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摘要：本人结合工程实践，对穿越斜岩地层的各种桩径的冲孔灌注桩的偏孔纠偏尝试新方法，对产生严重偏孔的冲孔灌注桩应用水下静态爆破方式进行纠偏，取得良好效果。
关键词：水下静态爆破纠偏斜岩冲孔灌注桩应用
在冲孔灌注桩成孔过程中，若遇到陡坡岩面则极易发生偏孔现象。一旦发生偏孔采用常规的扫孔、回填块石等方法进行纠偏，因陡坡岩面对成孔冲击的偏向作用纠偏的成功率偏低，纠偏耗时长，成本较高。为提高工效降低成本，本人结合6号路西段市政工程渡头河桥工程实践，不断尝试新的纠偏方法，对穿越斜岩地层并产生严重偏孔的冲孔灌注桩应用水下静态爆破方式进行纠偏，取得良好效果。
1冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的特点
1、通过破碎斜岩消除昔日岩对冲锤的冲击偏向作用，大大提高纠偏成功率；
2、破碎斜岩采用静态爆破，安全、易控、环保无害，无须专业工种及爆破审批；
3、爆破斜岩过程中，钻孔装药均由一台钻机完成，无须水下作业。
2冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的工艺原理
冲孔灌注桩成孔时，若冲进至陡坡岩面由于冲锤及岩面两个“刚体”斜向碰撞产生冲击偏向作用，从而极易导致偏孔，采用传统工艺（如回填块石重复冲进等）方式进行纠偏，在孔内斜岩磨平前，因此冲击偏向作用仍然存在故纠偏成功率较低。若先破碎桩孔范围内的斜岩再填块石冲进则可马上消除冲击偏向作用大大提高纠偏成功率。
本纠偏技术破碎斜岩采用静态爆破，即采用无声破碎剂破碎岩体。静态爆破剂是经高温煅烧以氧化钙为主体的无机化合物，掺入适量外加剂共同粉磨制成的具备高膨胀性能的非爆破性破碎用粉状材料。静态爆破剂属水泥制品，具备较强的碎岩能力（膨胀力最大可达50Mpa），反应时间可控，且施工简便，加水拌匀后装填入钻孔即可（药卷型用水浸泡后装填）。完全适用于水下爆破斜岩。
3冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的工艺流程和操作要点
3.1工艺流程
冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏施工工艺流程如图3.1-1所示：
3.2操作要点
在发生偏孔时，需根据地质报告或各灌注桩超前钻资料结合实际偏孔位置判定此次偏孔是否属于斜岩偏孔。并且排查其余导致偏孔的原因。若为非斜岩导致的偏孔，不宜采用水下静态爆破进行纠偏。
3.2.1测量
1、测定温度
采用绳子及温度计配合测定灌注桩偏孔位置附近的水温。并依据水温准备相应型号的静态爆破剂，选用依据见下表：
2、测量斜岩面情况
1）在护筒外侧安装好定位标尺，要求安置牢靠，四边尺面须调整至大致水平。定位标尺安置完毕后，严禁大力碰撞，以免影响测量精度及后续装药定位。
2）沿护筒周边均匀对称布置8个测点，在测点位置用测深绳锤测量出深度，用拉线法读出测点坐标，记录数据并在护筒上做好标记。
3）在深度数值中每相邻两点取平均值，在平均值最大及最小的两点中间加测一点，此点为最高及最低点。最高及最低点差值为桩孔投影内高差，即为破碎高度H。
3.2.2 设计布孔
1、布孔形式
理论上布孔的形式须结合测量出的斜岩面情况计算确定。
平面布孔一般只布置靠近最高点一侧3/4圆面（圆面为桩孔平面投影），采用网格状布置，靠近圆面周边的孔宜调整至圆面边缘。
孔深一般为斜面至测出最低点间的高差。
2、布孔参数及设计药量
孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大孔距与排距越小，反之则大，孔距与排距布置及设计药量可参照下表根据现场情况确定，但测量所得最高点至最低点连线上每排必须有一孔：
将布孔设计连同测量数据绘于方格纸上。
3.2.3 钻孔
1、钻孔采用KS760液压齐头钻，60mm钻杆，亦可采用同系列或相同功能的钻机。
2、依据布孔设计钻孔
1）首先钻机就位并调节钻杆至垂直
2）然后调节钻机水平液压臂使钻杆基本就位至设计布孔位置
3）再配合定位标尺精确定位
4）在保持钻杆垂直的情况下，钻进至设计深度。
3、利用冲孔桩机的小卷扬机配合人工装、拆钻杆。
4、钻杆定位误差需控制在1cm以内，钻机深度误差控制在5cm以内。
5、由于钻机自带空压机吹渣故无需专门清理钻孔，但钻孔至装药完毕这一时间段内须停止泥浆循环以免钻孔内沉渣过厚。
3.2.4 装药
1、药筒制作
1）药筒采用50mmPVC管制作，底部用双层防水胶布封底铁丝绑扎，将药卷浸泡后置于管内，药卷上放置一块φ45mm软木块。顶部须预留15cm以上长度用于伸入钻杆并于顶部一下10cm处堆成横向开口用于悬挂药筒。
具体形式如图3.2-1所示。
2）药卷制作
比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按药筒装填长度所需要的药卷数量，放在盆中，倒入洁净水完全浸泡，30-50秒左右药卷充分湿润、完全没冒气泡时，取出药卷从装入预先置于药筒内的长条塑料袋，密实地装填到所需长度后将塑料袋密封。即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。
3）药卷反应时间控制
静态爆破剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之則慢。实际操作中，控制药剂反应时间太快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石的温度。
在本工程的应用中，采用添加抑制剂的方法控制药卷反应时间。药卷浸泡用水的温度宜略低于斜岩面附近测出的温度。
同时考虑到装药需时且为了达到较为理想的破碎效果，药卷作用次序应从低点到高点一次发生。故从低至高每排药筒中的药卷浸泡水中加入的抑制剂与水的比例宜为0.6%、2%、4%、6%。
2、钻机辅助装药
1）将钻机最下节钻杆更换为36mm钻杆；
2）用四条细扎丝穿过药筒顶部开口挂在钻杆底部加装的卡头上；
3）调整钻杆至垂直，并粗略就位；
4）拉线法（双十字）配合定位标尺精确定位，采用钻孔后更新的坐标；
5）控制钻杆非旋转下伸，直至药筒进入钻孔底；
6）控制钻杆继续非旋转下伸，使其压断细扎丝并使卡头底部压入钻孔顶部以下，使装着药卷的塑料袋受压破裂并且可压实静态爆破剂使其填充药筒外空隙；
7）慢速旋转提升钻杆，
8）继续为下个钻孔装药。
3.2.5 回填块石及纠偏冲进
1、等待药卷反应，一般为2~3小时，即可开始回填块石至斜岩面最高点50cm以上
2、采用高冲程冲进至斜岩面最高点后改用低冲程冲进
4冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏直接相关的材料机械
4.1静态爆破剂
静态爆破剂即无声破碎剂是经高温煅烧以氧化钙为主体的无机化合物，掺入适量外加剂共同粉磨制成的具备高膨胀性能的非爆破性破碎用粉状材料。
静态爆破剂应满足下列要求：
1、凝结时间
初凝时间不得早于10min，终凝时间不得迟于150min。
2、膨胀压
静态爆破剂各龄期的膨胀压应符合下表要求：
4.2钻机
冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏采用的主要设备为KS760液压齐头钻，见下图。
每次纠偏钻机需时一般为3~6小时，实际应用中可根据实际发生偏孔的桩数进行调配。
4.3劳动力
施工人员：冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏施工除原冲孔桩施工所需人员外，每桩纠偏约需9人，详见下表：
5、冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏安全措施及质量要求
5.1安全措施
1、破碎剂呈碱性，对皮肤有轻度腐蚀，操作人员必须戴防护眼镜及乳胶手套，填充钻孔直至裂纹发生前请勿对着孔口直视，以防偶尔发生的冲孔现象伤害眼睛。
2、药剂搅拌中发现浆体迅速升温且烫手变干，应将浆体舍弃不用。
3、不同型号的爆破剂不可混用，严禁勾兑其他化学品。
4、严格防潮，拆包后应尽量用完。
5、严禁化学药品流失，注意仓库保管，同时，施工现场的药品应及时清理，防止造成环境污染。
5.2质量要求
根据相关规范要求及冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的特点，纠偏后的灌注桩成孔应满足下表相关要求：
6结语
本工程应用水下静态爆破纠偏法共完成灌注桩32根，发生偏孔现象的有17根。经对比地质资料及实地测量确认是斜岩偏孔的有14根，全部应用水下静态爆破法进行纠偏。经统计上述14根桩发生偏孔14次纠偏次数15次，纠偏成功率为93.3%，纠偏效果及工期达到预期目标，取得良好的经济效益。水下静态爆破纠偏在本工程中穿越斜岩地层的冲孔灌注桩的成功应用，为今后类似工程提供了全新有效实用的施工技术，具有一定的借鉴意义。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：水下静态爆破纠偏斜岩冲孔灌注桩应用
在冲孔灌注桩成孔过程中，若遇到陡坡岩面则极易发生偏孔现象。一旦发生偏孔采用常规的扫孔、回填块石等方法进行纠偏，因陡坡岩面对成孔冲击的偏向作用纠偏的成功率偏低，纠偏耗时长，成本较高。为提高工效降低成本，本人结合6号路西段市政工程渡头河桥工程实践，不断尝试新的纠偏方法，对穿越斜岩地层并产生严重偏孔的冲孔灌注桩应用水下静态爆破方式进行纠偏，取得良好效果。
1冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的特点
1、通过破碎斜岩消除昔日岩对冲锤的冲击偏向作用，大大提高纠偏成功率；
2、破碎斜岩采用静态爆破，安全、易控、环保无害，无须专业工种及爆破审批；
3、爆破斜岩过程中，钻孔装药均由一台钻机完成，无须水下作业。
2冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的工艺原理
冲孔灌注桩成孔时，若冲进至陡坡岩面由于冲锤及岩面两个“刚体”斜向碰撞产生冲击偏向作用，从而极易导致偏孔，采用传统工艺（如回填块石重复冲进等）方式进行纠偏，在孔内斜岩磨平前，因此冲击偏向作用仍然存在故纠偏成功率较低。若先破碎桩孔范围内的斜岩再填块石冲进则可马上消除冲击偏向作用大大提高纠偏成功率。
本纠偏技术破碎斜岩采用静态爆破，即采用无声破碎剂破碎岩体。静态爆破剂是经高温煅烧以氧化钙为主体的无机化合物，掺入适量外加剂共同粉磨制成的具备高膨胀性能的非爆破性破碎用粉状材料。静态爆破剂属水泥制品，具备较强的碎岩能力（膨胀力最大可达50Mpa），反应时间可控，且施工简便，加水拌匀后装填入钻孔即可（药卷型用水浸泡后装填）。完全适用于水下爆破斜岩。
3冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的工艺流程和操作要点
3.1工艺流程
冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏施工工艺流程如图3.1-1所示：
3.2操作要点
在发生偏孔时，需根据地质报告或各灌注桩超前钻资料结合实际偏孔位置判定此次偏孔是否属于斜岩偏孔。并且排查其余导致偏孔的原因。若为非斜岩导致的偏孔，不宜采用水下静态爆破进行纠偏。
3.2.1测量
1、测定温度
采用绳子及温度计配合测定灌注桩偏孔位置附近的水温。并依据水温准备相应型号的静态爆破剂，选用依据见下表：
2、测量斜岩面情况
1）在护筒外侧安装好定位标尺，要求安置牢靠，四边尺面须调整至大致水平。定位标尺安置完毕后，严禁大力碰撞，以免影响测量精度及后续装药定位。
2）沿护筒周边均匀对称布置8个测点，在测点位置用测深绳锤测量出深度，用拉线法读出测点坐标，记录数据并在护筒上做好标记。
3）在深度数值中每相邻两点取平均值，在平均值最大及最小的两点中间加测一点，此点为最高及最低点。最高及最低点差值为桩孔投影内高差，即为破碎高度H。
3.2.2 设计布孔
1、布孔形式
理论上布孔的形式须结合测量出的斜岩面情况计算确定。
平面布孔一般只布置靠近最高点一侧3/4圆面（圆面为桩孔平面投影），采用网格状布置，靠近圆面周边的孔宜调整至圆面边缘。
孔深一般为斜面至测出最低点间的高差。
2、布孔参数及设计药量
孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大孔距与排距越小，反之则大，孔距与排距布置及设计药量可参照下表根据现场情况确定，但测量所得最高点至最低点连线上每排必须有一孔：
将布孔设计连同测量数据绘于方格纸上。
3.2.3 钻孔
1、钻孔采用KS760液压齐头钻，60mm钻杆，亦可采用同系列或相同功能的钻机。
2、依据布孔设计钻孔
1）首先钻机就位并调节钻杆至垂直
2）然后调节钻机水平液压臂使钻杆基本就位至设计布孔位置
3）再配合定位标尺精确定位
4）在保持钻杆垂直的情况下，钻进至设计深度。
3、利用冲孔桩机的小卷扬机配合人工装、拆钻杆。
4、钻杆定位误差需控制在1cm以内，钻机深度误差控制在5cm以内。
5、由于钻机自带空压机吹渣故无需专门清理钻孔，但钻孔至装药完毕这一时间段内须停止泥浆循环以免钻孔内沉渣过厚。
3.2.4 装药
1、药筒制作
1）药筒采用50mmPVC管制作，底部用双层防水胶布封底铁丝绑扎，将药卷浸泡后置于管内，药卷上放置一块φ45mm软木块。顶部须预留15cm以上长度用于伸入钻杆并于顶部一下10cm处堆成横向开口用于悬挂药筒。
具体形式如图3.2-1所示。
2）药卷制作
比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按药筒装填长度所需要的药卷数量，放在盆中，倒入洁净水完全浸泡，30-50秒左右药卷充分湿润、完全没冒气泡时，取出药卷从装入预先置于药筒内的长条塑料袋，密实地装填到所需长度后将塑料袋密封。即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。
3）药卷反应时间控制
静态爆破剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之則慢。实际操作中，控制药剂反应时间太快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石的温度。
在本工程的应用中，采用添加抑制剂的方法控制药卷反应时间。药卷浸泡用水的温度宜略低于斜岩面附近测出的温度。
同时考虑到装药需时且为了达到较为理想的破碎效果，药卷作用次序应从低点到高点一次发生。故从低至高每排药筒中的药卷浸泡水中加入的抑制剂与水的比例宜为0.6%、2%、4%、6%。
2、钻机辅助装药
1）将钻机最下节钻杆更换为36mm钻杆；
2）用四条细扎丝穿过药筒顶部开口挂在钻杆底部加装的卡头上；
3）调整钻杆至垂直，并粗略就位；
4）拉线法（双十字）配合定位标尺精确定位，采用钻孔后更新的坐标；
5）控制钻杆非旋转下伸，直至药筒进入钻孔底；
6）控制钻杆继续非旋转下伸，使其压断细扎丝并使卡头底部压入钻孔顶部以下，使装着药卷的塑料袋受压破裂并且可压实静态爆破剂使其填充药筒外空隙；
7）慢速旋转提升钻杆，
8）继续为下个钻孔装药。
3.2.5 回填块石及纠偏冲进
1、等待药卷反应，一般为2~3小时，即可开始回填块石至斜岩面最高点50cm以上
2、采用高冲程冲进至斜岩面最高点后改用低冲程冲进
4冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏直接相关的材料机械
4.1静态爆破剂
静态爆破剂即无声破碎剂是经高温煅烧以氧化钙为主体的无机化合物，掺入适量外加剂共同粉磨制成的具备高膨胀性能的非爆破性破碎用粉状材料。
静态爆破剂应满足下列要求：
1、凝结时间
初凝时间不得早于10min，终凝时间不得迟于150min。
2、膨胀压
静态爆破剂各龄期的膨胀压应符合下表要求：
4.2钻机
冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏采用的主要设备为KS760液压齐头钻，见下图。
每次纠偏钻机需时一般为3~6小时，实际应用中可根据实际发生偏孔的桩数进行调配。
4.3劳动力
施工人员：冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏施工除原冲孔桩施工所需人员外，每桩纠偏约需9人，详见下表：
5、冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏安全措施及质量要求
5.1安全措施
1、破碎剂呈碱性，对皮肤有轻度腐蚀，操作人员必须戴防护眼镜及乳胶手套，填充钻孔直至裂纹发生前请勿对着孔口直视，以防偶尔发生的冲孔现象伤害眼睛。
2、药剂搅拌中发现浆体迅速升温且烫手变干，应将浆体舍弃不用。
3、不同型号的爆破剂不可混用，严禁勾兑其他化学品。
4、严格防潮，拆包后应尽量用完。
5、严禁化学药品流失，注意仓库保管，同时，施工现场的药品应及时清理，防止造成环境污染。
5.2质量要求
根据相关规范要求及冲孔灌注桩水下静态爆破纠偏的特点，纠偏后的灌注桩成孔应满足下表相关要求：
6结语
本工程应用水下静态爆破纠偏法共完成灌注桩32根，发生偏孔现象的有17根。经对比地质资料及实地测量确认是斜岩偏孔的有14根，全部应用水下静态爆破法进行纠偏。经统计上述14根桩发生偏孔14次纠偏次数15次，纠偏成功率为93.3%，纠偏效果及工期达到预期目标，取得良好的经济效益。水下静态爆破纠偏在本工程中穿越斜岩地层的冲孔灌注桩的成功应用，为今后类似工程提供了全新有效实用的施工技术，具有一定的借鉴意义。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。