāi)箱通通電起爆。（十四）引爆前前所有現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)人員必須須聽(tīng)從指揮揮，撤出危危險(xiǎn)區(qū)。（十五）引爆命命令應(yīng)由工工程負(fù)責(zé)人人下達(dá)。（十六）電爆線(xiàn)線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)只準(zhǔn)使用用橡皮絕緣緣和塑料絕絕緣軟線(xiàn)，其其導(dǎo)線(xiàn)一般般為1.13～1.37mmm2。（十七）暴風(fēng)雨雨或閃電打打雷時(shí)，禁禁止藥包制制作及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)施爆作業(yè)業(yè)，并應(yīng)將將雷管的腳腳線(xiàn)或?qū)Ь€(xiàn)線(xiàn)的兩端聯(lián)聯(lián)成短路。（十八）爆擴(kuò)作作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)操作區(qū)域域，不得有有置于地面面的電焊線(xiàn)線(xiàn)，也不得得有置于地地面的其它它電氣線(xiàn)路路。低空架架設(shè)的臨時(shí)時(shí)線(xiàn)路必須須符合有關(guān)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)規(guī)定。（十九）爆擴(kuò)作作業(yè)不宜夜夜間進(jìn)行。六、注意事項(xiàng)（一）爆擴(kuò)樁的的最小樁距距不應(yīng)小于于1.5D，如采用用爆擴(kuò)成孔孔且不得小小于1.88m，即使使在上述條條件下，在在群樁施工工中，尚必必須保證在在一個(gè)承臺(tái)臺(tái)下的一組組樁，最后后一個(gè)樁的的爆擴(kuò)應(yīng)在在最早一個(gè)個(gè)樁砼的終終凝前爆完完，并需對(duì)對(duì)已灌砼的的樁身進(jìn)行行二次振搗搗，以消除除樁身砼的的裂縫。（二）在深埋55m以上上的群樁施施工中，在在擴(kuò)大端爆爆擴(kuò)時(shí)，可可能會(huì)發(fā)生生明顯的表表面土層下下沉，在爆爆擴(kuò)中心最最大的下沉沉量可達(dá)225cm，同同時(shí)周?chē)镣翆又袝?huì)出出現(xiàn)裂縫，其其原因是擴(kuò)擴(kuò)大端在地地下爆擴(kuò)時(shí)時(shí)，因炸藥藥爆擴(kuò)的強(qiáng)強(qiáng)力振動(dòng)，造造成擴(kuò)大端端上部土壤壤結(jié)構(gòu)的破破壞，孔隙隙被壓縮而而造成。我們的處理辦法法是：將面面層50～100cm由于振動(dòng)動(dòng)而裂縫的的土層挖掉掉，然后分分層回填夯夯實(shí)。但從從