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摘要：重力式码头工程水下抛石基床爆夯施工操作简单、基床密实效果好，很大程度上解决了水下抛石基床夯实难、施工周期长等的问题，兹以海南省洋浦港小铲滩作业区起步工程码头工程为例进行阐述介绍，以供参考。
关键词：重力式；码头工程；抛石基床；爆夯施工
一、工程概况
海南洋浦省港洋浦港区小铲滩作业区起步工程码头工程，规模为3个5万吨级多用途泊位（水工结构15万吨级），采用重力式沉箱结构，岸线长782m，预制沉箱尺寸为20.05m（长）×15.8m（宽，含前趾1m）×20.2m（高），单个重量2700t，共计45个沉箱，码头基床设计顶标高为-18.0m，基床抛填厚度4.0m～11.0m不等，基床抛石方量约为15万方。设计水位（以当地理论最低潮位面起算）见表1，码头典型断面见图1。
极端高水位（m） 设计高水位（m） 设计低水位（m） 极端低水位（m）
5.23 3.60 0.63 -0.42
表1 设计水位表
图1 碼头典型断面图
二、爆夯设计
1、爆夯机理与施工工艺
水下基床爆夯的原理是将设计的药包按照一定的网格参数布置在块石基床的表面或悬浮在其上部，在一定覆盖水深的药包起爆后产生的爆炸有效动荷载（爆破震动和爆炸冲击波）作用于组成基床的骨架上，使骨架体发生挤压和错位的重新排列，减少空隙率，提高基床密实度，达到避免基础受上部荷载作用下的不均匀沉降和减少沉降量的目的。水下基床爆夯工艺流程见图2
图2 水下基床爆夯工艺流程图
2、火工品的选取
1）炸药选用2#岩石乳化炸药，参数见表2：
炸药密度 1.05～1.20g/cm3 爆 速 ≥4.5×10???3m/s
猛 度 ≥16mm 作用能力 ≥280ml
撞击感度 0 摩擦感度 0
耐压性能 在水深23m浸泡5小时，具有8#雷管起爆感度。
表2 2#岩石乳化炸药参数表
2）导爆索采用塑料导爆索，要求抗水性能：在水压50Kpa、水温10-25℃的水中浸泡5小时后爆轰完全。
3）引爆雷管采用铜制8#电雷管。
3、爆夯参数
1）单药包药量q2（kg）按下式计算：
q2 = q0·a·b·H·η/n
式中 q0—爆破夯实单耗（kg/m3），本工程取4.0kg/m3；
a、b—药包间距、排距（m），本工程均取4m、4m；
H—爆破夯实前石层平均厚度（m），如6-6断面6m；
η—夯实率系数（%），本工程设计夯沉率15%；
n—爆破夯实遍数，本工程均取3遍。
单药包药量：q2 =4.0×4×4×6×15%/3=15.36≈15Kg
2）药包悬高h2（m）计算：
h2≤（0.35～0.50）q2 1/3
本工程取系数0.4，如单药包药量为15Kg时：h2≤（0.35～0.50）151/3=1.0，h2取值0.8m。
3）爆夯分层
根据《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》JTJ/T258-98的规定：基床爆夯分层厚度不宜大于12m的要求，在基床拋石厚度≤12m时可不分层；>12m时须分层。
本工程抛石基床最大厚度11m，可不分层。
4）布药网格
本工程均采用4m×4m的网格布药，布药平面示意图见图3。
图3 爆夯布药平面示意图
三、爆夯效果
1、爆夯夯沉率
本工程共进行了14段基床抛石爆夯夯实施工，最大夯沉率17.8%，最小夯沉率13.2%，平均夯沉率15.6%，满足《重力式码头设计与施工规范》（JTS 167-2-2009）夯沉率10～15%的要求。夯沉率统计见表3。
里程桩号 0+0～0+050 0+050～0+090 0+90～0+150 0+150～0+210 0+210～0+260 0+260～0+310 0+310～0+360
夯沉率 15.3% 16.7% 14.3% 16.4% 15.2% 16.3% 17.8
里程桩号 0+360～0+440 0+440～0+490 0+490～0+540 0+540～0+600 0+600～0+660 0+660～0+720 0+720～
0-790
夯沉率 13.2% 15.8% 15.9% 14.8% 15.5% 16.3% 15.2%
表3 夯沉率统计表
3、锤夯复打夯沉量
本工程基床抛石设计要求爆夯夯沉率15%，针对爆夯夯沉率分别为14.3%%、13.2%和14.8%的0+90～0+150、0+360～0+440和0+540～0+600三段基床进行传统锤夯复核，复打夯击能为120KJ/m2，复打验收平均沉降量分别为20mm、27 mm、22 mm，满足《水运工程质量检验标准》（JTS-257-2008）中复打验收平均沉降量不大于30mm的要求。
4、后期沉降情况
为切实掌握爆夯施工的实际效果，沉箱安装完成后共分别对15个沉箱的沉降情况进行了跟踪观测、统计，从沉箱安装及箱内回填砂完成开始至沉降情况基本稳定，沉降最大值为164mm，最小值为108mm，平均沉降量128mm。沉降量统计见表4。
沉箱编号 CX2 CX5 CX8 CX11 CX 14 CX 17 CX 20 CX 23 CX 26 CX 29 CX 32 CX 35 CX 38 CX 41 CX 43
沉降值（mm） 124 136 115 108 146 138 126 164 143 128 116 108 125 122 116
表4 沉降量统计表
5、结论及经验总结
1）爆夯施工进度快、工期短。锤夯夯实施工以2m分层厚度控制基床的抛石施工，而爆夯施工一层爆夯厚度达12m以内，甚至最大可达15m，基床抛石一次抛成，从而大大缩短了基床抛石的施工工期，同时，爆夯施工工效也比一般锤夯打夯船工效高。
2）造价低。爆夯施工节省了施工工期，施工操作简单，施工成本相对较低。
3）爆夯施工正式施工前必须进行爆夯试验，即典型施工。典型施工可以为后续施工提供科学准确的效果预测，因此必须予以重视。爆夯试验结束后，检查爆夯石料密实的效果及对周围环境的影响等，若未能满足质量要求，则需调整参数，再次进行试验，直到满足质量要求。
4）爆夯前后的高程测量要包括基床全边坡，绘出爆夯前后的基床断面图，检验是否存在基床顶面石料飞散造成夯沉率计算不准确。
5）根据实测结果，每段基床爆夯时对相邻段基床也有连带夯实作用，尤其对下一段还没有进行爆夯的基床作用更明显。因此，在进行爆夯前和爆夯后基床标高测量时，夯前测量应提前一个施工段，夯后测量在下一施工段完成爆夯后再进行，这样可以反映出比较准确的夯沉量。
6）爆夯施工时震动威力大，对施工区域周边的建筑物形成一定的影响。本工程施工中尽管将一次起爆药量酌量减少并使用微差技术，但其所产生的爆破效应仍不可避免，如果仅以减少炸药量来缓解爆破所产生的影响将限制爆夯的工效发挥。因此采用爆夯施工必须考虑采取相应措施把爆破效应对周边居民及建筑物的影响控制至最小。
参考文献：
[1] JTJ/T258-98，《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》[S]
[2] JTS 204，水运工程爆破技术规范[S]
[3] JTS 167-2-2009，重力式码头设计与施工规范[S]
[4] JTS 257-2008，水运工程质量检验标准[S]
[5]吕贤郎，爆夯工艺于码头抛石基床工程之应用，中国水运（下半月），2011年 第06期
关键词：重力式；码头工程；抛石基床；爆夯施工
一、工程概况
海南洋浦省港洋浦港区小铲滩作业区起步工程码头工程，规模为3个5万吨级多用途泊位（水工结构15万吨级），采用重力式沉箱结构，岸线长782m，预制沉箱尺寸为20.05m（长）×15.8m（宽，含前趾1m）×20.2m（高），单个重量2700t，共计45个沉箱，码头基床设计顶标高为-18.0m，基床抛填厚度4.0m～11.0m不等，基床抛石方量约为15万方。设计水位（以当地理论最低潮位面起算）见表1，码头典型断面见图1。
极端高水位（m） 设计高水位（m） 设计低水位（m） 极端低水位（m）
5.23 3.60 0.63 -0.42
表1 设计水位表
图1 碼头典型断面图
二、爆夯设计
1、爆夯机理与施工工艺
水下基床爆夯的原理是将设计的药包按照一定的网格参数布置在块石基床的表面或悬浮在其上部，在一定覆盖水深的药包起爆后产生的爆炸有效动荷载（爆破震动和爆炸冲击波）作用于组成基床的骨架上，使骨架体发生挤压和错位的重新排列，减少空隙率，提高基床密实度，达到避免基础受上部荷载作用下的不均匀沉降和减少沉降量的目的。水下基床爆夯工艺流程见图2
图2 水下基床爆夯工艺流程图
2、火工品的选取
1）炸药选用2#岩石乳化炸药，参数见表2：
炸药密度 1.05～1.20g/cm3 爆 速 ≥4.5×10???3m/s
猛 度 ≥16mm 作用能力 ≥280ml
撞击感度 0 摩擦感度 0
耐压性能 在水深23m浸泡5小时，具有8#雷管起爆感度。
表2 2#岩石乳化炸药参数表
2）导爆索采用塑料导爆索，要求抗水性能：在水压50Kpa、水温10-25℃的水中浸泡5小时后爆轰完全。
3）引爆雷管采用铜制8#电雷管。
3、爆夯参数
1）单药包药量q2（kg）按下式计算：
q2 = q0·a·b·H·η/n
式中 q0—爆破夯实单耗（kg/m3），本工程取4.0kg/m3；
a、b—药包间距、排距（m），本工程均取4m、4m；
H—爆破夯实前石层平均厚度（m），如6-6断面6m；
η—夯实率系数（%），本工程设计夯沉率15%；
n—爆破夯实遍数，本工程均取3遍。
单药包药量：q2 =4.0×4×4×6×15%/3=15.36≈15Kg
2）药包悬高h2（m）计算：
h2≤（0.35～0.50）q2 1/3
本工程取系数0.4，如单药包药量为15Kg时：h2≤（0.35～0.50）151/3=1.0，h2取值0.8m。
3）爆夯分层
根据《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》JTJ/T258-98的规定：基床爆夯分层厚度不宜大于12m的要求，在基床拋石厚度≤12m时可不分层；>12m时须分层。
本工程抛石基床最大厚度11m，可不分层。
4）布药网格
本工程均采用4m×4m的网格布药，布药平面示意图见图3。
图3 爆夯布药平面示意图
三、爆夯效果
1、爆夯夯沉率
本工程共进行了14段基床抛石爆夯夯实施工，最大夯沉率17.8%，最小夯沉率13.2%，平均夯沉率15.6%，满足《重力式码头设计与施工规范》（JTS 167-2-2009）夯沉率10～15%的要求。夯沉率统计见表3。
里程桩号 0+0～0+050 0+050～0+090 0+90～0+150 0+150～0+210 0+210～0+260 0+260～0+310 0+310～0+360
夯沉率 15.3% 16.7% 14.3% 16.4% 15.2% 16.3% 17.8
里程桩号 0+360～0+440 0+440～0+490 0+490～0+540 0+540～0+600 0+600～0+660 0+660～0+720 0+720～
0-790
夯沉率 13.2% 15.8% 15.9% 14.8% 15.5% 16.3% 15.2%
表3 夯沉率统计表
3、锤夯复打夯沉量
本工程基床抛石设计要求爆夯夯沉率15%，针对爆夯夯沉率分别为14.3%%、13.2%和14.8%的0+90～0+150、0+360～0+440和0+540～0+600三段基床进行传统锤夯复核，复打夯击能为120KJ/m2，复打验收平均沉降量分别为20mm、27 mm、22 mm，满足《水运工程质量检验标准》（JTS-257-2008）中复打验收平均沉降量不大于30mm的要求。
4、后期沉降情况
为切实掌握爆夯施工的实际效果，沉箱安装完成后共分别对15个沉箱的沉降情况进行了跟踪观测、统计，从沉箱安装及箱内回填砂完成开始至沉降情况基本稳定，沉降最大值为164mm，最小值为108mm，平均沉降量128mm。沉降量统计见表4。
沉箱编号 CX2 CX5 CX8 CX11 CX 14 CX 17 CX 20 CX 23 CX 26 CX 29 CX 32 CX 35 CX 38 CX 41 CX 43
沉降值（mm） 124 136 115 108 146 138 126 164 143 128 116 108 125 122 116
表4 沉降量统计表
5、结论及经验总结
1）爆夯施工进度快、工期短。锤夯夯实施工以2m分层厚度控制基床的抛石施工，而爆夯施工一层爆夯厚度达12m以内，甚至最大可达15m，基床抛石一次抛成，从而大大缩短了基床抛石的施工工期，同时，爆夯施工工效也比一般锤夯打夯船工效高。
2）造价低。爆夯施工节省了施工工期，施工操作简单，施工成本相对较低。
3）爆夯施工正式施工前必须进行爆夯试验，即典型施工。典型施工可以为后续施工提供科学准确的效果预测，因此必须予以重视。爆夯试验结束后，检查爆夯石料密实的效果及对周围环境的影响等，若未能满足质量要求，则需调整参数，再次进行试验，直到满足质量要求。
4）爆夯前后的高程测量要包括基床全边坡，绘出爆夯前后的基床断面图，检验是否存在基床顶面石料飞散造成夯沉率计算不准确。
5）根据实测结果，每段基床爆夯时对相邻段基床也有连带夯实作用，尤其对下一段还没有进行爆夯的基床作用更明显。因此，在进行爆夯前和爆夯后基床标高测量时，夯前测量应提前一个施工段，夯后测量在下一施工段完成爆夯后再进行，这样可以反映出比较准确的夯沉量。
6）爆夯施工时震动威力大，对施工区域周边的建筑物形成一定的影响。本工程施工中尽管将一次起爆药量酌量减少并使用微差技术，但其所产生的爆破效应仍不可避免，如果仅以减少炸药量来缓解爆破所产生的影响将限制爆夯的工效发挥。因此采用爆夯施工必须考虑采取相应措施把爆破效应对周边居民及建筑物的影响控制至最小。
参考文献：
[1] JTJ/T258-98，《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》[S]
[2] JTS 204，水运工程爆破技术规范[S]
[3] JTS 167-2-2009，重力式码头设计与施工规范[S]
[4] JTS 257-2008，水运工程质量检验标准[S]
[5]吕贤郎，爆夯工艺于码头抛石基床工程之应用，中国水运（下半月），2011年 第06期