基坑爆破處理

胡冠玉，郭德偉，韓 菊

山東三箭建設(shè)工程股份有限公司，山東濟(jì)南 250100

1 工程概況分析

濟(jì)南市委黨校新校區(qū)文體中心及車庫(kù)工程，地下游泳池及配套設(shè)施基坑開挖需要采用基坑爆破與油錘施工相結(jié)合的方法展開，地質(zhì)條件為：上半部為2m～3m碎石、堅(jiān)石層，下半部為深7m～10m的大面積大厚度板結(jié)巖石層，且整個(gè)巖石層間部分夾雜濕陷性紅土、部分有層間夾雜土。工程較復(fù)雜的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境因素給爆破參數(shù)選取、裝藥量、安全計(jì)算和工期計(jì)劃制定帶來了很大難度，對(duì)爆破施工造成較大影響。在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的持力層和地基承載力要求之前，雖然有地質(zhì)勘察報(bào)告作為指導(dǎo)，但施工不可預(yù)見性、技術(shù)、安全掌握方面都有很大難度，達(dá)到地基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高后的地基處理也是一大難題。

2 施工過程及處理方法

2.1 工程環(huán)境分析及施工方案確定

以實(shí)際工程為例，介紹基坑爆破與地基處理的問題。本工程離已建成的建筑物最近距離為300m左右、70m范圍內(nèi)有一條主要公路交通干線，且最近的在建建筑物離爆破基坑緊12m，且該在建工程剛完成基礎(chǔ)施工。在此等復(fù)雜、危險(xiǎn)的施工條件下，保證現(xiàn)場(chǎng)附近人身、物質(zhì)安全成為施工的第一要?jiǎng)?wù)！其次，必須考慮工程工期、施工質(zhì)量等問題。

因此，在謹(jǐn)慎分析工程情況、施工環(huán)境之后，我們制定了詳細(xì)的部署方案和安全計(jì)算：根據(jù)該工程周圍環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際情況，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的認(rèn)真勘察、研究后決定采用淺孔減弱松動(dòng)爆破方案。正式施工前先用淺孔爆破方法（人工鉆孔，孔深1.5m～1.8m，裝藥為0.45kg，后附安全計(jì)算公式），在基坑四周爆破出了一條2m寬，深3m的隔離帶。

考慮到安全和工期進(jìn)度影響，施工分區(qū)及爆破方式為：

整個(gè)爆破區(qū)分四個(gè)區(qū)域，將最小抵抗線控制在向北方向，爆破深度：3.5m～4m一層，保證最后一層裝藥距基底標(biāo)高30cm。選用機(jī)械鑿巖機(jī)在被爆體上鉆垂直炮孔，炮孔D=90mm，大區(qū)多排三角形布置，爆破完成后清理槽底。最后再用手動(dòng)鑿巖機(jī)找平，炮孔D=38mm，大區(qū)多排三角形布置。

離在建建筑物最近的12m～37m范圍內(nèi)為爆破四區(qū)：用手動(dòng)鑿槽機(jī)打孔，炮孔直徑D=38mm，每孔裝藥量為0.45kg，單孔起爆，每個(gè)炮孔加蓋四層炮被覆蓋。

離最近建筑24m以外分為爆破一區(qū)至三區(qū)：用機(jī)械鑿槽機(jī)打孔，炮孔直徑為90mm，每孔裝藥量為10kg，單孔起爆。

為保證爆破、油錘、碎石土倒運(yùn)24小時(shí)施工，施工順序?yàn)椋?/p>

爆破一區(qū)→爆破二區(qū)→爆破三區(qū)

爆破四區(qū)單獨(dú)用人工鑿槽機(jī)鑿槽，鑿孔完畢后實(shí)施爆破。

2.2 施工部署

1）施工準(zhǔn)備：成立爆破組織，有專人負(fù)責(zé)整個(gè)工程；在新校區(qū)工程澆筑砼達(dá)到一定強(qiáng)度后實(shí)施爆破，避免擾動(dòng)新澆砼；2）施工通告：應(yīng)在爆破前1天～3天前發(fā)布爆破通告，并進(jìn)行張貼，并由總包單位書面通知相鄰兄弟施工單位；3）施工現(xiàn)場(chǎng)清理與準(zhǔn)備：測(cè)量，防護(hù)措施到位；4）通訊聯(lián)絡(luò)：在起爆點(diǎn)和警戒哨間應(yīng)建立并保持通訊聯(lián)絡(luò)；5）試炮：通過試炮調(diào)整爆破參數(shù)及防護(hù)方式、數(shù)量等；6）驗(yàn)收炮孔（重點(diǎn)檢查孔徑、孔深）；7）爆破器材的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、起爆器材加工、裝藥填塞（重點(diǎn)檢查裝藥量）；8）網(wǎng)絡(luò)連接；9）網(wǎng)絡(luò)檢查；10）警戒起爆；11）炮后檢查、隱患排除、剩余爆破器材清退、爆破工程記錄、爆破總結(jié)等。

2.3 爆破參數(shù)、裝藥量、裝藥起爆

淺孔爆參數(shù)：

參數(shù)高度1.5 m、炮孔直徑90 mm 、最小抵抗線1.2m、炮孔間距 2.3m～2.5m、炮孔排距 2.5m、炮孔超深 0.3m、炮孔深度3.5m～4m 、單孔裝藥量 10kg 、裝藥長(zhǎng)度 1.8m 、填塞長(zhǎng)度2.2m。

參數(shù)高度1.5m、炮孔直徑38mm 、最小抵抗線1.2m、炮孔間距 1.5m、炮孔排距 1.5m、炮孔超深 0.3m、炮孔深度1.8m、單孔裝藥量0.45kg 、裝藥長(zhǎng)度0.6m 、填塞長(zhǎng)度 1.2m。

2.3.1 試炮

通過試炮確定控制爆破危害效應(yīng)的防護(hù)措施，包括控制安全震動(dòng)速度內(nèi)允許的最大一次起爆藥量及各個(gè)爆破參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整等。

2.3.2 裝藥填塞

裝藥方式，正向裝藥方式：將起爆藥包放在裝藥的頂部，聚能穴朝下；裝一個(gè)起爆藥包。填塞裝藥完畢，將剩余炮孔部分用粘土逐段填實(shí),直至填平至孔口。

2.3.3 起爆網(wǎng)絡(luò)

采用電雷管單孔和三孔起爆網(wǎng)絡(luò)。

2.4 爆破安全距離計(jì)算

2.4.1 爆破地震安全距離

1）當(dāng)每孔放炸藥10kg時(shí)，對(duì)周邊混凝土的影響。

R=（K/V）1/α·Q1/3，

式中：R為爆破地震安全距離，m；

K、α為與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)；

V為安全振動(dòng)速度，cm/s；

Q為炸藥量，齊發(fā)爆破為總裝藥量，延時(shí)爆破為最大一段裝藥量，kg。

本次爆破，取K=200，α=1.6，V=1.5cm/s，

Q值選取：本次爆破采用一次起爆1孔的起爆網(wǎng)路，最大一孔裝藥量為10kg：

單孔起爆：R=（K/V）1/α·Q1/3=（200/1.5）1/1.6101/3=58.1m，對(duì)于兩座在建的建筑物距離為76m、90m，均在安全震動(dòng)的范圍內(nèi)。

對(duì)于爆破區(qū)域最近的教學(xué)樓，已澆筑混凝土齡期超過28d。

2）離教學(xué)樓較近的四區(qū)，為保證爆破的安全性，可以考慮減少打孔的深度和減少每孔的裝藥量。采用人工鑿槽機(jī)開孔，每孔深度為1.5m～1.8m，每孔裝藥量為450g。則爆破地震安全距離

式中：R為爆破地震安全距離，m；

K、α為與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)；

V為安全振動(dòng)速度，cm/s；

Q為炸藥量，齊發(fā)爆破為總裝藥量，延時(shí)爆破為最大一段裝藥量，kg。

本次爆破，取K=200，α=1.6，V=5cm/s，

Q值選取：本次爆破采用一次起爆1孔的起爆網(wǎng)路，最大一孔裝藥量為0.45kg：

單孔起爆 ：R=（K/V）1/α·Q1/3=（200/5）1/1.60.451/3＝ 9.2m

小于教學(xué)樓到最近爆破空的距離12m。滿足爆破地震安全距離。

2.4.2 爆破飛石安全距離

淺孔爆破選用公式：RF=20KF·n2·W

式中：RF為個(gè)別爆破飛石距離，m；

KF為安全系數(shù)，一般取1.0～1.5，根基地形與不同方向上可能產(chǎn)生飛石的條件而定；

n為爆破作用指數(shù)；

W為最小抵抗線。

RF=20KF·n2·W=20×1.0×0.52×1.2=6m ＜ 12m ，滿足安全要求。

為保證安全，每個(gè)炮孔加蓋四層炮被，杜絕個(gè)別飛石產(chǎn)生。

2.4.3 空氣沖擊波安全距離

式中：Rn為空氣沖擊波安全距離，m；c；

kn為與爆破作用指數(shù)和破壞狀態(tài)有關(guān)的系數(shù)。如要求周圍建筑物完全無(wú)破壞，則：n=1時(shí)，kn=1-2；n=2時(shí)，kn=2-5；n=3時(shí)，kn=5-10，此處n=0.5；

Q為炸藥 量，齊發(fā)爆破為總裝藥量，此處取最大的裝藥量Q=8kg。

單孔起爆：Rn=kn·Q1/2=10×81/0.5=28.28m＜37m（大爆破區(qū)離最近的教學(xué)樓的距離），滿足安全要求。

3 結(jié)論

在建筑業(yè)越來越趨向高、大、精、新的今天，建筑物的建造對(duì)技術(shù)要求越來越高。從地下的地質(zhì)情況、地基處理到天上的風(fēng)荷載、日照情況和地表的環(huán)境情況考慮越來越精細(xì)、全面。本文對(duì)基坑爆破的施工步驟、安全計(jì)算結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行了粗略的介紹、爆破方案的優(yōu)點(diǎn)是：1）操作簡(jiǎn)單，施工方便；2）爆破振動(dòng)??；3）便于控制爆破飛石；4）減少爆破的時(shí)間，相應(yīng)減少了對(duì)周圍的影響；5）加快施工進(jìn)度。

[1]汪旭光，徐天瑞.爆破安全規(guī)程[S].

[2]中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì)編，于亞倫主編.工程爆破理論與技術(shù)[S].

[3]劉殿中主編.工程爆破實(shí)用手冊(cè)[S].

[4]裴進(jìn).基于相似準(zhǔn)則的深基坑爆破參數(shù)確定.

[5]王鴻運(yùn).深基坑爆破振動(dòng)測(cè)試與數(shù)值模擬研究.