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【摘 要】 近年来，人工挖孔灌注桩由于其在安全方面存在较大的争议，孔深15m以上属于限制工艺，但是人工挖孔灌注桩能够克服其它桩型的缺陷，在保证安全的前提下，孔深在15m以内允许使用，特别是在山坡地质、其他桩型无法克服的地下障碍物多的地质、岩层较厚的地质等条件下能再现它的生命力，能够克服冲孔灌注桩沉碴超标、管桩遇地下障碍物多无法施工等问题，关键是做好安全保证工作。为了提高基础的承载力，设计时常将基础的持力层设置在岩石的中、微风化岩层，在通过入岩段施工时，常用的施工方法也是爆破法。只有切实掌握和正确应用人工挖孔桩入岩爆破技术，才能确保施工人员的人身安全，保证建筑物的持力层的质量，保证沉降符合要求。文章结合案例详细分析了小直径浅孔微差爆破技术在人工挖孔桩中的应用。
【关键词】 小直径浅孔微差爆破技术;人工挖孔桩;安全措施
1 工程概况
莆田万辉世纪城二期位于莆田市荔涵大道西面，东侧和在建的万辉世纪城一期项目毗邻。万辉世纪城二期用地面积56300m2、总建筑面积132870.7m2。共14幢建筑（20#～33#楼），其中采用人工挖孔桩的20#～25#楼12层、32#楼18层、33#楼26层，21#～24#楼下设一层地下室、20#、25#楼局部一层地下室。本工程为钢筋混凝土框-剪结构，基础为人工挖孔桩，桩径Ф1.0m～1.6m。设计桩有效长度为不小于5m，桩端入岩为入中风化和微风化，共计664枚桩，护壁采用C25钢筋混凝土，与桩身设计混凝土同标号，壁厚15mm。其中21#～24#楼下设一层地下室由于基坑土方先行开挖再施工桩基，基坑深度5.6m，由于西侧楼靠山边，大部分的桩已入岩，不少桩无法满足设计有效桩长的要求，所以导致该工程的基础桩桩端都必须进入到中风化和微风化岩层。东侧和在建的万辉世纪城一期项目毗邻，建筑物距基坑最短距离15m。
本工程地质勘查报告揭露，场地内没有不良地质的产生，如涌泥、流砂、坍孔等现象。场地地层主要有：填土、粉质粘土、泥质粉砂、淤泥、卵石、粉质粘土、残积土、全风化花岗斑石、强风化花岗斑石、中风化花岗斑石、微风化花岗斑石等组成。
2 爆破技术设计
本工程人工挖孔桩桩径主要Ф1.0m，少量桩径Ф1.2m，设计有效桩长5m以上，设计桩端持力层是中风化花岗岩，但由于21#～24#楼下设一层地下室，基坑土方先行开挖再施工桩基，造成一开孔就进行爆破施工，同时受有效桩长5m的设计要求限制，因此持力层落在中～微风化、微风化的花岗岩上。大部分桩成桩深度均在15m以内，21#～24#楼成桩深度在5m以上。持力层总的爆破工程量约6000m3左右。由于人工挖孔桩入岩爆破施工时，自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上地段成孔时，受地质情况的影响，有些地段护壁质量较差抗震能力小。所以孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。多桩承台采用跳桩施工，避免出现多桩串孔现象，带来安全隐患。
2.1中心孔掏槽布置
在桩位中心布置一个炮孔，四周对称布置周边孔，起爆方式采用中心孔先爆，四周孔延迟起爆，根据四周孔起爆顺序又分为同时起爆和分段起爆2种，炮孔布置和起爆顺序如图1所示。
2.2爆破参数的设计
桩基入岩爆破参数根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。根据以往的高层建筑孔桩的施工经验，参考矿山竖井开挖的爆破参数，对爆破参数进行修正，得出单位用药量系数q值，如下页表1。
表1 单位用药量系数q值
序号 岩石类别 岩岩坚固系数f 单位用药量系数q（g/m3） 备注
1 强-中风化 4～6 1200～1600
2 中风化 6～7 1600～2000
3 中-微风化 7～8 2000～2400
4 微风化 8～10 2400～3000
2.3炮眼布置
在进行小直径孔桩爆破时，工作面一般是采取掏槽眼1～2个，周边眼5～7个来安排的。其中，掏槽眼按照锥形布置，倾角为10度～15度;周边眼采取垂直眼，距孔桩护壁150mm均匀布置，如果有扩大头的孔桩的情况，周边需比扩大头倾角小50～100，从而确保扩大头围岩的稳定性。炮眼采用手持式气动凿岩机造眼。
2.4打孔
采用风钻钻孔，钻孔直径38mm～45mm，钻孔深度1m，风钻供风采用6～10m3，风压力0.5Mpa。
2.5爆破计算
炮眼深度1m，钻孔直径38mm～45mm，孔跟随400mm，即L=1m，A=0.4m，B=0.4m，根据不同的岩层控制炮眼炸药用量。
（1）强～中风化层的每眼炸药用量：取q=1.4kg/m3
Q=qABLe=0.33*1.4*0.4*0.4*1=74（g）
单位体积的炸药用量：
炮眼布置沿距桩孔护壁150mm的圆周布置，同时桩中心布置一个炮眼，周边孔应在同一个平面，保证开挖面的平整，中心眼应超钻10mm。1m桩孔内布置炮眼数量6个，1.2m直径的桩孔内炮眼数量8个。
即1m桩孔内单位体积炸药用量=74*6=444（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=74*8=592（g）
（2）中～微风化层的每眼炸药用量：取q=1.8kg/m3
Q=qABLe0.33*1.8*0.4*0.4*1=95（g）
即1m桩孔内单位体积炸药用量=95*6=570（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=95*8=760（g）
（3）微风化层的每眼炸药用量：取q=2.4kg/m3 Q=qABLe0.33*2.4*0.4*0.4*1=127（g）
即1m桩孔内单位体积炸药用量=127*6=762（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=127*8=1016（g）
爆破设计震动波速控制在2m/s以内，而一般建筑物抗震防护设计波速在200m/s～500m/s之间，这样爆破震动波传到临近建筑物所产生的剪切力远远小于建筑物的抗震设计剪切力，因此爆破临近建筑物及地下的设施均不构成危害。
2.6装药
装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净，经检查合格后方可装药。应严格控制装药量并要符合下列要求：（1）严禁使用不符合产品标准和质量要求的爆破材料。（2）采用低密度、低爆破、低猛度、高爆力的2号小药卷岩石硝铵炸药。（3）周边眼采用小药卷连续装药结构或间隔装药结构，并采用导爆索束装药结构。（4）严格控制单段最大装药量，根据每次爆破震速调整最大段装药量。（5）围岩较软时，除周边眼应严格控制用药量外，还应控制邻近周边眼的内圈炮眼的药量。
2.7操作控制
为了严格按照施工设计控制施工，工前对操作人员进行了技术交底、安全培训，并建立了岗位责任目标检查考核激励制约奖惩制度，明确对周边归、掏槽炮、掘进眼、底板眼、光面爆破辅助眼进行区域划分，严格区域把关分工及岗位确定，使各区域施工人员都在准确作业，技能熟练操作实施，并根据围变作为合理调整，逐步提高各施工工艺起到了关键性效应。
3 爆破器材选型
3.1炸药
人工挖孔桩入岩段爆破施工总是存在岩层裂隙水及成孔护壁时下滴的渗水，最好选用防水性好的炸药，另外为了保证成孔护壁在爆破施工中的稳定性，应选用爆炸威力适中的炸药。可选岩石乳化炸药，其抗水性好、药卷易于分割、威力适中。
3.2雷管
孔桩掘进爆破应用电雷管网络，禁止使用导火索、火雷管起爆网络。电雷管起爆网络的接头一定要有良好的绝缘性，接点应离开泥水面。同时，为取得较好的爆破效果，保护护壁的稳定性，应选用微差爆破使用的秒延期雷管，周边眼滞后掏槽眼起爆0.1s以上。
3.3起爆器
可选用MFd-200型发爆器，电雷管及网路则选用上海电工仪器厂生产的QJ41型电雷管测试仪检测，起爆能源选用毫秒差电雷管，正向起爆。孔桩爆破每次起爆的雷管都在20发左右起爆器要求体积较小，便于携带，结构组成简单。
4 安全技术措施
4.1爆破地震控制措施
孔桩护壁一般采用C25钢筋混凝土护壁，通常情形下护壁混凝土在浇筑5d之后，就能实施爆破施工并且不震坏护壁支护。并且不能在已浇筑桩芯混凝土，但桩芯混凝土未达到龄期的孔桩的20m范围内进行孔桩爆破作业，防止震裂没有达到设计强度的桩芯混凝土。本项目采用每幢楼成片成孔后批量浇筑桩芯混凝土，避免爆破影响已浇筑桩芯混凝土，确保桩芯质量。
4.2爆破飞石的控制措施
孔桩爆破工作面一般都是在地表5m以下的范围，在爆破孔桩口用砂袋垫高20cm作为爆破气体的出气通道，以利爆破气体能从孔气孔排出，然后用铁板盖住孔口，并用砂袋加压，从而避免爆破飞石飞出地面。
4.3爆破炮烟的排除措施
由于炸药爆破之后，会产生大量的炮烟，这些炮烟都是有毒有害气体，所以要强制通风排烟。采用空压机风管进行通风排烟。通风排烟的时间以清除工作面上的炮烟作为标准。
4.4爆破防漏电措施
防漏电是孔桩入岩爆破在装药时尤其要注意的一个关键环节。在进行装药之前，要把孔桩内所有的电器设备提升到地面。在装药的时候，雷管的脚线需短接，连接爆破母线时要确保接头具备良好的绝缘性，严禁拖地时接触到泥水，雷雨天气时候，必须停止爆破作业。
4.5盲炮处理措施
处理盲炮前由爆破负责人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理盲炮时无关人员不准进入警戒区，派有经验的爆破员处理盲炮。
4.6爆破器材的安全管理措施
爆破器材属于危险物品，应进行严格管理。（1）严格爆破器材的领用、发放、使用及回收制度;（2）现场爆破器材应该分明别类，分别用木箱盛装，专人上锁保管，严禁混装。使用、运输时应轻拿轻放，严禁碰撞;雷管在连母线前应短接，避免接触带电体。
4.7爆破时设立安全警戒线
在工地主入口及各通道口指定专人警戒，设立二道安全警戒线，警戒范围：爆破区中心外50m为一道警戒线，爆破区中心外200m为二道警戒线。爆破施工前，警戒区内停止一切其它施工，其它人员、设备听从指挥人员安排无条件撤离到安全地带。警戒人员根据安排定点、定位清理现场，阻止无关人员靠近现场。
5 结束语
实践证明，人工挖孔桩做好安全工作的前提下，正确应用人工挖孔桩入岩爆破技术，还是能再次焕发生机。人工挖孔桩成桩后地质情况直观，人的肉眼即可判断持力层的岩性好坏，能克服冲孔灌注桩沉碴超标的缺陷、管桩受不良地质的限制。所以孔桩入岩爆破采用小直径浅孔微差爆破是可行的。
参考文献：
[1]梁开水，王玉杰，唐楷，等.基础桩井岩石开挖爆破[J].爆破，1997，14（3）：48.51.
[2]张清梅.城市高层建筑桩基础爆破开挖质量控制探讨[J].爆破，2001，18（2）：34—36.
[3]谢海涛，李秀东.爆破技术在_}19阳河大桥桩基施工中的应用[J].公路与汽运，2005，107（2）：95.97.
[4]冼颂明，张志刚，袁洪昌.人工挖孔桩人岩爆破工程施工技术[J].建筑技术，2003，34（3）：195.196.
【关键词】 小直径浅孔微差爆破技术;人工挖孔桩;安全措施
1 工程概况
莆田万辉世纪城二期位于莆田市荔涵大道西面，东侧和在建的万辉世纪城一期项目毗邻。万辉世纪城二期用地面积56300m2、总建筑面积132870.7m2。共14幢建筑（20#～33#楼），其中采用人工挖孔桩的20#～25#楼12层、32#楼18层、33#楼26层，21#～24#楼下设一层地下室、20#、25#楼局部一层地下室。本工程为钢筋混凝土框-剪结构，基础为人工挖孔桩，桩径Ф1.0m～1.6m。设计桩有效长度为不小于5m，桩端入岩为入中风化和微风化，共计664枚桩，护壁采用C25钢筋混凝土，与桩身设计混凝土同标号，壁厚15mm。其中21#～24#楼下设一层地下室由于基坑土方先行开挖再施工桩基，基坑深度5.6m，由于西侧楼靠山边，大部分的桩已入岩，不少桩无法满足设计有效桩长的要求，所以导致该工程的基础桩桩端都必须进入到中风化和微风化岩层。东侧和在建的万辉世纪城一期项目毗邻，建筑物距基坑最短距离15m。
本工程地质勘查报告揭露，场地内没有不良地质的产生，如涌泥、流砂、坍孔等现象。场地地层主要有：填土、粉质粘土、泥质粉砂、淤泥、卵石、粉质粘土、残积土、全风化花岗斑石、强风化花岗斑石、中风化花岗斑石、微风化花岗斑石等组成。
2 爆破技术设计
本工程人工挖孔桩桩径主要Ф1.0m，少量桩径Ф1.2m，设计有效桩长5m以上，设计桩端持力层是中风化花岗岩，但由于21#～24#楼下设一层地下室，基坑土方先行开挖再施工桩基，造成一开孔就进行爆破施工，同时受有效桩长5m的设计要求限制，因此持力层落在中～微风化、微风化的花岗岩上。大部分桩成桩深度均在15m以内，21#～24#楼成桩深度在5m以上。持力层总的爆破工程量约6000m3左右。由于人工挖孔桩入岩爆破施工时，自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上地段成孔时，受地质情况的影响，有些地段护壁质量较差抗震能力小。所以孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。多桩承台采用跳桩施工，避免出现多桩串孔现象，带来安全隐患。
2.1中心孔掏槽布置
在桩位中心布置一个炮孔，四周对称布置周边孔，起爆方式采用中心孔先爆，四周孔延迟起爆，根据四周孔起爆顺序又分为同时起爆和分段起爆2种，炮孔布置和起爆顺序如图1所示。
2.2爆破参数的设计
桩基入岩爆破参数根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。根据以往的高层建筑孔桩的施工经验，参考矿山竖井开挖的爆破参数，对爆破参数进行修正，得出单位用药量系数q值，如下页表1。
表1 单位用药量系数q值
序号 岩石类别 岩岩坚固系数f 单位用药量系数q（g/m3） 备注
1 强-中风化 4～6 1200～1600
2 中风化 6～7 1600～2000
3 中-微风化 7～8 2000～2400
4 微风化 8～10 2400～3000
2.3炮眼布置
在进行小直径孔桩爆破时，工作面一般是采取掏槽眼1～2个，周边眼5～7个来安排的。其中，掏槽眼按照锥形布置，倾角为10度～15度;周边眼采取垂直眼，距孔桩护壁150mm均匀布置，如果有扩大头的孔桩的情况，周边需比扩大头倾角小50～100，从而确保扩大头围岩的稳定性。炮眼采用手持式气动凿岩机造眼。
2.4打孔
采用风钻钻孔，钻孔直径38mm～45mm，钻孔深度1m，风钻供风采用6～10m3，风压力0.5Mpa。
2.5爆破计算
炮眼深度1m，钻孔直径38mm～45mm，孔跟随400mm，即L=1m，A=0.4m，B=0.4m，根据不同的岩层控制炮眼炸药用量。
（1）强～中风化层的每眼炸药用量：取q=1.4kg/m3
Q=qABLe=0.33*1.4*0.4*0.4*1=74（g）
单位体积的炸药用量：
炮眼布置沿距桩孔护壁150mm的圆周布置，同时桩中心布置一个炮眼，周边孔应在同一个平面，保证开挖面的平整，中心眼应超钻10mm。1m桩孔内布置炮眼数量6个，1.2m直径的桩孔内炮眼数量8个。
即1m桩孔内单位体积炸药用量=74*6=444（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=74*8=592（g）
（2）中～微风化层的每眼炸药用量：取q=1.8kg/m3
Q=qABLe0.33*1.8*0.4*0.4*1=95（g）
即1m桩孔内单位体积炸药用量=95*6=570（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=95*8=760（g）
（3）微风化层的每眼炸药用量：取q=2.4kg/m3 Q=qABLe0.33*2.4*0.4*0.4*1=127（g）
即1m桩孔内单位体积炸药用量=127*6=762（g）
1.2m桩孔内单位体积炸药用量=127*8=1016（g）
爆破设计震动波速控制在2m/s以内，而一般建筑物抗震防护设计波速在200m/s～500m/s之间，这样爆破震动波传到临近建筑物所产生的剪切力远远小于建筑物的抗震设计剪切力，因此爆破临近建筑物及地下的设施均不构成危害。
2.6装药
装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净，经检查合格后方可装药。应严格控制装药量并要符合下列要求：（1）严禁使用不符合产品标准和质量要求的爆破材料。（2）采用低密度、低爆破、低猛度、高爆力的2号小药卷岩石硝铵炸药。（3）周边眼采用小药卷连续装药结构或间隔装药结构，并采用导爆索束装药结构。（4）严格控制单段最大装药量，根据每次爆破震速调整最大段装药量。（5）围岩较软时，除周边眼应严格控制用药量外，还应控制邻近周边眼的内圈炮眼的药量。
2.7操作控制
为了严格按照施工设计控制施工，工前对操作人员进行了技术交底、安全培训，并建立了岗位责任目标检查考核激励制约奖惩制度，明确对周边归、掏槽炮、掘进眼、底板眼、光面爆破辅助眼进行区域划分，严格区域把关分工及岗位确定，使各区域施工人员都在准确作业，技能熟练操作实施，并根据围变作为合理调整，逐步提高各施工工艺起到了关键性效应。
3 爆破器材选型
3.1炸药
人工挖孔桩入岩段爆破施工总是存在岩层裂隙水及成孔护壁时下滴的渗水，最好选用防水性好的炸药，另外为了保证成孔护壁在爆破施工中的稳定性，应选用爆炸威力适中的炸药。可选岩石乳化炸药，其抗水性好、药卷易于分割、威力适中。
3.2雷管
孔桩掘进爆破应用电雷管网络，禁止使用导火索、火雷管起爆网络。电雷管起爆网络的接头一定要有良好的绝缘性，接点应离开泥水面。同时，为取得较好的爆破效果，保护护壁的稳定性，应选用微差爆破使用的秒延期雷管，周边眼滞后掏槽眼起爆0.1s以上。
3.3起爆器
可选用MFd-200型发爆器，电雷管及网路则选用上海电工仪器厂生产的QJ41型电雷管测试仪检测，起爆能源选用毫秒差电雷管，正向起爆。孔桩爆破每次起爆的雷管都在20发左右起爆器要求体积较小，便于携带，结构组成简单。
4 安全技术措施
4.1爆破地震控制措施
孔桩护壁一般采用C25钢筋混凝土护壁，通常情形下护壁混凝土在浇筑5d之后，就能实施爆破施工并且不震坏护壁支护。并且不能在已浇筑桩芯混凝土，但桩芯混凝土未达到龄期的孔桩的20m范围内进行孔桩爆破作业，防止震裂没有达到设计强度的桩芯混凝土。本项目采用每幢楼成片成孔后批量浇筑桩芯混凝土，避免爆破影响已浇筑桩芯混凝土，确保桩芯质量。
4.2爆破飞石的控制措施
孔桩爆破工作面一般都是在地表5m以下的范围，在爆破孔桩口用砂袋垫高20cm作为爆破气体的出气通道，以利爆破气体能从孔气孔排出，然后用铁板盖住孔口，并用砂袋加压，从而避免爆破飞石飞出地面。
4.3爆破炮烟的排除措施
由于炸药爆破之后，会产生大量的炮烟，这些炮烟都是有毒有害气体，所以要强制通风排烟。采用空压机风管进行通风排烟。通风排烟的时间以清除工作面上的炮烟作为标准。
4.4爆破防漏电措施
防漏电是孔桩入岩爆破在装药时尤其要注意的一个关键环节。在进行装药之前，要把孔桩内所有的电器设备提升到地面。在装药的时候，雷管的脚线需短接，连接爆破母线时要确保接头具备良好的绝缘性，严禁拖地时接触到泥水，雷雨天气时候，必须停止爆破作业。
4.5盲炮处理措施
处理盲炮前由爆破负责人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理盲炮时无关人员不准进入警戒区，派有经验的爆破员处理盲炮。
4.6爆破器材的安全管理措施
爆破器材属于危险物品，应进行严格管理。（1）严格爆破器材的领用、发放、使用及回收制度;（2）现场爆破器材应该分明别类，分别用木箱盛装，专人上锁保管，严禁混装。使用、运输时应轻拿轻放，严禁碰撞;雷管在连母线前应短接，避免接触带电体。
4.7爆破时设立安全警戒线
在工地主入口及各通道口指定专人警戒，设立二道安全警戒线，警戒范围：爆破区中心外50m为一道警戒线，爆破区中心外200m为二道警戒线。爆破施工前，警戒区内停止一切其它施工，其它人员、设备听从指挥人员安排无条件撤离到安全地带。警戒人员根据安排定点、定位清理现场，阻止无关人员靠近现场。
5 结束语
实践证明，人工挖孔桩做好安全工作的前提下，正确应用人工挖孔桩入岩爆破技术，还是能再次焕发生机。人工挖孔桩成桩后地质情况直观，人的肉眼即可判断持力层的岩性好坏，能克服冲孔灌注桩沉碴超标的缺陷、管桩受不良地质的限制。所以孔桩入岩爆破采用小直径浅孔微差爆破是可行的。
参考文献：
[1]梁开水，王玉杰，唐楷，等.基础桩井岩石开挖爆破[J].爆破，1997，14（3）：48.51.
[2]张清梅.城市高层建筑桩基础爆破开挖质量控制探讨[J].爆破，2001，18（2）：34—36.
[3]谢海涛，李秀东.爆破技术在_}19阳河大桥桩基施工中的应用[J].公路与汽运，2005，107（2）：95.97.
[4]冼颂明，张志刚，袁洪昌.人工挖孔桩人岩爆破工程施工技术[J].建筑技术，2003，34（3）：195.196.